1.4GHz बैंड में पकड़ी गई अज्ञात रेडियो उत्सर्जन घटना

• मिट्टी की नमी मापने वाले NASA SMAP satellite के सार्वजनिक L1B brightness temperature data में जनवरी 2025 से मई की शुरुआत के बीच 1.4GHz बैंड में असामान्य radio interference पकड़ा गया
• ऐसे protected frequency पर, जहां transmission की अनुमति नहीं है, कुछ क्षेत्रों में brightness temperature 360K से ऊपर गया, जो प्राकृतिक signal मानना मुश्किल स्तर है
• लाल रंग में दिखाए गए detection points मजबूत Radio Frequency Interference (RFI) locations हैं, जो Russian electronic warfare sites, Ukrainian drone corridors और front-line concentration areas से लगभग मेल खाते हैं
• Dnipro, Simferopol, Kryvyi Rih ऐसे high-intensity emission क्षेत्र के रूप में दिखे जहां L-band brightness temperature 370K से काफी ऊपर था
• सार्वजनिक climate satellite data और Python भर से Ukraine, Crimea और Russia के कुछ क्षेत्रों की electronic warfare activity map बनाई जा सकी

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SMAP data में दिखे 1.4GHz high-temperature signals

• NASA का SMAP आम तौर पर 1.41GHz L-band में पृथ्वी के blackbody radiation को passive तरीके से observe करके soil moisture और ocean salinity की जानकारी देता है
• जनवरी 2025 से मई की शुरुआत तक के सार्वजनिक L1B brightness temperature data की जांच में, कुछ क्षेत्रों में 1.4GHz band values असामान्य रूप से ऊंची दिखीं
• साफ क्षेत्रों में brightness temperature आमतौर पर 270~310K के स्तर पर होता है, और रेगिस्तान में भी यह लगभग 330K तक दिख सकता है
• 360K, 370K, 375K स्तर की values प्राकृतिक solar signals नहीं, बल्कि jammer माने जा सकने वाली range में आती हैं
• detection points को मजबूत radio frequency interference के रूप में चिह्नित किया गया, और संभावित कारणों में jamming, spoofing, और high-power electronic warfare emissions शामिल हैं

L-band jamming का military context और public data

• 1.4GHz band शांतिपूर्ण Earth observation के लिए protected है, लेकिन यह वास्तविक military signals के भी पास है
• इस range के अंदर और आसपास की jamming कई signals को प्रभावित कर सकती है
  • drone command-and-control links, खासकर custom या modified systems
  • FPV drones के video feeds
  • GNSS signals और spoofing-सक्षम harmonics
  • satellite telemetry और downlinks
  • passive radar या detection systems
• आधुनिक conflict zones में L-band jamming drones को blind करने, target designation को कमजोर करने और ISR को block करने के तरीके के रूप में इस्तेमाल हो सकती है
• map पर signals Russian electronic warfare sites, Ukrainian drone corridors और front-line concentration areas से लगभग जुड़े हुए थे, और पीछे के कुछ असामान्य points भी शामिल थे
• data source NASA SMAP L1B_TB है, और code व data github.com/radioandnukes/SMAP-RFI-Mapper पर सार्वजनिक हैं

[kunggom]

इस लेख में जिस रेडियो-सुरक्षित बैंड का उल्लेख है वह 1400-1427 MHz है, और इसमें सिर्फ इस लेख में बताई गई मिट्टी या समुद्री अवलोकन ही नहीं, बल्कि radio astronomy में देखी जाने वाली आकाशगंगा के hydrogen gas से निकलने वाली रेडियो तरंगें (1420.405 MHz) भी शामिल हैं।
इसलिए कहा जाता है कि सैन्य संघर्षों में होने वाली शक्तिशाली electronic jamming, radio astronomy को बहुत कठिन बना देती है.

जानकारी के लिए, इस लेख में उल्लेखित satellite data के आधार पर हर महीने इस बैंड में पकड़ी गई radio interference को मानचित्र पर दिखाने वाला एक वेबपेज है।

• SMAP Maps: Radiometer RFI

इसे देखने पर सबसे असामान्य चीज़ जापानी द्वीपसमूह है। दूसरे क्षेत्रों में, अगर कहीं सैन्य तनाव न हो, तो ज्यादातर बिखरे हुए बिंदुओं के रूप में निशान दिखते हैं, लेकिन जापानी द्वीपसमूह लगभग पूरा का पूरा गहरे लाल रंग में दिखता है। यहाँ तक कि ऊपर दिए गए वेबपेज पर दिखाया गया सबसे पुराना डेटा अप्रैल 2015 का है, और उसी समय से पूरा देश पहले ही लाल रंग में रंगा हुआ था।

इसलिए मैंने खोजा कि सिर्फ जापान में ऐसा क्यों है, तो कारण जापान में व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले digital satellite broadcasting receivers बताए गए हैं।
जापान ने जुलाई 2011 में analog TV broadcasting बंद कर दी थी और उसी साल दिसंबर में BS digital satellite broadcasting channels की संख्या 24 कर दी थी। इन satellite broadcasting signals की frequency 12 GHz जैसी ऊँची होती है, और डिवाइस के लिए इसे सीधे process करना कठिन होता है, इसलिए इसे अंदरूनी तौर पर IF (intermediate frequency) में बदलकर process किया जाता है।
समस्या यह है कि channel 21 के मामले में intermediate conversion frequency 1415-1450 MHz होती है, जो ऊपर बताए गए रेडियो-सुरक्षित बैंड से ओवरलैप करती है, और लगता है कि उस समय जापान के संबंधित मानक आज की तुलना में अधिक ढीले थे।
नतीजतन, इस बैंड में थोड़ा-थोड़ा रेडियो रिसाव करने वाले receivers और distribution amplifiers की लाखों इकाइयाँ पूरे जापान में फैल गईं, और इसी वजह से समस्या पैदा हुई। हर एक डिवाइस से निकलने वाला interference signal मानक सीमा के भीतर था, लेकिन जब ये लाखों की संख्या में एक साथ काम करने लगे, तो पूरा बैंड ही प्रभावित होने लगा।
2018 के बाद से जापान के Ministry of Internal Affairs and Communications ने satellite broadcasting receivers के निर्माण और स्थापना मानकों को कड़ा किया है और पुराने receivers को बदलने के लिए subsidy भी दी है, लेकिन यह समस्या अब तक पूरी तरह हल नहीं हुई है।

जापान से संबंधित सामग्री का स्रोत:

• SMOS RFI EXPERIENCE IN THE 1400-1427MHz PASSIVE BAND DUE TO RADIATIONS AT INTERMEDIATE FREQUENCY OF SATELLITE HOME-TV RECEIVERS

[GN⁺]

Hacker News की राय

• कुछ दिन पहले आया यह overview map अच्छा लगा: https://x.com/HamWa07/status/1919763145536463222
  giammaiot2 पहले से ही science sensors के जरिए जानबूझकर किए गए radio-frequency interference को detect करने की कोशिश करता रहा है; उदाहरण के लिए उसने 7GHz देखने वाले Advanced Microwave Scanning Radiometer(AMSR) का map भी पोस्ट किया था: https://x.com/giammaiot2/status/1919493425100988490
  2023 में SMAP को लेकर एक thread भी है: https://x.com/giammaiot2/status/1770815247772729539

  • वह map सचमुच दिलचस्प है। conflict zones के आसपास Ukraine·Myanmar और China में jamming होना पश्चिमी नजरिए से समझ आता है, लेकिन Japan में interference इतना ज्यादा क्यों है, यह जानने की उत्सुकता है

• science करने से पैदा होने वाले उपयोगी और कभी-कभी अनपेक्षित secondary effects का यह शानदार उदाहरण है। SMAP mission स्पष्ट रूप से Earth science category में आता है, इसलिए मौजूदा administration के निशाने पर आने की संभावना वाले क्षेत्रों में है, और यह data Earth science·climate research के अलावा agriculture और water management में भी खूब इस्तेमाल होता है
  उदाहरण के लिए, water management districts यह तय कर सकते हैं कि आने वाले storm का पानी local soil absorb कर पाएगी या वह surface पर रहकर flooding करेगा

• Iridium satellites L-band के जरिए ground stations से communicate कर सकते हैं
  जब आप typhoon के बीच किसी ship पर फंसे हों और मदद चाहिए हो, तो यह band बहुत उपयोगी होता है

  • L-band signals clouds और rain के पार जा सकते हैं। इसी property की वजह से GPS और all-weather operation की जरूरत वाले कई use cases में L-band इस्तेमाल होता है, और खराब मौसम में भी accurate data collection संभव हो पाता है
  • यह कैसे काम करता है, यह जानने की उत्सुकता है। क्या सामान्य तौर पर यह केवल सुनता रहता है, और कोई specific emergency message मिलने पर ही transmit करता है?

• specific allocation 1400~1427MHz है। यह band radio astronomy, passive (receive-only) Earth exploration satellites, और passive space research के लिए reserved है
  hydrogen line 1420.4MHz पर है। US में 1240~1400MHz radar को allocated है, और 1240~1300MHz के GNSS downlinks को US में protection नहीं मिलता

• GitHub site पर “This script processes NASA SMAP L1B .h5 data files” लिखा है, लेकिन यह नहीं बताया गया कि ये .h5 data files कैसे मिलती हैं। API इस्तेमाल होता है या RTL-SDR जैसी चीज से data सीधे receive किया जाता है, यह जानने की उत्सुकता है

  • ASF के data search portal में SMAP search कर सकते हैं:
    https://search.asf.alaska.edu/#/?maxResults=250&dataset=SMAP...
    अगर आपके पास Earthdata account है, तो यहां से .h5 files bulk में download कर सकते हैं: https://urs.earthdata.nasa.gov/home
    library भी इस्तेमाल कर सकते हैं: https://github.com/nsidc/earthaccess या https://github.com/asfadmin/Discovery-asf_search
  • लगता है यहां से मिल सकता है: https://nsidc.org/data/smap/data
    related information भी यहां है: https://smap.jpl.nasa.gov/data/
    काफी शानदार material है

• Russia के अंदर jamming locations किन चीजों से correspond करती हैं, यह जानने की उत्सुकता है। शायद वे महत्वपूर्ण जगहें हों जिन्हें drone defense चाहिए, लेकिन ये areas क्यों महत्वपूर्ण हैं, यह जल्दी से पता नहीं लगा पाया
  उदाहरण के लिए Moscow के उत्तर-पश्चिम का bright spot Zavidovo National Park के अंदर या आसपास दिखता है। क्या वहां कुछ महत्वपूर्ण है? पास में Migalovo और Klin air bases हैं, लेकिन दोनों center point से काफी दूर लगते हैं

  • GPSJam का GPS interference daily map: https://news.ycombinator.com/item?id=32245346 - जुलाई 2022
    https://gpsjam.org/
  • Russia जहां भी कुछ महत्वपूर्ण होता है, उसके आसपास jammers deploy करता है। उदाहरण के लिए Norway·Finland के करीब या उनसे सटे Kola Peninsula में jamming और spoofing की जा रही है, और उसका स्तर इतना है कि regional civil aviation traffic पर भी असर पड़ता है
    वजह यह है कि वहां कई major strategic air bases हैं। Ukraine के अंदर-बाहर यह air bases, bases, ammo depots, radio towers—कुछ भी हो सकता है
  • क्या वह जंगल वह जगह है जहां Politburo members के dachas हैं?

• सेना L-band का इस्तेमाल क्यों करती है, इसका इससे ज़्यादा जवाब नहीं मिलता। बाधा पड़ती है या नहीं, यह अहम नहीं है; अगर यह सैन्य उपयोग का है तो स्वाभाविक है कि लोग इसे बाधित करने की कोशिश करेंगे। जिज्ञासा इस बात की है कि वे कौन-सी खास विशेषताएँ हैं जो सैन्य दृष्टि से L-band को उपयोगी बनाती हैं

  • नेविगेशन सिस्टम (GNSS) आम तौर पर L-band में आते हैं। उदाहरण के लिए रूस का GLONASS 1.2GHz और 1.6GHz रेंज में है, और GPS 1.1, 1.2, 1.5GHz के आसपास है
    SMAP 1.2~1.4GHz रेंज में है, इसलिए यह GLONASS और GPS दोनों से ओवरलैप करता है। इसलिए उस रेंज में radio jamming ड्रोन के नेविगेशन सिस्टम को प्रभावित करती है। ड्रोन को fiber-optic cable से बांधकर चलाने की वजह भी यही है, और control system भी इसी रेंज में हो सकता है। “क्यों” का जवाब कुछ ऐसा है कि मशीनें मौजूदा सिस्टमों के हिसाब से बनाई गईं, और वे मौजूदा सिस्टम उन भौतिक गुणों की वजह से ऐसे design किए गए जिन्हें वे हल करना चाहते थे
    रूस के आसपास radio jamming और spoofing दोनों काफी आम हैं। चूंकि SMAP वही band और range detect करता है, इसलिए उसे यह radio jamming दिख जाती है
  • L-band कम power में भी लंबी दूरी की communication कर सकता है और पानी व झाड़ियों/वनस्पति के आर-पार कुछ हद तक जा सकता है। सैन्य उपयोग के लिए यह आकर्षक हो सकता है
  • अगर मैंने लेख ठीक से समझा है, तो असल में इस्तेमाल हो रही frequency L-band के करीब है, और radio jamming broadband है, इसलिए लगता है कि उसका असर L-band तक पड़ रहा है
  • ड्रोन के नजरिए से देखें तो दरअसल कोई भी frequency इस्तेमाल की जा सकती है। भले ही वह बहुत उपयुक्त न हो, अगर अब तक किसी को पता नहीं कि उसका इस्तेमाल हो रहा है और इसलिए कोई उसे jam नहीं कर रहा, तो वह फिर भी काम की हो सकती है

• क्या कोई आसान भाषा में समझा सकता है कि यह किस बारे में है?

  • सार्वजनिक NASA data से रूस और यूक्रेन के electronic warfare systems को map किया गया है। इस्तेमाल किए गए radio jammers उस 1.4GHz spectrum में leak कर रहे हैं जिसे मूलतः शांत होना चाहिए, और output भी इतना ज्यादा है कि इसे artificial signal मानने का काफी भरोसा हो सकता है
    अगर आप दिलचस्प targets ढूंढ रहे हैं, तो चमकते हुए दिखाए गए इलाके बुरे उम्मीदवार नहीं हैं
  • satellite धरती से reflect हुई solar radiation को सुनता है, और उससे समुद्र की salinity जैसी कई जानकारियां निकालता है। वही खास frequency युद्ध में भी इस्तेमाल हो रही है, इसलिए इस satellite के जरिए उन इलाकों को खोजा जा सकता है जहां electronic countermeasures मौजूद हैं
  • एक satellite है जो किसी खास frequency की radiation देखकर soil moisture मापता है। यूक्रेन के कुछ radio jammers, यानी दूसरों की communication रोकने के लिए wireless noise भेजने वाले devices, इसी frequency पर भी radiation निकालते हैं, इसलिए वे satellite data में दिख जाते हैं

• सचमुच कमाल का आइडिया है। इस तरह से observe किए जा सकने वाले और कौन-से bands हो सकते हैं?

  • SAR satellites भी उपयोगी साबित हुए हैं:
    https://medium.com/@HarelDan/x-marks-the-spot-579cdb1f534b
    अगर मुझे सही याद है तो Sentinel 1 C-band है। लेकिन यह technique TerraSAR-X या दूसरे commercial satellites की तरह X-band पर भी लागू हो सकती है