Liviu Soflete YO2BCT

Amplificatorul final de emisie este montat în focarul antenei parabolice, fiind conectat la antena de emisie cu un cablu RG 213 de circa 40 cm lungime, prevăzut cu mufe N, pierderea de putere pe acest cablu scurt fiind astfel neglijabilă. Pentru parte de emisie, am utilizat o construcţie industrială (achiziţionată la târgul de la Friedrichshafen) - un amplificator pentru staţiile de telefonie mobilă în 1900 MHz, pe care l-am reacordat în banda de 13 cm. Amplificatorul cuprinde 5 tranzistoare LDMOS tip MRF1985, unul ca driver şi ceilalţi 4 montaţi pe un disipator de cupru gros de 5mm, combinaţi cu splittere/combinere (hibrizi de 3dB-90 grade) şi este capabil să livreze 100W, fără a atinge temperaturi exagerate, în regimul dur de solicitare (48 secunde emisie/72 receptie) impus de modul JT65. Tranzistoarele finale ar putea în principiu să genereze o putere mai mare, dar punctul slab al montajului este cuplorul de ieşire (din datele fabricantului – Anaren –, numai 60W CW Average). Am testat amplificatorul (montat pe radiator şi ventilat forţat, alimentat la 20V, nu 28) şi totul funcţionează fără probleme la 100W, în regimul 1 minut emisie/1 minut recepţie. Cu această putere, în banda de 13 cm, deşi atenuarea de propagare E-M-E este mai mare decât pe 23 cm, datorită câştigului mai mare al antenei (cu circa 5 dB), la un LNA cu acelaşi factor de zgomot, mă pot aştepta la un raport semnal/zgomot al ecoului propriu cu 2 dB mai bun decât la echipamentul pentru 23 cm (cu final de 200W), deci la performanţe cel puţin egale în trafic. Primul LNA, construit în regim propriu cu NE32584 şi ATF54143, după o schemă asemănătoare cu aceea a LNA pentru 23 cm, realizează o amplificare stabilă de numai 18 dB; de aceea a fost adăugat încă un amplificator ( circa 25 dB, realizat cu 3 MMIC), prevăzut cu filtre de bandă realizate cu linii în sfert de lungime de undă la intrare (3 linii cuplate) şi ieşire (2 linii), acordate cu trimeri tubulari. Filtrele servesc la atenuarea semnalelor pe circa 2,1 GHz (telefonie mobilă) şi 2,4 GHz (transmisii de date), care am constatat (cu un analizor de spectru) că există cu nivele mari în zona de amplasare a antenei parabolice.

Sistemul de orientare al antenei este tot cel manual, dar poziţia va trebui corectată mai des, pentru a nu depăşi 0,5 grade abatere, deoarece diagrama de radiaţie a antenei este mai îngustă la această frecvenţă (circa 3,2 grade deschidere la -3dB).

In instalaţia pentru 23 cm am utilizat ca transceiver de bază un IC910H; pentru banda de 13 cm a trebuit să utilizez transverterul DB6NT pentru legături terestre, care porneşte de la frecvenţa de bază de 144 MHz. Transceiverul de bază (IC 251 cu front - end modificat- LNA cu GAsFET, filtre helix şi mixer de nivel mare cu diode în inel) este prevăzut cu o ieşire de IF de bandă largă (pe 10,7 MHz) la care se poate conecta un receptor SDR IQ pentru urmărirea semnalelor într-o bandă de frecvenţe de câteva zeci de kHz (depinde de frecvenţa de eşantionare a cartelei de sunet). Adaptorul panoramic realizat astfel uşurează reperarea frecvenţei corespondentului, care poate avea abateri faţă de cea aşteptată, atât din cauza impreciziilor inerente ale oscilatoarelor cât şi din cauza efectului Doppler foarte pronunţat la această frecvenţă.

Pentru adaptarea nivelelor de semnal între transverterul ‚terestru’ pentru banda de 13 cm (25W out) şi intrarea în amplificatorul de putere (necesar 1,6 – 2W), am nevoie de o atenuare de circa 11 dB, pe care am realizat-o cu un cablu RG 58 cu lungimea de circa 10 m, intercalat pe traseul de emisie. Secvenţiatorul pentru comutarea releelor şi alimentarea LNA este construit în carcasa amplificatorului de putere, simplificând astfel cablarea şi alimentarea întregii instalaţii.

O problemă care complică traficul EME în banda de 13 cm este alocarea diferită a benzilor de frecvenţe pentru traficul de radioamatori în diferite ţări din lume, astfel că pentru Japonia, Australia sau Statele Unite va trebui să utilizez un receptor diferit (frecvenţele lor de emisie fiind între 2302 – 2424 MHz ). Deocamdată voi lucra cu staţii europene care au alocată aceeaşi bandă ca şi Romania, pentru viitor urmând să pregătesc receptorul IC9500 (care are bandă continuă pînă la 3 GHz). Instalaţia a fost montată pentru prima dată în iunie 2012; zgomotul Soarelui (faţă de cerul rece) a fost măsurat la 9 dB (pentru SF 136), ceea ce dovedeşte performanţe destul de slabe ale LNA. In faza actuală, echipamentul permite lucrul numai în CW, neavând încă o interfaţă pentru conectarea IC251 la calculator, astfel că încă nu am făcut măsurări ale ecoului propriu.

Cu acest echipament am realizat prima legătură EME din YO în banda de 13 cm, în CW, cu un corespondent mult mai bine echipat – SP6OPN (antena=6,5m , Pout circa 1kW) , în data de 17.06.2012 şi nu în cele mai bune condiţii (degradare circa 2 dB). Am primit încurajări de la alte staţii care m-au putut recepţiona bine, dar receptorul meu nu mi-a permis realizarea altor legături.

Profitând de drumul la târgul din Friedrichshafen 2012, am achiziţionat de la G4DDK – Sam Jewell (binecunoscutul – printre "lunatici" – constructor de LNA-uri de mare performanţă) un kit pentru un amplificator performant în banda de 2320 MHz. După montarea şi reglarea LNA (27 dB amplificare), zgomotul măsurat Sun/ClearSky a fost de circa 12dB la SF 85, deci o îmbunătăţire substanţială a recepţiei. In data de 21 iulie am realizat 2 legături, cu F2TU (6,5m - 300W) , semnal copiat comod cu 559, QSO ca în unde scurte, şi F1PYR (3,5m - 100W, deci aproximativ acceaşi dotare cu a mea), mult mai dificil de copiat la o degradare de 2 dB, totuşi un “O" "cinstit". Se pare că destul de mulţi radioamatori vor fi interesaţi de legături EME cu YO pe această bandă – avantajul primului sosit dintr-o ţară "rară", hi! . Cea mai dificilă parte mi s-a părut construirea şi reglarea LNA în regim propriu, neavând acces la aparatură pentru măsurarea factorului de zgomot. La această frecvenţă (2320 MHz) este greu de realizat simultan un factor de zgomot redus, o amplificare mare, un RL la intrare mare şi o bună stabilitate (mai ales că după ce se montează capacul cutiei deobicei pornesc autooscilaţii pe frecvenţe de câţiva GHz). Cea mai sigură şi performantă soluţie pentru banda de 13 cm (şi mai sus) este achiziţia unui LNA sau kit al unui constructor cu experienţă şi acces la aparatură. Pentru banda de 23 cm am reuşit să construiesc un LNA cu performanţe bune, comparabil cu multe din cele ale corespondenţilor. O comparaţie simplă se poate face în felul următor: ştiind că ambele antene participă cu câştigul lor la legătură şi atenuarea pe traseu este aceeaşi în ambele sensuri (la polarizare circulară), diferenţa între raportul primit şi cel dat, la puteri de emisie egale este dată doar de performanţa receptorului. De exemplu, eu am 200W la emisie, corespondentul 400W, eu îi dau controlul -15dB şi primesc -18dB (controale în JT65); în aceste condiţii, receptorul meu este la fel de sensibil cu al corespondentului, diferenţa dintre controale provenind din diferenţa de putere de emisie (+3dB înseamnă o dublare a puterii, -5dB însemnând deci o putere de două ori mai mare decât -18dB). Făcînd această comparaţie cu mai multi corespondenţi, putem aprecia destul de corect calitatea receptorului nostru şi efectul unor eventuale modificări sau reglaje, abaterile întâmplătoare devenind neglijabile prin medierea unui număr mare de măsurări. Un alt aspect, cunoscut teoretic, dar acum confirmat şi prin propria experienţă, este că nu se poate optimiza poziţia hornului în focarul parabolei cu o sursă de semnal situată prea aproape, întrucât nu se respectă condiţia de undă plană – profesioniştii în măsurarea antenelor ştiu despre ce e vorba. Se pot utiliza surse de semnal situate la sute de metri distanţă (distanţa minimă depinde de frecvenţă şi diametrul parabolei), astfel că cea mai accesibilă sursă de semnal rămâne Soarele.

Această prezentare vrea să sublinieze că abordare benzilor de microunde nu este imposibilă pentru radioamatorul dispus să facă efortul necesar de instruire, timp, muncă (şi bani...), iar satisfacţiile pot fi deosebite. Lumea microundelor este cu totul diferită de cea a undelor scurte sau metrice, dar tocmai în această diversitate constă farmecul radioamatorismului : mereu descoperi ceva nou şi diferit, care îţi aduce satisfacţii deosebite atunci când este înţeles şi stăpânit.

Mufa N cu tija lungă, utilizată pentru "antena" de emisie

Hornul cu septum şi şoc cu un inel. Mufa N serveşte la conectarea emiţătorului.
Rama din profil de aluminiu asigură montarea în suportul pentru hornul de 23 cm.

Vedere din faţă a şocului, septumului şi antenelor;
în dreapta este antena de emisie, cu diametru mai mare.

Amplificatorul de recepţie (LNA - prima versiune) şi releele SMA de ocolire pe emisie.
In dreapta, şuruburile de acord a antenelor.
Fixarea şocului pe horn trebuie să asigure un contact electric bun.

Amplificatorul de putere pentru emisie.

Ventilatoarele sunt ecranate la partea inferioară cu plasă de sârmă – fără acest ecran electronica de comandă a motoarelor ( brushless) nu funcţionează din cauza câmpului de radiofrecvenţă din carcasa amplificatorului. Mufa de ieşire este cea din stânga. Tot din PA se alimentează şi LNA şi releele de ocolire şi se comandă trecerea pe emisie a transveterului 144/2320 MHz. Amplificatorul de putere se montează în focarul parabolei.

Instalaţia poziţionată pentru măsurarea zgomotului solar.

Umbra hornului cade centrat pe mijlocul antenei (gaura din mijlocul parabolei); se verifică totodată şi sistemul de indicare a poziţiei al antenei (conform coordonatelor soarelui calculate cu WSJT – Astronomical Data). Amplificatorul de putere încă nu este montat; el se poate monta peste horn ( mai uşor de fixat, prin greutatea proprie) sau sub horn – mai protejat de razele soarelui care îl încălzeşte suplimentar, dar mai greu de montat. Se alege poziţia după condiţiile de funcţionare, dacă încălzirea solară e importantă sau nu. Teiul de lângă antenă limitează deschiderea liberă – aşteptăm iarna , să cadă frunzele...(sau împrumutăm o Drujbă, hi!)

iulie 2012

Liviu Soflete YO2BCT

Articol aparut la 5-8-2012

8452