Liviu Soflete YO2BCT

Echipamentul

Antena a fost instalată pe un pilon de circa 3m, montat pe un rotor amplasat la circa 7m de sol, pe o terasă a unei clădiri cu un etaj. Antena nu are posibilitatea reglării elevaţiei, ceea ce reduce fereastra de lucru numai la intervalele de răsărit şi apus, până la elevaţii maxime ale lunii de circa 22 grade, în schimb se beneficiază de aşa numitul „ground gain” GG – însumarea în fază a semnalului reflectat de sol, care poate aduce un spor de nivel de câţiva dB (maxim 6dB teoretic, la un sol foarte bun conducător – apă de mare).

Nu am avut posibilitatea de a calcula prin simulare diagrama de radiaţie a antenei în plan vertical, iar diagrama furnizată de producător este indicată numai pentru condiţia de funcţionare în spaţiu liber. Am constatat din practică, după un număr suficient de recepţii, că antena mea amplasată la 10 m de sol are trei lobi de radiaţie utilizabili, cu maximul la elevaţii de circa 5, 11 şi 20 grade, lobul cel mai apropiat de orizont fiind şi cel cu câştigul maxim.

Am început activitatea fără a utiliza un LNA. După câteva săptămâni am construit un amplificator cu tranzistorul ATF 54143. FT 2000 permite inserarea comodă a LNA pe traseul antenei auxiliare de recepţie, fără a fi necesar un releu suplimentar de comutare. Singurul inconvenient este că LNA este montat în staţie, după atenuarea de 0,5dB a cablului de coborîre. Maximul de eficacitate ar fi desigur cu LNA instalat chiar pe antenă, dar complicaţia constructivă este nejustificată de cei 0,5 dB posibil de câştigat ca sensibilitate. In condiţiile mele, conectarea LNA se simte doar dacă degradarea este sub 4 dB.

Modul de lucru

Este importantă sincronizarea corectă a clockului calculatorului, nu numai pentru decodarea corectă, ci şi pentru a putea aprecia dacă există decodări false, sau semnal recepţionat direct tropo.

Este importantă stabilitatea de frecvenţă a ambelor staţii, deoarece semnalele fiind deobicei slabe, nu ne putem permite sa utilizăm AFC, care mai scade din sensibilitatea decodării. Deasemenea, utilizarea modului JT65A, care e cel mai sensibil, impune o stabilitate de frecvenţă mai bună.

Frecvenţa de lucru se va alege astfel ca să nu existe nicio perturbaţie („birdie”) şi să nu fim obligaţi să utilizăm funcţia Zap, care mai pierde câţiva dB din sensibilitate.

Deplasarea Doppler a frecvenţei reflectate este mult mai mică în banda de 6 m, faţă de benzile superioare (deplasarea Doppler e proporţională cu frecvenţa de bază), astfel că procedura de ascultare pe frecvenţa ecoului propriu (care este procedura „standard” în benzile superioare, mai ales pentru legături random) nu se aplică aici. Frecvenţa reflectată diferă cu maxim 150 Hz de cea de emisie, deci găsirea corespondentului nu e o problemă din acest punct de vedere, fiind suficientă alegerea unei valori mai mari pentru Tol. In schimb, în condiţiile existenţei unui semnal direct (tropo, MS, Es) este mult mai dificilă separarea semnalului reflectat de cel direct, spectrele celor două semnale suprapunîndu-se.

Majoritatea legăturilor se fac utilizând DS, deci va trebui să introducem indicativul şi locatorul corespondentului în program; pentru realizarea unei legături corecte, este important să cunoaştem bine programul WSJT şi să-l utilizăm corect. Se va considera realizată decodarea corectă numai dacă „nota” este de cel puţin 6 şi valorile DT (de aceea e necesară sincronizarea corectă a clock-ului) şi DF sunt plauzibile. Deasemenea, dispersia W trebuie să fie sub circa 5.

Este necesară cunoaşterea şi utilizarea modului de decodare utilizând medierea (Avg) - aceasta înseamnă supravegherea permanentă a recepţiei, utilizarea comenzii Clear Average atunci când marcajul * se schimbă în # , utilizarea comenzilor “Exclude“ şi “Include” dacă din curiozitate am decodat şi alte semnale decât cel al legăturii în curs, respectiv “Exclude“ dacă s-a adunat în Avg un semnal evident incorect (ex. cu DT = -1,9). Valoarea Sync se recomandă să se ia sub zero, pentru a forţa acumularea pentru mediere chiar şi a celor mai slabe semnale.

Trebuie cunoscută bine comportarea receptorului utilizat şi utilizate setările optime. In condiţiile existenţei unor perturbaţii (impulsuri de aprindere, descărcări atmosferice) trebuie încercat dacă utilizarea NB este sau nu utilă şi deasemenea dacă decuplarea AGC este favorabilă. Acţiunea AGC amuţeşte receptorul ( pe durata timpului “hang”+ “decay”) după un impuls perturbator, de aceea decuplarea AGC poate fi uneori favorabilă (în funcţie de tipul perturbaţiilor şi modul de funcţionare a tansceiverului) deoarece se pierde mai puţin din semnal, pierdere care poate fi completată prin mediere (Avg) la repetările ulterioare. Dacă receptorul permite reglarea timpului hang şi decay, se poate încerca setarea valorilor minime şi funcţionarea cu AGC conectat; receptoarele mai simple nu permit deobicei decât o alegere între “fast” şi “slow”.

Trebuie cunoscută diagrama de radiaţie a antenei în plan vertical, nu cea dată de producător pentru spaţiul liber, ci diagrama corespunzătoare condiţiilor reale de instalare. Aceasta se poate determina prin simulare pe calculator ( cine are program şi experienţă + date despre conductibilitatea solului) sau prin teste în modul Echo, sau din rapoartele unor corespondenţi cu un bun sistem de antene cu posibilitatea de mişcare în elevaţie, pricepere şi răbdarea de a ne urmări semnalul timp de peste două ore. Este util să ne notăm în cursul legăturilor efectuate, mai ales la începutul activităţii, elevaţiile Lunii la care am avut recepţii decodabile şi nivelul semnalului + datele staţiei corespondentului (antena şi puterea emiţătorului) pentru a putea aprecia şansele de succes ale unei viitoare tentative de QSO.

Particularităţi ale benzii de 6m

De la staţiile europene apropiate, sau mai depărtate – în condiţii de propagare deosebită (ES) – semnalul slab reflectat pe Lună poate fi acoperit de semnalul direct terestru. Separarea între cele două se poate face ţinînd cont de valoare corectă DT (2,3 – 2,5 secunde) şi de valoarea DF (decalată faţă de semnalul tropo cu valoarea Doppler indicată de programul WSJT) . Pentru decodare sau pentru acumularea în Avg poate fi necesară utilizarea unei toleranţe foarte mici, tocmai pentru a elimina semnalul direct, care poate fi de nivel mult mai mare. O altă sursă de perturbaţii poate fi recepţia semnalelor reflectate pe urmele ionizate ale meteorilor. Acestea se recunosc prin nivelul mare (de multe ori audibil în difuzor), durata relativ scurtă şi deplasarea Doppler importantă, care dă un ton “mieunat”. Pingurile MS compromit deobicei o recepţie care, în condiţii normale s-ar fi decodat corect, astfel că e necesară medierea a 3-4 recepţii consecutive.

O sursă tipică de perturbaţii în 6m o constituie semnalele provenite (uneori de la distanţe foarte mari ) de la emiţătoarele TV în norma OIRT, încă în funcţiune în ţările fostei Uniuni Sovietice. Semnalul lor apare în difuzor ca un bârâit cu QSB, care se întinde pe o bandă destul de largă şi se poate confunda cu o perturbaţie generată de o linie de înaltă tensiune cu izolatori defecţi. Reprezentarea spectrală a semnalului perturbator permite identificarea sursei – perturbaţia din reţea are de regulă pasul de repetiţie al liniilor la 100 Hz (fiecare alternanţă generează RF), semnalul TV are pasul liniilor de 25 sau 50 Hz şi o formă tipică a înfăşurătoarei componentelor spectrale, cu maxime periodice cu perioada de 15625Hz. Şi perturbaţiile de reţea, şi cele TV nu au o direcţie foarte clară , din cauza diagramei de radiaţie relativ largi a antenei şi a posibilei combinări a mai multor staţii TV. In general, apariţia ES, care e foarte apreciată de amatorii de legături terestre, este un necaz pentru lunatici; ES apare mult mai rar noaptea şi iarna. Deocamdată nu am încercat EME pe timp de iarnă, în schimb este clar că în timpul nopţii condiţiile de lucru sunt mult mai bune (Es mai rar, lipsa zgomotului Soarelui, rotaţia Faraday mai lentă, pierderi mai mici ale semnalului la trecerea prin ionosferă).

Programul GJ Tracker sau EME Planner (al lui VK3UM) indică şi degradarea - produsă de îndepărtarea Lunii (la perigeu), de radiaţia fondului cosmic ( maximă atunci cînd Luna trece prin planul Galaxiei sau prin dreptul unor radiosurse puternice ) sau de zgomotul Soarelui, dacă acesta se află la o distanţă unghiulară redusă faţă de Lună . In privinţa Soarelui, zgomotul acestuia este maxim aproape de Luna Nouă, timp de 1-2 zile înainte şi după, deoarece antenele pentru 6m nu au o diagramă de radiaţie atât de îngustă cît pot realiza antenele parabolice pentru frecvenţe de peste 1GHz, unde această problemă nu este atât de stringentă şi se poate lucra comod cu Soarele la o distanţă unghiulară de peste 30 grade.

Poluarea radio produsă de toţi consumatorii industriali sau casnici trebuie luată în consideraţie. In weekend şi noaptea, deobicei nivelul de QRM este mai redus, deasemenea existenţa unei locaţii înafara centrelor urbane aglomerate poate fi un avantaj major. Trebuie acordată atenţie şi surselor de perturbaţii locale: eu a trebuit să-mi construiesc pentru laptop un alimentator stabilizat liniar, deoarece alimentatorul lui în comutaţie producea zeci de dungi pe spectrogramă în zona de frecvenţe joase, cu toate că acelaşi alimentator nu a creat probleme pe frecvenţe mai mari (peste 144 MHz).

Tinând cont de toate acestea, este clar că succesul unei legături EME pe 6m depinde foarte mult de o planificare corectă, mai ales dacă ambele staţii nu dispun de comanda elevaţiei şi că este nevoie de multă răbdare ( şi mai mult noroc decât în benzile de 23 şi 13cm !) până la realizarea optimă şi simultană a tuturor condiţiilor care să permită legătura, mai ales dacă ambele staţii au o dotare mai modestă. Pentru a avea un succes “mobilizator” este recomandabil să se înceapă cu skeduri cu staţii mai bine dotate şi cu experienţă. De asemenea este necesară folosirea chatului ON4KST , bineînţeles respectând condiţiiile de asigurare a unei legături valide. Ca impresie generală, EME pe 6m solicită mult mai mult operatorul, care nu poate lăsa totul pe seama calculatorului, ci trebuie să urmărească în permanenţă legătura, să optimizeze setările, să interpreteze şi eventual să anuleze decodările incorecte sau să “decodeze” vizual shorthandurile.

Exemple de legături

Pe chat-ul ON4KST am constatat că Rod, ZL3NW a anunţat că va fi prezent în bandă începând de la ora 09:00. La mine Luna a răsărit la 08:30. La ora 08:45 luna avea la mine elevaţia de 4,4 grade, deci sunt în primul lob de radiaţie (cel mai bun); anunţ pe chat că o să chem CQ în minutul al doilea pe frecvenţa de 50.194 care la mine e liberă, fără nicio urmă de semnale parazite. La 08:50 apare pe chat ZL3NW , îl întreb dacă la el frecvenţa .194 e liberă, el confirmă şi atunci schimb textul transmis dela Tx6 la Tx1 (din CQ YO2BCT KN05 în ZL3NW YO2BCT KN05). Chemarea direct pe indicativul corespondentului are şanse mai mari de reuşită a legăturii, fiind necesare doar cîte o decodare completă la fiecare dintre staţii, apoi RO, RRR şi 73 se pot decoda şi vizual. Chem cîteva minute, apare în Avg la minutul 14 o decodare eronată EA... pe care o las să se adune în Avg, cu notă foarte mică - 2, marcată cu ?. Corect, trebuia să o şterg cu comanda Exclude (sau cu Clear Average, pentru că oricum era singura din Avg), dar o las “pentru uz didactic”, ca să vedem ce se întâmplă.

Incet elevaţia Lunii se apropie la mine de maximul lobului al doilea. La Rod Luna coboară (la el Luna e la apus) şi lobul lui maxim e la 3 grade. Elevaţiile Lunii se pot determina dinainte (sau chiar în timpul legăturii) cu programul GJ Tracker, la ambii corespondenţi, pentru a stabili fereastra comună şi şansele maxime de succes (trecerea simultană prin maximele lobilor de radiaţie).

La minutul 18 am o decodare corectă, de nota 9. DT şi W au o valoare bună. DF e cam mic pentru Dopplerul calculat de 118 – asta înseamnă că ambele staţii au o abatere de frecvenţă cumulată de circa 110 Hz. Stabilitatea frecvenţei e bună, linia de sincronizare e perfect verticală. Intre timp am discutat cu Rod pe chat şi ne-am informat reciproc despre echipamentul utilizat – acest schimb de informaţii este permis, nu am transmis niciun fel de informaţii despre desfăşurarea legăturii în curs. De remarcat că textul decodat prin mediere are o notă mai mică (numai 6) – este normal, pentru că s-a adunat textul anterior greşit cu indicativul EA... Dacă îl ştergeam la timp primea şi el nota 9 sau chiar obţineam o decodare RS dacă se mai aduna un text identic. Marcajul textului decodat este # pentru că este altceva decît cele două indicative (conţine OOO). De remarcat că mesajul decodat în Avg nu conţine OOO, dar se poate deduce despre ce e vorba din marcajul #. Răspund cu RO, Rod revine cu RRR, apoi transmit 73-ul final şi legătura se încheie cu 73 transmis de ZL3NW. Şi la mine şi la Rod legătura s-a realizat cu elevaţii corespunzătoare lobilor secundari , mai mici ca sensibilitate. Ne mulţumim reciproc pentru legătură pe chat şi ne comunicăm nivelele de semnal recepţionate: eu i-am dat -26, el m-a recepţionat cu -28. Nivelele sunt OK, compatibile cu puterile de emisie: Rod emite cu 1kW, eu cu 800W – cei 2 dB diferenţă provin din diferenţa de putere de emisie, câştigul ambelor antene (antena mea are 7 elemente, a lui Rod 10 elemente) şi GG intră în ambele sensuri de propagare în bilanţul de putere şi ele nu pot da diferenţe de nivel la recepţie, dacă performanţele receptoarelor sunt similare şi polarităţile aliniate. Este impresionant cum semnale abea vizibile pe spectrogramă pot da decodări valabile – toată stima pentru realizarea lui Joe, K1JT.

Am avut şi puţin noroc, rotaţia Faraday nu a afectat comunicaţia, chiar când trebuia; după legătura cu mine Rod a încercat cu o altă staţie (LA3EQ) şi cu toate că elevaţia la el se apropia de maximul lobului principal eu nu i-am mai văzut semnalul şi nici noua legătură nu a reuşit. Uneori sunt necesare mai multe tentative deoarece se realizează transmisii într-un singur sens sau legătura necesită o oră pentru finalizare, pentru că trebuie utilizaţi toţi cei trei lobi de radiaţie (sau trebuie reluată tentativă în altă zi , cu condiţii mai bune).

Shorthand-ul RRR de la minutul 20 se poate decoda şi vizual pe spectrogramă. După ce am transmis 73, legătura se consideră încheiată, ZL3NW mi-a transmis pe chat mulţumiri pentru QSO, eu la fel, împreună cu mesajul recepţionat la minutul 18 – se vede că a fost selectat şi mutat cu copy + paste în fereastra de editare a mesajelor de pe chat.

Un exemplu de tentativă de QSO nefinalizată:

Recepţia bună de la minutul 36 nu a mai fost urmată de confirmarea controlului. In alte tentative, din alte zile, FK8CP m-a recepţionat, dar eu pe el nu. Până la urmă nu am reuşit legătura, după circa 5 încercări în zile diferite – a ramas stabilit să încercăm din nou după ce FK8CP îşi mai instalează o antenă. Dungile din partea stângă a spectrogramei provin de la alimentatorul în comutaţie al laptopului, înregistrarea este dinainte de construirea alimentatorului cu transformator şi stabilizator liniar pe care îl utilizez acum , numai pentru 6m EME.

Dungile din partea dreaptă sunt tot efectul alimentatorului, combinat cu efectul opţiunii ‘ flatten spectra’ care încearcă să menţină prin calcul o sensibilitate (respectiv contrast de afişare) constantă pe toată lăţimea ecranului, mărind mult amplificarea înafara benzii de trecere a filtrului din IF. După minutul 36, am îngustat puţin banda IF, manevră care nu e necesară dacă nu e cazul (interferenţă de la un semnal apropiat în frecvenţă). Indicativul FK8CP şi locatorul său sunt recunoscute de program, în caz contrar nu s-ar fi putut face o decodare DS fără înscrierea locatorului în fereastra Grid. Decodarea este OK, DT de 2,1 secunde este acceptabil, la fel DF -38. W = 3 arată o dispersie redusă a energiei semnalului. Nota de calitate 10 este cea mai mare posibilă.

Dacă nu era setat AFC, poate că se obţinea o decodare RS. Am lăsat totuşi AFC în funcţie pentru că am avut anterior mesaje cu W de circa 40, şi până nu am văzut clar trasa semnalului de sincronizare nu am ştiut dacă stabilitatea frecvenţei este satisfăcătoare.

Un exemplu de recepţie directă tropo:

Decodările dela minutele 48 şi 50 sunt clar pe propagare directă (DT -0,5 respectiv -0,6 şi nivele prea mari pentru dotarea existentă a staţiilor). Incercarea de decodare cu toleranţă mai redusă de la minutul 50 cu DT 1,7 ( 1,7+0,5 = 2,2 plauzibilă) este infirmată de DF, care pentru o decodare corectă ar fi trebuit să fie circa +20 ( dopplerul 79 + DF direct). Ultima decodare, dela minutul 58, este ireală, DT aberant şi notă mică – numai 3. De altfel mesajul e marcat cu ?, deci nesigur. Intotdeauna e necesară interpretarea operatorului când se utilizează Deep Search. Până la urmă legătura nu s-a realizat, UR5LAK fiind situat prea aproape şi propagarea tropo prea bună. In anumite situaţii, când poziţia Lunii face ca antenele să nu fie îndreptate una spre cealaltă, se pot realiza legături şi la distanţe foarte mici, cu condiţia ca semnalul EME să fie suficient de puternic; atunci, prin utilizarea unei valori Tol de 25 sau chiar 10, se poate separa semnalul EME de sub semnalul tropo mult mai puternic. Eu am reuşit să lucrez S57RR şi OH6MIK în condiţiile unui semnal direct destul de deranjant (Es + MS).

O legătură rapidă şi comodă (a doua legătură a mea pe 6m EME), cu o staţie cu dotare excepţională W7GJ:

Se văd clar pe spectrogramă RRR şi 73-ul final; din texul trimis lui Lance pe chat se vede că l-am recepţionat cu -23 la minutul 56 (RRR e chiar mai puternic), un nivel neobişnuit de mare, mai ales că nu eram pe cel mai favorabil lob al antenei mele. In alte zile semnalul lui Lance a fost recepţionat cu -21, nivel foarte mare, totuşi nu suficient (pentru mine) pentru un QSO în modul CW. Se poate observa QSB-ul din cauza rotaţiei Faraday, combinată cu traversarea lobului de radiaţie al antenei. In general, ne putem aştepta la cîteva tranşe de recepţie, după care semnalul scade şi trebuie aşteptată schimbarea elevaţiei Lunii pentru trecerea acesteia prin lobul următor al antenei. RRR şi 73 sunt decodabile vizual fără probleme. La minutul 44 am avut o decodare a CQ-ului lui W7GJ cu DS, de nota 10, cu elevaţia Lunii 28 de grade ! La aceasta contribuie , pe lângă puterea şi antenele corespondentului şi faptul că mesajul CQ este cel mai uşor decodabil, având o redundanţă mare; când nivelul e mare, ajunge un timp de 15 secunde de CQ pentru o decodare corectă – în concursurile EME, staţiile bine dotate, pentru a câştiga timp, transmit uneori circa 10 secunde mesajul final “73” (care se decodează uşor vizual), pentru a marca sfârşitul legăturii şi apoi restul minutului cheamă CQ – câştigând 2 minute.

Un ultim exemplu de legătură rapidă cu o staţie cu antenă de 7 elemente, fără elevaţie şi 1,5kW putere de emisie:

L-am chemat la minutul 57 (eu eram al doilea) şi peste 6 minute i-am transmis 73-ul final , o legătură rapidă, ca în unde scurte, - ceva mai rar în 6m EME. Bob beneficiază de un orizont liber şi GG mare de la apa oceanului. DT 0,7 vine evident de la nesincronizarea clockurilor, nici vorbă de recepţie directă tropo la o asemenea distanţă.

Cum arată interferenţa produsă de emiţătoarele TV OIRT:

Se vede, mai ales în minutul 34, reţeaua de linii spectrale, decalate între ele cu 25 Hz. Nivelul perturbaţiilor este foarte mare, semnalul a crescut la 5 dB, deşi în lipsa perturbaţiilor sensibilitatea era reglată pentru 0dB, aşa cum e normal. În aceste condiţii nici nu poate fi vorba de recepţii EME, ci cel mult de decodări de semnale terestre foarte puternice, eventual cu folosirea comenzii Zap. Se observă şi pe spectrogramă şi auditiv, că nivelul semnalului perturbator variază, QSB-ul fiind produs atât de variaţiile condiţiilor de propagare, cât şi de schimbarea conţinutului imaginii transmise. Direcţia antenei fiind impusă de azimutul Lunii, nu putem reduce nivelul perturbaţiilor utilizând directivitatea antenei; deasemenea NB nu ajută. Staţiile echipate cu mai multe antene (directivitate mai bună în plan vertical) şi cu posibilitatea de schimbare a unghiului de elevaţie mai au o şansă la elevaţii mari ale Lunii: perturbaţiile vin de regulă din direcţia orizontului, la unghiuri de elevaţie mici.

Rezultate

73 şi mult succes pentru cine se încumetă – interes pentru legături cu staţii YO există!

August 2013, YO2BCT

Liviu Soflete YO2BCT

Articol aparut la 21-9-2013

8441