Stacje przenośne (portable) na 10 GHz praca i technika

Transkrypt

1 XIII Zjazd Techniczny SP6KBL sierpień 2011, Zieleniec Stacje przenośne (portable) na 10 GHz praca i technika Podczas rozmów ze znanymi OM's, którzy wcześniej byli bardzo aktywni, słyszy się często "ja już nie mam czasu na łączności radiowe". Niezależnie czy to od emeryta, czynnego zawodowo czy od ucznia powszechnie otrzymuje się taką samą odpowiedź. Dla lepszego wykorzystania niewielkiego czasu wolnego można posłużyć się wieloma środkami pomocniczymi, aby brać zwiększyć nasz udział w amatorskiej aktywności mikrofalowej. Jak powinna wyglądać nowoczesna stacja portable na 10 GHz w 2011 roku, aby można się włączyć do robienia prawdziwych DX? Nie chodzi tu o sprzęt noszony w plecaku dla udziału w BBT, lecz o aktywność, którą realizować można prując z cięższym sprzętem i większym poborem prądu. Na przykład stanowiska, na których można będzie skorzystać z własnego auta. Referat ma dwie części, jedną na temat techniki pracy, drugą na temat strony technicznej. 1. Część dotycząca techniki pracy Umówienie się na próby w pasmach mikrofalowych jest działaniem powszechnie stosowanym. Po tym, gdy zniknęło wiele węzłów Packet Radio, amatorzy przestawili się na powszechnie dostępny Internet. W szczególności Chat ON4KST szybko zadomowił się wśród amatorów. Oferuje on dla każdej dziedziny przeróżne usługi, na przykład dla specjalistów mikrofalowych "GHz CHAT". Pozwala on na umówienie się na próby radiowe direct, lub przez rozproszenie deszczowe (Rainscatter) przez określony SCP (scatterponit). Także zawiera zintegrowany DX-Cluster i wiele innych użytecznych funkcji. Wynika z tego, że bezwzględnie "KONIECZNYM" jest dysponowanie przenośnym komputerem. Jakie wyposażenie laptop powinien posiadać? Dzisiaj korzystnym jest bezpośrednie połączenie z internetem, Jeśli jest się niezbyt daleko od domu, to można pomyśleć o podłączeniu do własnej sieci domowej WLAN. Jeśli chce się być od tego niezależnym, to zainstalowanie karty PCMCIA do komputera umożliwia korzystanie z WLAN, GPRS lub UMTS za pośrednictwem mobilnego Internetu do przesyłania danych. Jako źródło zasilania dla przenośnych PC nadaje się albo odrębny akumulator lub sieć samochodowa z adapterem dla 12 V. 1

2 Jakie programy są jeszcze pomocne? W sezonie Rainscatter bardzo przydatne są mapy radarowe Uffe PA5DD, gdzie po podaniu własnego lokatora pokazany zostanie kierunek i odległość do SCP, co pozwala antenę nastawić na właściwy kierunek. Nasłuchując znane radiolatarnie (beacony) można dodatkowo sprawdzić, względnie optymalizować QTF do SCP. Niektóre mapki są niestety dostępne w Internecie z pewnym opóźnieniem, tak, więc potrzebne jest trochę doświadczenia dla określenia miejsca rozpraszania deszczowego. Dla planowania propagacji troposferycznej przydatne są przewidywania Williama Hepburn. Do zweryfikowania warunków propagacji ważnym jest dysponowanie aktualnymi częstotliwościami radiolatarni położonych w odległości do 800 km od własnego QTH. Poszukiwanie ułatwia prowadzenie własnych zapisów z danymi rzeczywiście odbieranych radiolatarni. Pomocną jest kolumna z podanymi kierunkami do radiolatarni z własnego QTH. Robin G8APZ opracował program, który przyjmuje aktualne meldunki DX Cluster'a i na tej podstawie ustala aktualną częstotliwość i status (aktywny lub nie aktywny) dla określonej daty. Podobne programy mają także RN6BN i SQ6EMM. 2

3 Powyższe środki pomocnicze nie wyczerpują wszystkich możliwości programowych. Pokazano tylko wycinek ich możliwości. Operator musi w końcu samemu zdecydować, z jakich pomocy będzie korzystał dla analizy propagacyjnej. Dla transwertera z 10 MHz częstotliwością odniesienia powiązaną z GPS, ważnym jest aktualny status GPS. Dla uzyskania poglądu na stanowisku pracy można wybrać opcję, które pokazuje aktualną sytuację na wyświetlaczu (np. wzorcowa częstotliwość 10 MHz oparta na 10 MHz GPS od ID-Elektronik), lub program dla laptopa np. Visual GPS. Jest to przede wszystkim ważne na stanowiskach, które nie mają swobodnego otwartego widoku dookoła, lub są zacienione dachem, np. na wieży widokowej. Visual GPS pokazuje liczbę widocznych satelitów GPS, oraz siłę ich sygnałów, oraz współrzędne miejsca znajdowania się dla określenia własnego lokatora. 2. Część techniczna Jakie doświadczenia z poprzedniego stulecia można wykorzystać przy nowych konstrukcjach nowoczesnej stacji przenośnej dla 10 GHz? Połączenia wtyczkowe zabezpieczające przed błędną polaryzacją zasilania prądem. Stosowanie automatycznych zabezpieczeń półprzewodnikowych. Montaż składników możliwie bez narzędzi. Szybki montaż. W ostatnim czasie podstawowe parametry techniczne transwerterów stosunkowo niewiele się zmieniły, to głównym tematem zainteresowania jest dokładność częstotliwości i nowa stacja powinna pod tym względem odpowiadać współczesnemu stanowi techniki Wybór pada na system z powiązaniem z GPS z następującymi składnikami. FT290 lub FT817 jako TRX sterujący Transwerter MKU10G3 od DB6NT z wejściem 10 MHz. OCXO 10 MHz ze stabilizacją temperatury 10 MHz PLL ( na przykład według Joe Ruggieri) Odbiornik GPS Rockwell Jupiter z zewnętrzną aktywną anteną magnetyczną. Dzielnik 10 MHz z IC MAX4022 dla dalszych pasm. 10 GHz PA mocy przynjamniej 10 W z odpowiednim radiatorem Antena paraboliczna cm z odpowiednim oświetlaczem (na przykład DJ7FJ) 3

4 Schemat blokowy Poszczególne składniki 10 GHz transwerter DB6NT MKU10G3: Zakres częstotliwości MHz częstotliwość pośrednia (IF) MHz, max 5 W Wzmocnienie RX: min 20 db Współczynnik szumów przy 18 C : typowo 1,2 db Moc wyjściowa TX: minimum 200 mw Wejście dla częstotliwości odniesienia 10 MHz Wewnętrzny oscylator z precyzyjnym podgrzewaczem kwarcu, jeśli nie dysponuje się częstotliwością odniesienia 10 MHz. Przedwzmacniacz 10 GHz Przy bardzo krótkich połączeniach można zrezygnować z użycia dodatkowego przedwzmacniacza, gdyż współczynnik szumów własnego transwertera jest już bardzo dobry. 4

5 10 GHz PA Płytka z obwodami drukowanymi od DB6NT 8 W dwustopniowa Obudowa od OZ8AFC FET'y: NEC NEZ jako sterownik i TOSHIBA TIM jako stopień końcowy Przy mocy wejściowej 250 mw uzyskuje się 15 W na wyjściu (12 V, 6 A) Przy mocach większych od 5 W, w każdym przypadku należy stosować sekwencer, który zapewnia sterowanie kolejnością przełączania i bez-obciążeniowe przełączanie przekaźnika antenowego. Stosować tu można SEQ3 od Kuhne electronic. Wskazane jest wykonanie próby pod obciążeniem wybranego przekaźnika SMA przed jego zamontowaniem w obudowie. Większość przekaźników pochodzi z giełdy amatorskiej (pchli targ) i nie zawsze jest zapewnione przenoszenie mocy według danych producenta. Większość tych przekaźników pracuje przy napięciu roboczym 24 V i dlatego potrzebne jest wstawienie kompaktowej przetwornicy napięcia z 12 V na 24 V.. Wybór wypadł na produkt AIMTEC AM3N1212D (12 V In, 24 V 125 ma out). Częstotliwość odniesienia 10 MHz Odbiornik GPS Rockwell Jupiter 5

6 Przyłącza: Wejście dla anteny GPS (do wyboru z zasilaniem 5 V aktywnej anteny) Wyjście dla sygnału 10 khz dla układu PLL Sygnał 1 PPS (sygnał taktu 1 impuls na sekundę) Dane NMEA dla dalszego przetwarzania, jako dane szeregowe dla PC Uwaga: Napięcie robocze modułu jest 5 V! Dla przetworzenia danych NMEA (National Marine Electronics Association ) do formatu danych szeregowych dla PC, wstawiany jest moduł MAX233CPP. Układ połączeń można znaleźć w wielu miejscach. Protokół NMEA : szybkość transmisji 4800 Baud, 8 bit, bez bitu parzystości (Parity), 1 bit stopu. Antena GPS Aktywna antena GPS ze stopą magnetyczną, napięcie robocze 5 V, kabel koncentryczny 5 m 10 MHz OCXO ISOTEMP Przyłącza: +12 V, 800 ma w czasie nagrzewania, 70 ma po nagrzaniu termostatu Moc wyjściowa 10 MHz: 2 Vss na 50 Ω VCO lub EFC (Wejście dla ALC z PLL) Napięcie odniesienia dla pracy bez PLL z potencjometrem dla nastawienia częstotliwości Wyjście dla wskaźnika "Uzyskaną temperaturę termostatu". 6

7 10 MHz PLL Jako PLL proponuję układ według Joe Ruggieri Oczywiście, że układy te są wykonywane w technice SMD, lecz w tym przypadku cofnięto się do wypróbowanej płytki z montażem dyskretnym. PLL pracuje z sygnałem 10 khz z odbiornika GPS i daje jako sygnał wyjściowy napięcie sterujące w zakresie 0 do 5 V dla 10 MHz OCXO (EFC lub VCO). Dzielnik 10 MHz Po sygnale odniesienia 10 MHz wstawiony jest dzielnik z IC MAX4022. W ten sposób uzyskuje się, dla dalszych pasm, 4 wyjścia dla częstotliwości odniesienia 10 MHz, każde po 2 Vsk. Widok ranswertera 10 GHz z boku Na boku obudowy transwertera zastosowano wtyk uniemożliwiający włączenie zasilania odwrotnej polaryzacji (np. Seria Hirschmann CA), oraz wyjścia dla częstotliwości odniesienia 10 MHz. Gniazdo SUB D dla złącza COM w laptopie (visual GPS) uzupełnia możliwości dołączania urządzeń zewnętrznych. 7

8 Widok wnętrza Transwerter 10 GHz ze statywem Widok transwertera na statywie 8

9 Zastosowanie radełkowanych śrub i nakrętek umożliwia montaż elementów bez narzędzi. Poniżej przykład zamocowania anteny parabolicznej na obudowie transwertera. Z aluminiowej gałki może być wykonany element pomocniczy dla bez-narzędziowego zakręcania wtyków SMA Antena Jako antena, przejściowo wykorzystane było lustro 48 cm PROCOM z promiennikiem dwupasmowym 10/24 GHz (DJ7FJ). Dom połączenia oświetlacza z transwerterem służył mało stratny kabel koncentryczny SUCOFLEX 104. Dla dalszych łączności, w przyszłości, antena powinna być większa, średnicy około cm Wybrana wielkość lustra zależy także od użytego statywu i możliwości manipulacji z uwzględnieniem dokładności nastawienia, a także możliwości przeniesienia parcia wiatru. 9

10 Sądzę, że dałem kilka praktycznych wskazówek na temat budowy i użytkowania własnej stacji. Niestety z problemem "brak czasu" nic nie mogę zmienić, ale sądzę, że usłyszymy siebie w przyszłości albo z miejsca terenowego albo z domu na paśmie mikrofalowym. Lorenz, DL6NCI linki Internetowe: Kuhne electronic (Transverter, Sequenzer, PA Leiterplatte): ID Elektronik (GPS Frequenznormal): G3RUH 10MHz GPS Oszillator: OZ8AFC (10GHz PA Gehäuse): G8APZ Bakenliste: RN6BN Bakenliste : SQ6EMM Bakenliste: PA5DD Radarkarten: W. Hepburn Vorhersagen Tropoausbreitung: ON4KST chat: Visual GPS: Autor: Tłumaczył Zdzisław, SP6LB Jelenia Góra