|
JAK S QRPP NA VAŠE PRVNÍ 23 cm EME QSO. Matěj Petržílka, OK1TEH V minulosti vyšel v Radiožurnálu seriál na pokračování o prvním QRP EME QSO, kde je zmíněno i pásmo 23cm. Tehdy jsem napsal, že s pásmem 23cm ještě nemám zkušenosti a tak bylo o QRP EME provozu na 23cm zmíněno jenom několik stručných faktů. Od té doby se mi ale podařilo několik úspěšných pokusů a tak téměř přesně po roce po svém prvním 23cm EME spojení jsem se odhodlal k napsání článku věnovanému pouze 23cm. Už vidím úšklebky některých borců, pro které je to přece všechno tak snadné a kdo chce jezdit přes EME, tak ať si postaví nějakou tu 6m parabolu a sežene si běžně dostupný 1kW PA.... Jenže ne každý bydlí na okraji města či na vesnici se svojí zahradou za domem a hlavně ne každý má tu chuť a prostředky se věnovat třeba i několik let pásmu, kde po několika investovaných "mnoho-penězích" bude výsledek 20 spojení přes weekend v EME contestu. Tento článek tedy vzniknul právě pro ty z vás, kteří obvykle vytáhnete tu svojí 55el F9FT či menší parabolu jenom na závody a máte současně možnost si takovou anténu doma v paneláku upevnit na balkonové zábradlí či na chalupě na dvůr a zajímá vás přitom mikrovlnné experimentování s QRP výbavou na trase téměř 800000 km :-)
Pásmo 23cm je v dnešní době asi nejoblíbenějším pásmem pro CW EME provoz. Když je Měsíc v perigeu (přízemí), je útlum trasy Země-Měsíc na tomto pásmo 270,5 dB a v apogeu je to 272,5 dB. Když to porovnáte například s pásmem 144 MHz, je to útlum větší o 19dB. Velkou výhodou ale je, že na rozdíl od tohoto pásma je zde výrazně menší hladina kosmického šumu. Pro srovnání: Zatímco je v pásmu 144 MHz hladina šumu oblohy (Tsky) 342 K, na 70cm je to jen 20 K a na 23cm už jen 3K. Stejně tak to je i s degradací signálu (Degrd), který je pro určení EME podmínek nejdůležitější. Nebylo proto náhodou, že první EME spojení na 23cm bylo uskutečněno už v roce 1960, jako vůbec první amatérské EME spojení. Výhoda pásma 23cm je také v používání méně rozměrných anténních systému a v drtivě většině případů v používání parabolických antén, které narozdíl od Yagi antén snadno umožňují vyřešit změny v polarizaci. 23cm je totiž první mikrovlnné EME pásmo, kde je obecná dohoda na používání kruhové polarizace. Vysílá se pravotočivou polarizací a přijímá levotočivou (je tomu tak pro to, že odražený signál od měsíčního povrchu má opačný smysl). Díky tomuto zde nemusíte bojovat s jevy jako je Faradayova rotace. Velkou výhodou je také, zvláště pro nás, kteří trpí silným rušením z města od různých plazmových televizí, měničů z výtahů, intermodulací digitálních vysílačů apod. velmi nízká hladina rušení, což když se sečte s podstatně menším šumem oblohy ve výsledku přináší výrazně lepší poměr signál mezi signálem a šumem a tím i větší naději na poslouchání velmi slabých signálů. Nevýhodou je ale o dost větší krátkodobý Librační únik (o 6 až 9dB) a podstatně větší Dopplerův efekt, který je narozdíl třeba od 144 MHz, že pokud neděláte zrovna EME spojení s nějakou Evropskou stanicí v maximální elevaci Měsíce, kdy je Doppler minimální, tak bez toho, abyste ho vzali do úvahy se vám EME spojení nepodaří. Dokáže totiž dosáhnout i hodnot kolem 3kHz. Nevýhodou je také potřeba mít všechno zařízení co nejkvalitnější. Závažným problémem je například stabilita signálu. Tím se vracíme k první větě v našem článku: na tomto pásmu je provozování WSJT problém stability, takže zde převažuje CW provoz, což láká hlavně lidi z pásem jako 70cm. Osmerče 10m dlouhých antén totiž u sebe na dvorku tak snadno nepostavíte, kdežto nějaká 2m parabola je už celkem dostupná. Možná se vám po tom všem bude zdát, že zkoušet EME v pásmu 23cm bez nějakých 400W konců a 3m parabol je nesmysl. Právě pro to jsem se rozhodl napsat tento článek, protože pokud máte doma na 23cm průměrnou tropo výbavu, můžete si vyzkoušet pracovat na 23cm EME i Vy. 1. Jakou anténu?
Je známé rčení, že nejlepším zesilovačem je anténa a při provozu EME to platí dvojnásob. V pásmu 23cm máte na výběr mezi parabolou a anténou typu yagi. Pro úplně první pokusy bude asi stačit nějaká yagi, kterou používáte třeba se svým klubem na tropo závody. Ve většině případů to bude 55el F9FT Tonna, poměrně je také rozšířená i anténa typu G3JVL (mimochodem při výrobě antén typu LOOP lze pro výrobu prvků s úspěchem použít "lahváč" od piva ;-) nebo DL6WU. Takováto anténa by měla mít zisk kolem 17dBd. Nejlepší yagi antény budou asi typu DL6WU, velký ale pozor na anténu 55el Tonna díky způsobu uchycení prvků a vůbec celkovému mechanickému provedení. Právě ten největší problém s anténami typu yagi a speciálně s 55el Tonna je dodržení přesných rozměrů na desetiny mm. O dost lepší řešení je proto použít jako anténu parabolu. V dnešní době jsou často k sehnání spousty různých typů, které se používají pro satelitní příjem, či pro WIFI, v mém případě jde například o eliptickou WIFI anténu s průměrem cca 120cm. Takové antény jsou relativně snadno dostupné, odolné proti větru a stačí do nich dodělat jenom feed (obecně pokud si budete vybírat parabolu, nejlepší jsou antény nepříliš hluboké s poměrem F/D kolem cca 0,4. WiFi antény ale jsou v drtivé většině případů z tohoto hlediska OK). Jejich nevýhodou ale bývá to, že nejsou příliš velkých rozměrů a hlavně jsou konstrukce typu "Velryba" neboli složené z několika paralelně jdoucích prvků, takže umožňují pouze lineární polarizaci (stejně jako yaginy). Pro QRP EME spojení je to ale jedno z důvodů ozáření povrchu. Proč? Pokud byste totiž použili kruhovou polarizaci, museli byste mít celkem rozměrný feed (viz Septum feed). Pokud použijete kruhovou polarizaci, pomůžete si při EME proti lineární (horizontální) polarizaci připsat k dobru +3dB. Pokud je ale anténa příliš malá, tak takový rozměrný feed zastíní již celkem významnou část vaší cca 1,2 m paraboly (cca 1 m parabola bude mít cca právě tak stejný zisk jako 55el F9FT a navíc, abyste na takové wifi anténě použili kruhovou polarizaci, museli byste jí vyplést nějakým pletivem (pozor při vyplétání na ruce, píchá to zatraceně). Pokud by tedy nešlo o anténu typu offset, která se ale stejně moc často v EME QRP praxi nepoužívá z důvodů problému s ozářením). Ve výsledku budete mít tedy +- stejný zisk, ale takový Septum feed bude u takovéto antény těžký a to už nemluvím, pokud takovou anténu budete mít někde venku pro stálou instalaci na silném větru. Teoreticky byste tento problém mohli obejít duálním HELIXem, neboli vrtákem (česky šroubovicová anténa), který je rozšířený pro používání s kruhovou polarizací pro provoz přes družice, konstrukce takového feedu je ale přece jen už dost náročná. Proto pokud budete přemýšlet o použití kruhové polarizace, má to smysl až u antén s průměrem kolem 150cm ale spíše s větším. Pokud si budete chtít takovou anténu postavit sami, je důležité dodržet přesnost povrchu, mechanickou odolnost proti větru a přesnost pro směrování a aby taková to anténa měla dobrý poměr F/D, jinými slovy aby nebyla příliš hluboká. Některé návody na konstrukci takových antén najdete v linkách na konci článku.
Pro jakou anténu se tedy rozhodnout? Pokud chceme spojení nejenom slyšet (vidět) ale i udělat, tak pokud máte výkon kolem 50W (například PA s jednou HT323) a nemáte možnost žádného lepšího konce, určitě se rozhodněte pro parabolu s rozměrem kolem 2m a více. Pokud trpíte nedostatkem místa (třeba bydlíte v paneláku a anténu můžete dát maximálně tak za okno) a máte výkon kolem 80-100W, stačí vám pro začátek anténa se ziskem kolem 17dBD, tedy již zmíněná Yagi DL6WU, 55el Tonna nebo malá parabolka z WIFiny. (Parabola má navíc tu výhodu, že má proti yagi daleko lepší předozadní poměr a tím vám při větší elevaci nebude přišumovat parazitním příjmem z okolí.) Potom můžete takové EME spojení navázat i z centra města ;-) Velkou výhodou malé antény je také široký vyzařovací diagram, takže není třeba přesně sledovat Měsíc a stačí stejně jako při použití malé yaginy na 2m jednou za čas vyjít ven a anténu ručně dotočit. A když už mluvíme o tom točení, při QRP EME pokusech můžeme snadno umístit malou parabolku nebo Yaginu na společný rotátor k anténám na 2m nebo na 70cm. A ještě jedna důležitá věc: pamatujte, že antény typu yagi pro pásma 23 nebo dokonce 13cm mají velmi krátké prvky, proto pokud budete chtít takovouto anténu umístit na stožár, nesmí (tlustá) trubka stožáru (o průměru srovnatelném s lambda/4) procházet mezi prvky (viz obrázek). Stejně tak by neměla být trubka uchycená (z boku) v rovině prvků. To ovšem platí pouze pro trubku z kovu a ne například ze dřeva.
1. Odkazy: Anténa Loop Yagi pro pásmo 23
cm (G3JVL) - OK1AIY
http://www.ok2kkw.com/next/23cm1992aiy.htm
2. Feedy Pokud jste se rozhodli to zkusit s vaší tropo yaginou, můžete nyní přeskočit dál. Pro feed (neboli česky ozařovač) vaší malé paraboly můžete použít vcelku jakékoliv typu feedu, pokud tedy jeho rozměr nebude nějak znatelně stínit plochu paraboly. Pro výběru feedu pro parabolu je nejdůležitější co nejlépe ozářit její povrch. Znamená to dobře zajistit to, aby feed byl co nejlépe v ohnisku, takže povrch antény nebyl ani příliš přezářen ani ozářen málo a aby tedy feed vyzařoval pod správným úhlem. Pro výpočet ohniska je k dispozici několik jednoduchých prográmků, takže to není problém. V dnešní době je nejčastěji rozšířen snadno opakovatelný Feed typu plechovka (kruhový vlnovod), hodí se ale hlavně pro kruhové paraboly. Pokud ale budete mít malou parabolu z WiFi, což bývají dost různé tvary výsečí, takový druh Feedu už moc nevyhoví. Dobré řešení je například použití jednoduché a osvědčené konstrukce typu Ring Feed od DL4MEA, navrhnutý pro paraboly s poměrem F/D 0,4. Existují i další řešení jako dvojitý HELIX pro kruhovou polarizaci (každý v jiném smyslu pro RX i TX), ovšem jeho konstrukce je už celkem složitá. Další inspiraci najdete v odkazech níže uvedených. Pro parabolické antény eliptického tvaru nám ovšem OM6AA softwarově namodeloval i úplně prosté řešení, které kupodivu vychází také dobře: vezměte plechovkový ozařovač (pro 23cm pasuje větší plechovka od znojemských okurek) a trochu sešlápněte jeho ústí tak, aby se stalo eliptickým ve stejných poměrech, jako jsou poměry os elipsy parabolického zrcadla a umístěte takový ozařovač do antény (pochopitelně delší osa ozařovače a delší osa elipsy zrcadla jsou na sebe kolmé). Výsledkem bude poměrně velmi dobré ozáření takového zrcadla, hi.
Ozařovač se nastavuje nejprve na PSV do volného prostoru, potom se dá do paraboly a posouváním vpřed a vzad vůči ohnisku se musí nastavit znovu nejlepší PSV. Jinak řečeno: PSV se po nainstalování musí změnit vždycky, protože část energie se ode dna paraboly odrazí zpět do ozařovače a tam interferuje. Takže se musí tento odraz vyfázovat posunem posunem po dráze max lambda/4 okolo ohniska. Pro ring feed to ze zkušeností nejlépe vychází tak, že rovina kruhového zářiče musí být o pár cm před ohniskem, ale není to pravidlo. Neméně důležité je také takový
ozařovač natřít nějakým Resistinem apod, aby byl odolný proti dešti. A ještě
jedna důležitá věc: pokud budete chtít použít vlnovodný ozařovač, tyčky, které
drží feed nesmí být přichyceny okolo ústí ozařovače, ale až vzadu na ozařovači
(přes objímku). Zářič je stočený z drátu o průměru 2,7mm (Cu vodič o průřezu 6mm), tvar zářiče není úplně kruhový, ale je trochu elipsovitý, vyšlo pak lepší ozáření elipsovité paraboly. Tvar zářiče je přibližně elipsa se širším rozměrem v horizontální rovině. Vnitřní vzdálenost mezi vodiči zářiče je cca 73mm (H) a cca 68 mm (V). Průměr kruhového reflektoru je 118mm. Bylo zkoušeno 114 - 116 - 118 a nejlepší přizpůsobení se posouvalo asi tak o 1 MHz na 1mm průměru. 118 vychází nejlépe na 1296 MHz (útlum odrazu je přes -26dB). Vzdálenost vodiče zářiče od reflektoru je cca 33-34mm. Z N konektoru je vyvedeno cca 29mm dlouhé koaxiální vedení o impedanci 50Ohm. Na obrázku zobrazené připojení zářiče vyšlo asi tak nejlepší z hlediska útlumu odrazu a je opakovatelné (vyzkoušeno na 3 kusech ozařovače). Během měření bylo zjištěno, že výsledný zisk antény byl o něco málo horší než bylo spočítáno - viz zde: http://www.ok2kkw.com/calcdish.xls. Díky Rasťovi, OM6AA, který má velké zkušenosti s elektronickým modelováním a návrhem podobných záležitostí kolem antén bylo zjištěno, že Ring feed je skutečně velmi dobrý pro malé eliptické paraboly s poměrem F/D kolem 0,4dB. Přesto je ještě stále teoretický prostor pro zlepšení. To ale už je ale mimo rámec tohoto článku a výsledky nového designu OM6AA tohoto typu ozařovače budou jistě zanedlouho prezentované. Poznámka OK1TEH září 2008: Tento článek s novým designem feedu OM6AA je zde: http://www.urel.feec.vutbr.cz/RADIOENG/fulltexts/2008/08_03_033_037.pdf Nakonec obecné základní závislosti ohnisku paraboly a ozáření ideální paraboly je vidět na následujícím přehledním obrázku z knihy Pavla, OK1AIY (TNX!) :
2. Odkazy: Použití parabolických antén
pro pásmo 23 cm - OK1AIY
http://www.ok2kkw.com/next/23cm1992aiy.htm#feed
3. Kabely, konektory a předzesilovače Pro připojení antény pochopitelně hned zapomeňte na RG213, chce to minimálně nějakou tu H1000, záleží ale samozřejmě na délce. Nejlepší předzesilovač je co nejkratší kabel mezi anténou a transvertorem. Pokud budete mít opravdu tlustý a krátký kabel, například "půlpalec" a délku do 10m, potom pro první EME pokusy stačí, pokud budete mít předzesilovač v shacku co nejblíže transvertoru (nebo ještě lépe během pokusu venku na stole vedle antény). Ušetříte na drahém kvalitním koaxiálním SHF relé, který byste museli pracně montovat s předzesilovačem na anténu, ochráníte si zařízení před zničením a pokud budete mít dostatečně tlustý kabel, potom pro Vaše první EME QSO (samozřejmě to neplatí pro případ vážnější a trvalé práce) vám takové řešení vystačí i na trvalejší instalaci. Spíše ale předpokládám, že během prvního spojení budete mít anténu někde venku na ministožárku a zařízení třeba na stole. Potom je to vlastně jedno. Šumové číslo přijímače stačí, když bude někde kolem 0,8dB nebo 1dB NF, což odpovídá staršímu předzesilovači - např. s MGF1302 od DB6NT. Lepší předzesilovač se dá postavit s ATF54143, kde cca 0,4dB NF je už více, než dostatečné a není ani toliko obtížné při výrobě (nastavit šumové číslo předzesilovače lze poměrně často při různých EME setkání nebo u známých mikrovlnných hamů, kteří vám rádi poradí). Co je ale VELMI důležité, to jsou konektory. Na 23cm už to není jenom jako na 70cm výběr mezi PLkem a Nkem, ale již je třeba porovnávat kvalitu N-konektorů mezi sebou. Nejhorší je použít takové konektory čínské výroby s termoplastem namísto teflonu. Většinou jdou poznat svojí velmi nízkou cenou (do 60 Kč). Jediné takové čínské Nko dokáže například zhoršit šumové číslo předzesilovače o více, jak 0,7 dB !!!Pokud takových nekvalitních N konektorů použijete více, můžete se snadno připravit třeba i o 2dB, nejdůležitější je totiž šum celé vaší soustavy. Pokud totiž použijete takové konektory, honit se za co nejmenšími šumovými čísel předzesilovačů nebude nic platné a ještě vás to další práci znechutí. Taky je třeba se vyznat mezi N-konektorem pro 50 a 75 Ohm a neméně důležitá je co nejlépe provedená montáž. Mimochodem, pokud chcete anténu používat po delší dobu, například venku na stožáru i pro tropo, nezapomeňte konektory u feedu dobře zaizolovat samovulkanizační páskou. Na 23cm je totiž už s ochranou založenou na kontrole PSV dost problém, protože nejsou k dostání vhodné směrové odbočnice pro vyšší výkony (v poslední době byly hlavně na setkání v Holicích dost rozšířeny směrové odbočnice z GSM základnových stanic s 7/8 konektory, ale pozor, ty opravdu nejsou bez úpravy použitelné pro SHF výkony kolem 100W či více). Jistě by vás potom nepotěšilo, že jenom kvůli špatnému PSV způsobeném vlhkostí v konektoru jste si odkouřili něco v PA...
Když už zde mluvíme o příjmu, tak asi nejlépe se ověří celá RX cesta porovnáním šumu Měsíce a Slunce (o vlastním echu bude zmínka níže v WSJT sekci). Každý objekt s větší teplotou, než je ta absolutní nula (mimochodem dle termodynamického zákona takovou teplotu ani žádná hmota mít nemůže) totiž šumí a zvláště v oborou mikrovln. Pokud si tedy uvědomíte, že Měsíc odráží Sluneční světlo a na jeho povrchu je v tu doby teplota kolem 396 K (123°C), již se dá jeho šum celkem dobře použít jako šumový maják (mimochodem Měsíc pak logicky nejvíc šumí v úplňku :-). SHF EME stanice pak používají šum Měsíce k měření a nastavování RX dost často a tuto hodnotu zveřejňují na svém webu. Je k tomu ale potřeba o něco větší anténu kolem 4m a více. Daleko lepší indikátor je pro menší antény proto Slunce. Když máte dobrý předzesilovač a parabolu o zisku kolem 27dBD což je asi průměr 2,2m, uslyšíte Sluneční šum kolem 8dB nad šumem. Z toho pak lze vidět, že detekovatelný šum Slunce být měl s parabolou z WiFi o průměru 1m a dobrým LNA právě tak na hranici detekovatelnosti. Perfektně se k takovému účelu hodí program Spectran, Winrad, Linrad nebo v nouzi i SpecJT v WSJT. Velmi důležité ale je, aby během takovéhoto měření byla nízká sluneční aktivita. Poznáte to na číslu SF. V dnešní době, když jsme právě uprostřed minima 11. letého slunečního cyklu jsou právě na takového měření ideální podmínky. Pro zajímavost, na stránce http://www.pa0ply.nl/radio_sky_sources.htm jsou naměřené hodnoty různých zdrojů šumů u některých stanic s velkými anténami:
V následujících odkazech najdete některé rozšířené konstrukce předzesilovačů a jejich konstrukce. 3. Odkazy: 23cm LNA s ATF 54143 u OK1DFC
http://www.ok1dfc.com/EME/technic/ATF54143/index.html
4. Snímání polohy, točení antény a tracking software
Pro první EME pokusy stačí směrovat malou anténu manuálně. Pokud chcete použít o něco větší parabolu například o průměru 2m, je dobré si ověřit a pokud je to potřebné, tak dostavit indikaci směrování podle nějakého majáku a to jak v horizontální tak i vertikální rovině (případně podle šumu Slunce). Občas se stane, že se stanice snaží o EME s rozměrnou klubovní anténou pro tropo závody (třeba parabola o průměru 3m se šířkou svazku cca 5 stupňů pro pokles o 3dB) bez elevace a to během východu či západu Měsíce. Když je totiž Měsíc blízko horizontu, jeho obraz je vlivem astronomické refrakce zdánlivě posunutý. Průměr Měsíce bývá na obloze kolem půl úhlového stupně a pokud se tedy jeho obraz posune od elektrické osy o nějaké ty 3 průměry mimo (EME tracking programy ukazují samozřejmě skutečnou polohu) a přijímaný signál je jen 2dB nad šumem, lehce ho pak ztratíme. Proto pokud máte elevaci a větší parabolu, rektifikujte anténu podle Měsíce až když bude vysoko nad horizontem nebo lépe podle již zmíněného majáku. Protože ale tento článek je zaměřen hlavně na malé anténky s velmi širokým svazkem, tento problém Vás většinou asi trápit nemusí. AZ/EL točení s anténou se dá
vyřešit několika způsoby. Nejsnazší ale ne nejlevnější je si takový rotátor
prostě koupit. Velmi rozšířeným rotátorem je
Alpha Spid. Můžete si ho objednat v
Kanadě, nebo v USA, ale pro nás je asi nejvýhodnější ho
kupovat z Polska, kde se
vyrábí. Připojený software umí samozřejmě automaticky točit sám za Měsícem.
Tento rotátor RAS pro EME s úspěchem používá i autor článku. Pokud si ho ale
koupíte, napíšu něco málo o zkušenostech s tímto rotátorem po 4 letech
intenzivního používání. Předně se doporučuje vyměnit v ovládači 4 čínské relátka
s velmi nízkou životností za nějaká ta kvalitnější z evropské produkce. Po půl
roce se mi totiž dokonce dvakrát stalo to, že v čínském relé se slepily kontakty
a protože se to stalo v noci, anténa se nepozorovaně točila tak dlouho, dokuď se
neutrhnuly všechny kabely. Co jsem pak druhý den spatřil po pohledu na stožár se
ostatně můžete
přesvědčiti zde. Další
problém je, že dorazy nejsou řešeny hardwarově ale softwarově a u starších verzí
SPIDu se nedaly ani uživatelsky přednastavit. Kosmetickou vadou pak už jen byl
velmi slabý jas zobrazovače, který se ale vcelku jednoduše vyřešil hardwarovým
zásahem. Po vyřešení těchto problému během prvního roku jsem ale po následující
3 se SPIDem plně spokojen. Navíc myslím, že v dnešní době u nových typů SPID
jsou již tyto problémy vyřešeny. Pokud ale SPID zavrhnete, další typy najdete
níže v odkazech. 4. Odkazy: Rotátory Alpha Spid
http://www.alfaradio.ca
5. Transvertor, PA a TRX
Už jste se asi dovtípili, že náš první EME pokus bude postaven na fenomenálním software od K1JT WSJT. A s tím začínají problémy. Pokud používáte na MF 2m rádio, například FT-847 a podobně, se kterým jste již předtím jezdili EME třeba na 144 MHz, stabilita tohoto rádia pro vás asi nebude problém. Zásadní problém ale bude představovat stabilita oscilátoru v transvertoru. U nás je asi nejrozšířenější 2m/23cm transvertor od DB6NT. Je třeba si uvědomit, že během jedné periody ujede signál na 23cm o několik Hz už jenom díky měnící se vzájemné úhlové rychlosti měsíce u obou stanic, proto je stabilita signálu Alfou i Omegou všech QRP EME pokusů s pomocí WSJT. Pro to, abyste byli schopni pracovat s WSJT, je zapotřebí, aby náš vysílaný signál během jedné vysílací periody JT65, která činí 47sekund neujel více než zhruba o 20Hz! Čím více bude signál nestabilní, tím větší problém bude mít software signál zdekódovat. Je tedy nutné mít oscilátor vašeho transvertoru opřený o nějakou kvalitní referenci. Nejlepším řešením je samozřejmě krystalový oscilátor v transvertoru přes PLL zavěsit třeba na Rubidiový normál nebo na signál z GPS, v nouzi postačí i kvalitní vytápěný 10 MHz oscilátor například různých vyřazených měřících přístrojů. Stabilita samostatně běžícího, byť vytápěného oscilátoru s overtonovým krystalem (např. 96 MHz) je nedostatečná. Pokud se vám toto podaří vyřešit, nemáte ještě úplně vyhráno. Váš PA musí být totiž schopný během oněch 47 vteřin vysílat na 1 dB stejně, jako kdyby byl po tu doby zapnutý na stejný výkon na FM. Je to hlavně veliký problém s odvodem tepla, proto musí mít takový PA co nejlépe vyřešeno chlazení. U elektronkových konců typu TH je možné takto jezdit, protože elektronka na druhou stranu snese vysokou teplotu, je pak ale velký problém s rozlaďováním (v každém výkonovém elektronkovém PA na kmitočtech vyšších, než 1GHz jsou již problémy s částečnou kladnou zpětnou vazbou, což umocňuje problém s termickým rozlaďováním) a takovýto provoz moc elektronce nepřidá ani na životnosti. Na PA s elektronkami GI7 ale raději rovnou pro jejich velkou kladnou zpětnou vazbu (o neutralizaci 23cm PA s GI7b více zde) a z toho plynoucí nestabilitu zapomeňte! Proto je pro WSJT na 23cm s větším výkonem nejlépe použít polovodičových PA. Tento článek nemá za cíl řešit konstrukci konců na 23cm, inspirace pro takový PA najdete třeba zde nebo zde. Pěkné konce vyrábí I0JXX, DB6NT a pěkné součástky najdete například i na webu W6PQL. Navíc pokud budete chtít dál upgradovat vaší stanici pro budoucnost s velkou parabolou a QRO PA, kvalitně postavené zařízení včetně konce určitě využijete. A ještě jedna poznámka: pokud budete používat nějaký TRX jako FT847 nebo podobný ICOM v kombinaci s transvertorem, NIKDY nezapojujte takový transvertor na přímo. U drtivé většiny v dnešní době prodávaných komerčních transceiverů je totiž špatně nastavena ALC smyčka která zapříčiní to, že i když stáhnete výkon pro buzení vašeho transvertoru na minimum třeba na 1W, výkonové špičky přes 50W vám spolehlivě odkouří transvertor. Elegantně se tohoto problému vyvarujete vhodným výkonovým útlumem zařazeným do vysílací cesty. 5. Odkazy: VHF OCXO
W6PQL
http://www.w6pql.com/vhf_ocxo.htm
Shrnuto - pro první QRP EME QSO na 23cm je potřeba: - rozumně stabilní
rádio pro mezifrekvenci * určení přesného času už dnes není problém. Můžete synchronizovat čas manuálně, nejlepší je ale nechat si přes internet synchronizovat čas automaticky. K časové synchronizaci můžete použít například sw Dimension 4: http://www.thinkman.com/dimension4/ nebo Tardis 2000 http://www.kaska.demon.co.uk ** Je třeba si uvědomit, že že
výsledná frekvence je součtem frekvence mezifrekvenčního rádia a transvertorem.
Existuje několik způsobů, jak zjisti přesnou frekvenci, nejjednodušší způsob je
synchronizovat QRG pomocí majáků OK0EA + OK0EL, jejichž frekvence jsou
dostatečně stabilní a jednou za čas je změříme z Prahy za pomocí rubidiového
atomového normálu s přesností 1Hz -
http://www.ok2kkw.com/kmitocty Software - WSJT Pro provoz WSJT na 23cm se v důsledku kmitočtové stability používá Mód JT65C. Na rozdíl od módu JT65B, který znáte z 2m, má dvojnásobnou šířku pásma a je asi o 1dB méně citlivý. Nejdůležitější je ale už zmíněná frekvenční stabilita. Jenom změna dopplerovského posunu daného pohybem Měsíce po obloze se v průměru pohybuje kolem 15Hz během jedné minuty, což představuje v JT65C ztrátu až -3dB. Do budoucna Joe, K1JT slíbil, že WSJT bude umět změnu doppleru kompenzovat, čímž se o 3dB zlepší RX. Proto nejlépe je nechat váš transceiver zapnutý po nějakou dobu před EME skedem stejně tak jako transvertor, abyste pokud možno co nejlépe vytopili krystalové oscilátory a pokud možno co nejvíce redukovali případný drift. Verzi WSJT byste měli použít co nejnovější 6 (verze 4.98 už opět obsahuje i mód EME echo). Nastavení WSJT zde nebudu rozebírat, je kompletně vysvětleno v článku o první QSO. Velmi důležité je nechat zaškrtnutou volbu AFC. Výrazně tím zlepšíte citlivost. Velmi pěkně vztahy mezi zapnutým a vypnutým AFC, módy JT65B/C a ztráty v dB na RX vlivem QRH je vidět na obrázku od DJ9YW:
Jak zde vidíte, v případě, že použijete malou anténu - třeba G3JVL, ale budete mít velmi dobrou stabilitu, máte větší šanci než pokud se stejným výkonem použijete parabolu o průměru 2m, ale s větším kmitočtovým driftem. Může se vám snadno stát, že signál je reálně někde na úrovni -22dB, signál jasně slyšíte ve sluchátkách, ale WSJT vám ho na obrazovce díky driftu signálu zdekóduje třeba na hodnotě -30dB. Možná vás zajímá, co znamená údaj JT-W. Je to patrné na následujícím obrázku signálu K2UYH, který volá na 23cm HA/DL3OCH.
Jak zde můžete vidět, jedná se o písmeno, které označuje velikost změny doppleru během jedné periody. Na obrázku je dobře patrné, že číslo je silně ovlivněné vlastním driftem transvertoru stejně tak jako driftem kmitočtu protistanice. Proto tedy, aby tento údaj byl pravdivý, musel by být náš signál i signál protistanice maximálně stabilní, tedy nejspíš zavěšený na atomový normál. Pokud trpíte silným driftem (což je při prvních pokusech víceméně pravidlem), doporučuji též nechat zapnutý Aggressive Deep Search, hodnotu Sync na -2, zapnuté AFC. Problém s driftem se dá částečně řešit tak, že se sleduje signál v SpecJT, na transceiveru se zapne jemné ladění (zde se velmi osvědčila FT-847 s krokem po 1Hz) a signál se ritem dolaďuje tak, aby byl co možná nejrovnější na vertikální ose. A jak to vyřešit s dopplerem? Když si domluvíte sked třeba na frekvenci 1296.080,000 MHz, tak začneme vysílat přesně na této frekvenci. Pokud zadáme předpokládaný lokátor do okna Grid a náš lokátor je správně zadaný v Options (F2) a máme samozřejmě nastavený WSJT na 1296 MHz, zobrazí se nám v tomto okně hodnota doppleru, tedy například -1454Hz, nastavíme tedy náš RX přes RIT na frekvenci 1296.078,546 MHz. Známé EME chaty pro 1296 MHz: JT65 -
http://hb9q.ch/joomla/index.php A to je vlastně všechno, co je potřeba vědět o práci s WSJT pro EME na 23cm... Ještě trochu té trpělivosti a ...
Praktické zkušenosti a provoz OK1TEH
Hned poté, co jsem začal aktivně jezdit EME a WSJT na 2m i 70cm, jsem přemýšlel, jak to zkusit i na 23cm. Doma totiž máme od roku 1996 postavený transvertor podle DB6NT, jenom s tím rozdílem, že jeho oscilátor je pro zvýšení stability předělaný a je na něm termostat s vyhříváním pro zvýšení stability v závodech. Od roku 1996 jsme jezdili na 23cm právě jen na tento transvertor, který dává ve špičce zhruba 14W. Jako anténu jsme postavili malý kolineár podle OK1ANQ, který by měl mít zisk zhruba 14dB. Později jsme začali jezdit od PD 2001 s novou 160cm plnou parabolou ze satelitní televize, bohužel tu nám s dalším zařízením ukradli v roce 2006. V této době jsme přemýšleli, jak ztrátu antény nahradit. Protože si na závod teď už vozíme všechno sami a na naší krušnohorské kótě hodně fouká, přemýšleli jsme nad nějakou drátěnou anténou s minimálním odporem ve větru, nízkou vahou (a hlavně schopností se vejít do našeho malého polského přívěsu), ale s dostatečným ziskem. Rébus jsme nakonec vyřešili s žebrovanou WiFi anténou z Moravy. Mimochodem byla to asi největší anténa, která se kdy na WiFi dělala :-) Mimo jiné k této anténě jsme získali stejný typ, ale s podstatně menšími rozměry. Je to anténka tvořená parabolickou výsečí s rozměrem 90x130cm. Zisk je odhadem asi 17-18dBD, což je zhruba stejné, jako dobře udělaná 55el F9FT tonna. Její povrch je tvořen z klasických žeber a hloubka ohniska je cca 60cm. Anténu jsme na stožár doma umístili těsně před 1.subregionálním závodem 2007. Jako feed jsme se nakonec rozhodli pro všechny naše antény použít stejný, tedy Ring Feed podle DL4MEA s drobnou úpravou z důvodu eliptického zrcadla. PSV feedu je někde kolem hodnoty 1,2 a zisk samotného feedu kolem 6dBD. Tím, že se anténa ocitla na na stejném stožáru s anténami na 2m a 70cm jsem měl navíc vyřešený problém i s elevací.
A co PA? PA (made by OK1VPZ) byl postaven ze čtyř Mitsubishi modulů, s využitím 90-ti stupňových sdružovačů podle W6PQL a profesionálním spínaným zdrojem. Výkon je až 120W až při maximálním možném krátkodobém výkonu dokonce téměř 150W. Doma jsme navíc měli předzesilovač od OK1CA s MGF1302 se šumovým číslem 0,8dB. 10m dlouhý kabel mezi anténou a PA je tvořen dvěma spojenými coaxy H1000 (dostatečně dlouhý kabel zrovna nebyl po ruce hi). Do budoucna bych je chtěl nahradit minimálně nějakým tím půlpalcem. Jako rádio používám FT847
upravené pro provoz WSJT na 70cm. MF na 2m a teď pozor, pokud byste to chtěli
udělat stejně, mezi transvertor a transciever je potřeba dát výkonový útlum,
protože pokud to neuděláte, díky výkonovým špičkám se špatně navrženým ALC (v
dnešní době je to problém většiny Icom i Yaesu trxů) si snadno odkouříte
transvertor. Ze stejného důvodu je velmi dobré mít i oddělenou cestu RX/TX.
Nebudu vás napínat, i přes můj velký drift jsme se nakonec udělali 25.dubna 2007. Bylo to až na několikátý sked. Al mě téměř vždy viděl, bohužel mě z důvodu velkého driftu nebyl schopný zdekódovat. Problém s driftem jsem vyřešil tak, že jsem vysílal jenom ob každou periodu, takže signál měl dvojnásobný čas se dostatečně stabilizovat. Obrázek ze spojení si můžete prohlédnout zde. Je na něm velmi dobré vidět, že WSJT 5.96 si oproti WSJT 4.98 výrazně lépe poradit s driftujícím signálem, v tomto případě až o 3dB. K2UYH jsem přijímal ve špičce -26dB a Al mě bral zhruba stejně, -28dB. Hned poté, co se spojení podařilo, mi psal na chatu Howard, G4CCH, že vidí moje závěrečné 73. S G4CCH jsem to pak zkoušel několikrát, bohužel má oproti K2UYH slabší signál zhruba o 2 až 3dB. Nebyl by to vůbec žádný problém, kdybych měl stabilní signál, takhle to ale téměř nešlo. V té době jsem byl rozhodnut, že nemá cenu se o takové QSO snažit, dokud nebudu míst stabilnější signál. Doma máme paradoxně rubidiový normál stejně tak i krystal z tesláckého čítače, který s úspěchem používáme na 3cm. Bohužel problém je, že náš transvertor je v příliš malé bedně a OK1VPZ nemá na nějaké další konstrukce moc času. Zkusil jsem proto ještě spojení s HB9Q s 15m parabolou. Bohužel v té době měl problém s ozařovačem a jeho výkon do feedu byl jenom 200W, takže jsme i přes počáteční oboustranný signál spojení nedokončili. Potom jsem na nějaký čas 23cm EME opustil a vrátil jsem se k pokusům až v záři 2007. Po zapnutí jsem celkem rychle zdekódoval s velmi pěkným signálem G4CCH -26dB, stačilo jednou zavolat a další spojení bylo doma. Od té doby jsem zkoušel také spojení s DJ9YW, W5LUA a dalšími, které jsem sice viděl, ale budu muset počkat na nově předělaný transvertor, hi. Dodatek - leden 2009 Nově jsem QRV s 250W v JT65 a i s nestabilním starým transvertorem DB6NT se mi podařilo navázat další spojení s F2TU, HB9Q, OE9ERC, HB9HAL atd. Schéma toho zařízení si může prohlídnout na obrázku níže. Aktuální seznam spojení OK1TEH je dostupný k nahlédnutí na http://ok1teh.nagano.cz/eme_log1296.htm.
A CW? Možná se budete divit, ale i na takovouto malou anténu jsem už velmi slabě slyšel 8N1EME, K9SLQ, VK3UM a HB9BBD. HB9BBD v současné době produkuje asi nejsilnější signál. Dominique jezdí s 2kW PA a 10m anténou. Jezdí ale jen CW/SSB. CW QSO se mi sice s touto anténou zatím nepodařilo, ale věřím, že časem se mi to určitě podaří, HB9BBD mě už slyšel 419.
Zatím můj nejúspěšnější CW EME test byl test se stanicí PI9CAM. Radioklub PI9CAM používá Dwingelooský radioteleskop v severovýchodním Nizozemí. Parabola má průměr 25m a byla dokončena v roce 1956. V roce 2000 byl radioastronomický výzkum na radioteleskopu ukončen a od roku 2007 je oficiální památkou Holandského průmyslu. Ve stejné době začala skupina holandských radioamatérů v čele s PA0PLY projekt CAMRAS využití radioteleskopu pro EME provoz. Možná vás bude zajímat, že na projektu se aktivně podílela česko-slovenská skupina vedená Rasťem, OM6AA a Ing. Hazdrom z ČVUT v Praze, která navrhla primární zářič. Základní část feedu zhotovil Milan, OM1ATT a část hornu podle návrhu OM6AA Jan, PA0PLY. Feed byl skombinovaný s dipóly pro pásmo 70cm a optimalizace umístění feedu a další detaily byly konzultované s ČVUT. Podle těchto výpočtů by měl být zisk 25m paraboly na 1296 MHz asi 49 dB. Během weekendu 26 a 27.7 jsem byl QRV na 70cm EME chatu a Jan, PA3FXB z PI9CAM psal, jestli to s ním nechce někdo zkusit. Problém ale byl, že u mě byla teplota v hamovně pod střechou až 50C° a nebyl jsem si úplně jistý pozicí antény v elevaci. Z důvodu vysoké teploty jsem mohl vysílat jen po dobu nějakých 40 vteřin a pak jsem musel nechal PA ochladit. Spočítal jsem si proto přesný doppler, aby mě stačili u PI9CAM během těch pár vteřin rychle najít a začal vysílat. Všechno se ale vyšlo a můj telegrafní signál nahraný u PI9CAM si můžete poslechnout na následujícím odkazech s filtrem ve Spectranu a bez filtru. Na nahrávce jde jasně vidět, že signál v důsledku velmi vysoké teploty driftoval. http://ok1teh.nagano.cz/eme/23cm_ok1teh_pi9cam_080727_1151.mp3 + http://ok1teh.nagano.cz/eme/23cm_ok1teh_pi9cam_080727_1151_filtred.mp3 Signál je přesto o dost slabší, něž jsem původně předpokládal, nicméně po výměně kabelů za Andrew 1/2", nového ozařovače OM6AA a úpravě transvertoru je reálný předpoklad, že nezůstane jen u 1way testu. Bohužel několik dnů po našem pokusu přešla přes Holandsko silná bouřka a Radioteleskop dostal několik zásahů bleskem. Naštěstí nejcitlivější ovládání pohybu a tracking zůstal nepoškozen, ale došlo k vypálení všech předzesilovačů a internetového připojení, takže další testy jsou plánovány na podzim 2008 & ARRL EME contest. Pro případné zájemce je třeba ješte uvést, že PI9CAM je QRV také JT65 a pro dohodnutí skedu se můžete obrátit na Jana, PA3FXB : jvmmap@bart.nl. Na následujících obrázcích jsou detaily feedu PI9CAM od Rasťa, OM6AA (drží ho Jan, PA0PLY) (tnx OM6AA). Dodatek únor 2009: Na začátku ledna se mi podařilo udělat další nové stanice JT65C s 14 let starým transvertorem DB6NT,a to HB9HAL, OE9ERC, HB9Q a F2TU. Na CW jsem se snažil o CW spojení se Stigem, OZ4MM a Erichem, OE9ERC. Oba mě na CW slyšeli "solid O", bohužel u mě byly signály na úrovni šumu, tedy T - M a protože nejsem fanoušek spojení typu "ostrá tužka", QSO se dokončit nepodařilo. Na konci ledna po několika měření byl odhalen horší RX jenom v důsledku místního rušení od UHF televize, který činí až -5dB (nejde o rozdíl 3dB mezi kruhovou a lineární polarizací nebo útlum kabelu). Po instalaci odlaďovače digitální TV poklesl šum až o 2dB a nakonec 7.února 2009 se mi podařilo úspěšně dokončit mé první 23cm CW EME QSO se stanicí PI9CAM (25m dish a 110W na feedu). Dále jsem také viděl JT65C ES5PC a DJ9YW, QSO bude ale možná až po nainstalování rubidiové reference.
To by tedy byly moje první QRPP zkušenosti. A co jiné stanice?
23cm QRO/QRPP JT65 stanice ve světě Z nejaktivnějších propagátorů provozu JT65 na 23cm je Howard, G4CCH a Bodo, DL3OCH. Bodo používá 19dBd 59el yagi podle DL6WU, 5m dlouhý koaxiální kabel, tranzistorový PA s výkonem 100W, transvertor 6m/23cm a vylepšenou IC706 pro zvýšenou stabilitu. S touto výbavou pořádá časté expedice po Evropě, naposledy jsme mohli o jeho expedici slyšet během jeho provozu z Monaka 3A. S Bodem jsem si vyměnil několik emailů a poslal mi seznam stanic, které s touto anténou už dělal. Bodo k tomuto seznamu píše, že sílu signálů bere jako průměrnou. Někdy stanice slyšel lépe, někdy hůře. Tento seznam jsem v lednu 2009 doplnil o výsledky expedice V5/KT6Q, z které byl QRV Dan, HB9CRQ alias HB9Q se zařízením: 59el yagi (21wl) a 80W PA DJ9YW. Pro tuto expedici vyjelo několik skalních příznivců CW v modu JT65 vůbec poprvé a není moc pravděpodobné, že se tomuto provozu budou věnovat i do budoucna. Tyto stanice jsem označil ****. A teď již slíbený seznam: Call dB PWR ANT ---------------------------- HB9HAL -20 400W 10,0m DISH PI9CAM -20 430W 25,0m DISH OE9ERC -21 2000W 8,0m DISH OK1DFC -21 1500W 10,0m DISH HB9Q -21 200W 15,0m DISH K2UYH -23 500W 10,0m DISH F2TU -23 1000W 7,8m DISH **** OK1KIR -24 250W 4,5m DISH PA3CSG -24 1000W 8,5m DISH OH2DG -24 300W 8,0m DISH K5GW -24 1500W 6,9m DISH W5LUA -24 900W 5,0m DISH DJ9YW -26 360W 4,5m DISH G4CCH -25 450W 5,4m DISH ES6RQ -26 350W 4,5m DISH ES5PC -27 300W 4,5m DISH LA9NEA -28 100W 5,3m DISH **** DF3RU -28 300W 3,0m DISH **** RW3BP -29 300W 3,7m DISH OZ6OL -29 200W 5,0m DISH **** pravděpodobně se v budoucnu může podařit udělat spojení i s: G4DZU 500W 3,0m DISH GW3XYW 500W 6,6m DISH JA6AHB 200W 7,0m DISH K7XQ 800W 3,3m DISH OK1CA 250W 10,0m DISH na následujících obrázcích můžete vidět jak pracují některé QRP EME stanice:
... a na závěr obrázek stanice dělatelné CW s parabolou o průměru 180cm - VK3UM
Další obrázky a spoustu užitečných informací najdete na webu Howarda, G4CCH - www.G4CCH.com
Jeden z dalších příkladů:
Velmi zajímavý QRP CW EME test udělal také OE5JFL, více najdete na jeho stránce : http://www.qsl.net/oe5jfl/moonecho.htm Jak vidíte, na single 23el anténu, kterou si můžete vystrčit na balkón svého paneláku nebo na rovném úseku silnice a udělat si mobilní EME qso to už celkem jde :-)
Nicméně, pokud se rozhodnete použít na 23cm nějakou už jen o trochu větší anténu, například takovou, jakou používá SM5LE - tedy cca 2,2m parabolu s ozařovačem s rotační polarizací, otevře se vám plně svět 23cm EME. S touto anténou,s 250W při CW a s 200W při JT65 už Sven udělal 64 různých CW stanic a 24 stanic používajících JT65. Dosáhl také diplomu WAC. Pokud byste to porovnali s EME na 144 MHz, je to jako byste používali 2x17el Y + 1kW. A jako na takovou anténu hrají nejsilnější stanice HB9BBD, K9SLQ a HB9SV? Nahrávky si můžete poslechnout v MP3 zde. Navíc v takovéto konfiguraci, jako má SM5LE, už uslyšíte i své CW echo. S takovouto anténou můžete teoreticky dělat stanice s 6m parabolou a pouhými 5W!! na feedu. No a pokud by vás 23cm EME už opravdu "dostalo" a postavíte si anténu s velikostí kolem 3-4m, zainvestujete do PA s výkonem kolem 400W a stanete se průměrně velkou CW stanicí a váš provoz získá úplně jiný rozměr. Je třeba ale říci, že obtíže při stavbě větší a větší antény narůstají exponenciálně s jejím průměrem. S průměrně velkou anténou se už dá při velkých závodech, jakým je ARRL EME Contest, udělat za závod několik desítek pěkných CW spojení. Na závěr si určitě nenechte ujít FB 23cm QRP web SM5LE: http://web.telia.com/~u14901544/ http://web.telia.com/~u14901546/home_page_no_3.htm
V posledních letech tedy v souvislosti s rušením
začíná být pásmo 23cm oblíbenější než 70cm - viz analýza od OK1KIR.
|
Nevhodné uchycení antény pro
23cm 
EME tracking program F1EHN
Simulace OM6AA větší
