hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti

10 GHz EME JA

Liviu Soflete YO2BCT

In Japonia, banda alocată pentru emisie începe la 10.450 MHz, față de Europa + America, unde banda alocată începe la 10.368 MHz. Pentru a putea lucra stații din Japonia, este necesar ca fiecare stație să emită pe frecvența permisă de administrația de comunicații din țara respectivă, adică se va lucra split, stația YO va emite pe 10.368 , iar stația JA pe 10.450. Pentru legaturi convenite în avans (sked) se poate de exemplu utiliza la fiecare stație aceeași distanță față de capătul inferior al benzii (ex. 100 kHz) iar fiecare corespondent va corecta din RIT diferența Doppler mutuală. Pentru legaturi random (așa cum se procedează în concursuri unde nu sunt permise comunicații prin alte mijloace) se poate utiliza procedeul de a fixa RIT-ul pe frecvența Doppler proprie la fiecare stație și se cheamă CQ, sau se răspunde unei stații care cheamă CQ; în acest fel, fiecare stație își poate auzi ecoul propriu (util pentru controlul funcționării corecte) și fiecare stație aude corespondentul care îi răspunde tot pe frecvența ecoului propriu.

Diferența de frecvențe între emisie și recepție (82 MHz) este atât de mare încât nu poate fi acoperită de obicei de RIT; deasemenea, frecvența produsă de convertorul de recepție nu mai cade în banda de trecere a filtrelor sale. De exemplu, pentru un transverter cu banda de bază de 144 MHz, cum utilizez eu, frecvența la ieșirea transverterului ar fi de 144+82=226 MHz, evident înafara benzii filtrelor de la ieșire, care au o bandă de cel mult 10 MHz.

O primă posibilitate ar fi ca la recepția stațiilor JA să se comute frecvența oscilatorului local: la emisie să se utilizeze 10244 MHz (144+10244 = 10368) iar la recepție să se schimbe LO pe 10306 MHz (10450-10306 = 144). Aceasta înseamnă intervenții în transverterul DB6NT, reprogramarea divizorului din circuitul PLL, reacordarea filtrelor din lanțul de multiplicare al LO, sau construirea unui generator complet diferit pentru noua frecvență de oscilator local și comutarea lui în funcție de regimul Rx sau Tx. Deasemenea filtrele de intrare (10450 și 10368) trebuie și ele comutate.

O altă soluție posibilă (cea care a fost utilizată și este prezentată aici) este mixarea semnalului de 10450 MHz cu un semnal local de 82 MHz ( mult mai ușor de realizat la stabilitatea necesară – un simplu oscilator cu cuarț, urmat de multiplicare și filtrare), după care, semnalul de 10368 MHz rezultat este filtrat și aplicat la intrarea Rx din transverter.

Schema bloc a primei variante de montaj testat este cea din fig.1. Am utilizat un LNC de satelit modificat prin desființarea oscilatorului local DRO; semnalul LO de 82 MHz obținut prin multiplicarea cu 3 a unui oscilator cu cuarț de 27,333 MHz a fost aplicat la dioda dublă de mixare din LNC în punctul de intrare în amplificatorul benzii de bază (0,95 – 1,7 GHz), deconectat și nealimentat. Semnalul de ieșire a fost cuplat prin apropierea unei ”antene” în sfert de lambda (circa 7mm, realizată din conductorul central al unui coaxial semirigid UT 085) instalată paralel cu ultimul segment al filtrului microstrip dinaintea mixerului. Sistemul testat ”pe masă” a funcționat, în sensul că am avut sensibilități aproximativ egale și cu recepția pe 10368 și pe 10450 (cu oscilatorul pe 27,333 pornit). Zgomotul Lunii a fost aproximativ la fel, suficient pentru funcționarea sistemului de poziționare a antenei.


Fig. 1. Schema bloc a primului montaj testat. Partea incadrată este extinderea pentru conversia cu 82MHz.

La testul cu JA1WQF , nici urmă de semnal pe 10450, nici de la el, nici de la altă stație mai puternică. In concluzie, trebuia îmbunătățită recepția.

Am introdus filtre (pentru eliminarea zgomotului de pe frecvența imagine și de pe 10368 – care pătrunde direct) și am ”curățat” semnalul de oscilator local prin introducerea unei noi perechi de circuite cuplate acordate pe 82 MHz. Schema bloc finală este cea din fig.2 .


Fig. 2. Schema bloc finală. Comutatorul pe ghid este reprezentat în poziția de recepție. Filtrul de 10450 este conectat direct la intrarea (WR75) a LNC, filtrul pe 10368 a necesitat construirea unei treceri WR75/SMA

Pentru compensarea atenuărilor introduse de filtre, splitter și cablurile/ mufele suplimentare am introdus amplificatoare recuperate din LNC-uri vechi de satelit. Montajele vechi permit decuparea unor porțiuni utile – amplificatoare, sursele de tensiune de polarizare, cuploare Wilkinson, filtre microstrip; tăierea cablajului de teflon se poate face foarte ușor cu foarfeca. Filtrele pe 10450 și 10368 sunt componente industriale construite pe ghid WR75, acordate inițial pe circa 14 GHz, pe care le-am reacordat pe frecvența de lucru și am putut obține banda de trecere necesară – suficient de mică pentru eliminarea frecvenței imagine și nici exagerat de îngustă pentru a avea atenuare de trecere prea mare sau o derivă termică inadmisibilă. Comutarea de semnal necesară este executată cu un singur releu coaxial cu mufe SMA, fără pretenții deosebite privind atenuarea de inserție și izolarea; pentru împărțirea semnalului pe cele două căi nu se utilizează un releu ci un splitter Wilkinson, atenuarea sa (și a filtrelor) fiind compensată de amplificatoarele suplimentare introduse. Amplificatoarele suplimentare nu au fost reacordate decât aproximativ – nu este necesară nici amplificarea maximă, nici un factor de zgomot foarte redus, ele lucrînd la un nivel de semnal destul de mare. Montajul mecanic a fost destul de laborios; este necesară asigurarea unei rigidități corespunzătoare, o ecranare bună (tot montajul este amplasat în focarul parabolei și expus puterii mari de emisie care poate distruge componentele sensibile) și un gabarit care să permită introducerea și poziționarea precisă în cușca din profil de aluminiu din focar. Schema oscilatorului local este cea din fig.3.


Fig. 3. Montajul pentru LO. Oscilatorul tip Butler este alimentat cu 10V stabilizat din LNC

Intregul montaj a fost executat în două cutii din tablă cositorită, ultimul amplificator cu perechea de circuite acordate fiind adăugat ulterior, pentru ”curățirea” semnalului LO. Tensiunile măsurate pe montajul în funcțiune sunt încadrate în chenar dreptunghiular. Oscilatorul este alimentat cu 10V stabilizat din stabilizatorul existent în LNC, celelalte etaje sunt alimentate de la 12V. Oscilatorul și multiplicatorul utilizează tranzistoare NPN obișnuite de AF, recuperate din plăci de TV (2SC1815), următorul este un buffer repetor pe sursă, J-FET, care nu amortizeză circuitul la care e conectat datorită impedanței mari de intrare. Ultimul tranzistor este tot un J-FET în montaj cu poarta la masă, deoarece aici nu este necesară o amplificare mare, iar izolarea mai mare intrare/ieșire este binevenită. Am utilizat FET-uri BF247. Armonica pe 164 MHz este la nivelul de -55dBc ; celelalte semnale nedorite sunt atenuate cu mai mult de 80 dB. Cuplajul între primele două circuite pe 82 MHz este realizat capacitiv , cu doi condensatori de 1,5pF înseriați, cuplajul între ultimele două circuite pe 82 MHz este realizat inductiv – variind distanța dintre bobine se poate regla nivelul semnalului la capătul cablului de conexiune cu mixerul. Nivelul de semnal pentru mixare are valoarea optimă de 3...5dBm; peste 5 dBm semnalul la ieșirea mixerului nu mai crește și există pericolul distrugerii diodelor de mixare. Sub 3dBm semnalul de la mixer scade – este posibil ca la nivele mai mici să se obțină un zgomot al mixerului mai mic, dar nu s-a urmărit acest lucru; semnalul la intrarea mixerului fiind suficient de mare, zgomotul receptorului este determinat de etajele de amplificare anterioare, în principal de LNA. Tensiunile cu montajul în funcțiune sunt indicate în fig.3 în chenare dreptunghiulare.

Pentru cuplarea unuia dintre filtrele pe ghid am construit o trecere ghid/coaxial (SMA) care a fost acordată pe 10368 pentru SWR minim. Filtrul pe 10450 a fost cuplat direct pe intrarea WR75 a LNC-ului (Un LNC de tip vechi, de dimensiuni destul de mari, dar avantajos pentru tehnica pe ghid dreptunghiular – LNC-urile actuale au intrarea pe ghid circular, turnat împreună cu hornul și sunt mai greu de cuplat cu un ghid dreptunghiular sau cu un cablu coaxial). Legăturile dintre diferitele componente ale montajului au fost realizate cu coaxial semirigid UT141 sau UT085; cum am mai menționat, pierderile nu sunt importante, existând o rezervă de amplificare, de aceea am putut utiliza și cablu mai subțire și mufe SMA la 90 grade (care au pierderi sensibil mai mari la 10 GHz). Releul este de tipul cu memorie, comută cu un impuls și apoi își păstrează poziția, nu trebuie alimentat permanent. Comanda se face manual, cu un comutator SPDT cu revenire la centru.

In fotografii (fig. 4...7 ) se poate vedea construcția mecanică, atât cu vechiul cât și cu noul LNA de la DB6NT (testat în septembrie în concursul EME ARRL), cu performanțe ceva mai bune decât ale LNA-ului anterior (LNC NORSAT, acordat de mine pe 10368). Testele facute în iunie 2015 cu vechiul LNA au fost reușite – trei stații JA lucrate comod în CW în mai puțin de jumătate de oră. Comparația cu stații europene cu dotare similară indică o sensibilitate aproximativ egală, atât pe calea directă, cât și prin mixer. Filtrele pe ghid reacordate au următoarele performanțe:

Fitrul de 10450 – Atenuarea de trecere =2,2dB, banda la -3dB =22MHz, atenuarea la10368 =56dB, atenuarea la 10286 (imaginea fată de mixarea cu 82 MHz) = peste 70 dB

Filtrul de 10368 – Atenuarea de trecere =3dB, banda la -3dB = 17MHz, atenuarea la 10450 =45dB, atenuarea la 10368-288 (imaginea față de mixarea în TRXVR DB6NT pentru FI =144 MHz) = peste 65 dB.

Cele două filtre au lungimea totală identică, dar o construcție diferită, cu un număr diferit de șuruburi de reglare și o altă amplasare a lor. Am avut un riplu destul de mare în banda de trecere; nu am dispus de un tracking generator și am executat acordul cu un generator de RF- și analizor de spectru ca indicator de nivel, caracteristica de trecere fiind măsurată după executarea acordului mecanic pe maxim de semnal, prin varierea frecvenței la generator cu analizorul pe ”Max Hold”. Filtrele se pot realiza și din piese utilizate în instalațiile de încălzire (”pipe cap”) , dar am dorit să dau o utilizare unor componente deja existente și am profitat de conectarea mai comodă a ieșirii din filtrul de 10450 cu intrarea în LNC, ambele pe ghid WR75.


Fig. 4. Montajul amplasat în focarul parabolei, cu LNA vechi (NORSAT)


Fig. 5. Vedere de jos; se remarca dispunerea șuruburilor de acord și reglare a cuplajului la FTB 10450


Fig. 6. Noul LNA instalat; sub LNA se poate vedea adaptorul WR75/WR90. Comutatorul JA/EU se acționează manual, după aducerea antenei la elevație zero.


Fig. 7. Fixarea mecanică a componentelor asigură rigiditatea necesară și repetabilitatea instalării în poziția corectă din focarul parabolei.

Am fost desigur bucuros de prima legătură JA-YO în banda de 3cm (JA1WQF - Mitsu) și aștept reîntâlnirea cu stații JA în viitoarele concursuri.

Septembrie 2015, YO2BCT

Liviu Soflete YO2BCT

Articol aparut la 29-9-2015

4646

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (20)  

  • Postat de Morel - 4X1AD (4x1ad) la 2015-09-29 14:44:16 (ora Romaniei)
  • @YO2BCT: JA in 10GHz EME este o realizare cu care extrem de putini radioamatori se pot mandri. Stiind ce eforturi, investitii si tehnicitate sunt necesare pentru o astfel de performanta, nu pot decat sa te felicit sincer pentru realizarile din SHF si pentru ca ai gasit timp sa ne impartasesti in articol din experienta ta. Sper ca performantele tale sa impulsioneze radioamatori tineri sa abordeze acest domeniu de top si sa nu se multumeasca cu caile batute de 60-70 de ani.


    73 de Morel, 4X1AD ex.YO4BE

  • Postat de Dan - YO3GH (yo3gh) la 2015-09-29 15:43:24 (ora Romaniei)
  • De acord cu Monel , eforturile in SHF sunt f mari si in toate ariile , si eu multumesc ptr impartasirea experientei de mai sus.
    Numai bine !

  • Postat de Tepelus Viorel - YO4RHY la 2015-09-29 18:56:14 (ora Romaniei)
  • Felicitari pentru articol.Cum comuta hornul Rx-Tx?
    Nu pare a fi circulator

  • Postat de Liviu - YO2BCT la 2015-09-29 19:28:00 (ora Romaniei)
  • Multumesc oentru aprecieri.
    @ YO4RHY Instalatia pentru 10 GHz EME este descrisa in detaliu intr-un articol anterior. Comutarea se face cu un comutator pe ghid de unda. Este un comutator "de transfer" cu patru porturi, cuplate doua cate doua prin ghiduri in sfert de cerc - este piesa patrata (poza a doua)- cilindrul galben este motorul de actionare. La cele patru porturi sunt legate: jos - intrarea de la Tx (TWTA), stanga- rezistenta de sarcina,su (nu se vede in aceasta poza) LNA, dreapta - hornul Chaparral - toate pe ghid dreptunghiular.

  • Postat de Ioan Mircea Radutiu - YO3AOE la 2015-09-29 20:08:59 (ora Romaniei)
  • Admirabila,foarte complicata si pretentioasa mecanica de precizie,dar felicitari! pentru perseverenta si realizari,nu sint chiar la indemina si priceperea oricui.Succes! in continuare si la cit mai multe DX-uri via P.L.P..73!,Nelu

  • Postat de Viorel Tepelus - YO4RHY la 2015-09-29 20:16:18 (ora Romaniei)
  • Multumesc Liviu! Cred ca e componenta cea mai inaccesibila.In rest nu pare a fi ceva iesit din comun.As fi indatorat daca imi poti posta aici (sau prin email) un link unde sa pot studia putin.
    Inca o data felicitari!

  • Postat de Liviu - YO2BCT la 2015-09-29 21:43:47 (ora Romaniei)
  • @YO4RHY
    Citeste mai intai articolul meu "EME in banda de 10 GHz" din categoria Echipamente si constructii radio, pus pe site in noiembrie 2014. Daca mai ai intrebari dupa asta, putem discuta punctual pe email.
    73 !

  • Postat de Vasile - YO9FEH la 2015-09-30 01:36:14 (ora Romaniei)
  • Foarte interesanta aceasta continuare a primului articol ! Daca se poate spune...cam care este efortul financiar pentru lucrul EME ,bineinteles cu antenna,rotor etc ?
    Este o intrebare poate pe buzele multor hami,dar poate nu indraznesc !HI !
    Cu multumiri...pt un eventual raspuns !
    73 Vasile !

  • Postat de Florentin - YO9CHO (yo9cho) la 2015-09-30 06:35:16 (ora Romaniei)
  • Felicitari Liviu pentru realizari si perseverenta.
    Referitor la frecventa de 27 de MHz pe care o utilizezi, o imbunatatire a raportului S/N va fi data de o micsorare a factorului de multiplicare a crystalului. Sunt convins ca esti la curent cu relatia: Degradare a zgomotului de faza al oscilatorului in dB= 20xlog N , unde N=factor de multiplicare.
    Frecvent de 27Mhz este prea joasa pentru a fi folosita in multiplicare...
    73!

  • Postat de ghita - YO8CLN (yo8cln) la 2015-09-30 09:10:41 (ora Romaniei)
  • Felicitari Liviu ! O munca titanica si o realizare de exceptie ! La mine tot nimic deocamdata , nici macar EU ! ( nimic nu se poate finaliza fara munca si timp , iar la mine lipsesc). Dar pestii mari se prind cu rabdare , HI ! 73 ! de yo8cln.

  • Postat de Nicu - YO5OUC la 2015-09-30 13:09:22 (ora Romaniei)
  • Un alt articol al lui Liviu ce se remarca prin realizari practice remarcabile ce pot face obiectul unei platforme cadru, scoala, de studiu al microundelor in orice laborator dintr-o institutie de invatamint superior. O aparatura similara produsa de firma poate ajunge la costuri intre 20-30 Euro (de exemplu produsele pentru uz didactic similare produse de Electtronica Veneta). Solutia adopta de tine Liviu e simpla si eleganta. Partea mecanica arata foarte bine si vorbeste de la sine despre mina si mintea autorului. Nu pot sa zic despre asta decit ca, cuvintulul de "amator" in cazul lui tau devine inoportun. Astfel de exemple ne spun clar ca amatorismul aici inseamna ca nu se cistiga bani din utilizarea spectrului radio si ca "profesionistii" ar trebui sa fie cu ochii si pe radioamator.ro. Multa sanatate Liviu si spor in toate. Nicu-YO5OUC

  • Postat de Liviu - YO2BCT la 2015-09-30 14:03:38 (ora Romaniei)
  • @YO9FEH. Se poate spune, dar depinde foarte mult de ce se urmareste si de NOROC la procurare. Antena 3m diametru pentru 14 GHz, m-a costat 100 lei (pentru macaragiul care a dat-o jos de pe Opera din Timisoara. Miscarea o fac cu doua actuatoare liniare de antena satelit (circa 200 lei x 2 - Az si El). Comutatorul pe ghid 100 euro de la targul Friedrichshafen. Transverterul DB6NT G3 500+ euro. Se poate incepe cu 20 W dintr-un TWT de 100 Euro (cu sursa de alimentare construita in casa). Transceiverul de baza in 2m se mai gaseste prin casa (dar trebuie sa fie ALL MODE), la fel un lap-top cu programul WSJT , D4 si GJTracker, + chatul HB9Q. Cateva bucati de ghd WR75 sau WR90, coturi, o rezistenta de sarcina (circa 100 Euro). Acces la aparatura me masura in microunde ! Asta ar fi cam entry level. Mai sus = 1500 Euro final 300W out cu TWT + sursa de alimentare (chilipir, adus acasa de furnizor din Germania), LNA DB6NT pe ghid =230 Euro + automatizare miscare antena xxx, + PA Solid State 50W (circa 1000 -2000 Euro)....Si putem continua...

    @YO9CHO Oscilator pe 27 + multiplicare de trei ori = zgomot suplimentar nesemnificativ fata de LO din transverter (circa 100 MHz oscilator + multiplicare la 10,22 GHz). Practic cu acest convertor nu am observat nicio degradare fata de situatia fara convertor.

  • Postat de Florentin - YO9CHO (yo9cho) la 2015-09-30 14:31:51 (ora Romaniei)
  • @YO2BCT: Corect! Mea culpa.Acum am fost mai atent la mixare.Am avut senzatia ca folositi o armonica a semnalului de 82MHz...metoda nerecomandabila de citire "rapida"...
    Fundamentala pe 27MHz are in planseu, pentru un oscilator ca cel descris in schema in jur de -165..-167dBc/Hz si multiplicat de x3 ajunge la-155..-157dBc/Hz.Intr-adevar dificil de sesizat o diferenta, zgomotul convertorului DB6NT fiind mai ridicat datorita OL sau(multiplicare de la 100M la 10GHz).
    73!

  • Postat de Vasile - YO9FEH la 2015-10-01 02:19:25 (ora Romaniei)
  • O.K.Liviu !Multumesc pt lamuriri !In 2009 dupa examenul pe care l-am dat sa iau KJ4SGA,am incercat si eu ceva in 2m...dar nu am avut noroc sa cumpar de pe eBay 2 PA cu 400 respective 600 $,
    a fost altul care le-a luat cu program special de licitare cu 1 cent peste oferta mea !Ai dreptate,trebuie si noroc sa poti strange in timp ce doresti si sa fi perseverent cum ai inceput tu cu antenna,apoi cu altele de la Friedrichhafen !
    Multumesc si spor in continuare !
    73 Vasile !

  • Postat de ghita - YO8CLN (yo8cln) la 2015-10-01 14:46:57 (ora Romaniei)
  • Am vazut scris aici ceva de 20-30 de euro !? Poate suruburile... HI ! 73 ! de yo8cln.

  • Postat de Adrian Pirtac - YO8RHI la 2015-10-01 15:49:44 (ora Romaniei)
  • Citesc articolele tale cu mare interes si apreciez cantitatea mare de informatii foarte utile pe care cu atata modestie ni le impartasesti !
    Ne "vedem" foarte curand in 10Ghz!

  • Postat de Vasile - YO9FEH la 2015-10-03 02:21:48 (ora Romaniei)
  • Pt.YO8CLN ! Ai dreptate,pestii mari....!Eu cred ca nu te poti lauda cu performante,deoarece nu ai avut noroc de chilipiruri cum vor toti hamii romani !Ia pune ceva la vanzare pe radioamator.ro si vezi poti vinde la valoarea reala ceva componente pt.SHF ?Eu am pus acum cativa ani ceva adus de peste "balta" si am fost catalogat ca speculant !Era vorba despre un radar mobil ! HI !Cineva anume,securistul X....poate ai avut norocul sa te contacteze...iti spune ceva ? La Otopeni era disponibila o parabolica mare cam de 4m diametru....nu era scumpa dar transportul ei la Ploiesti,respectiv Bordenii Mari PH...costa o caciula de bani ! HI !M-am lasat pagubas si incerc sa uit de nereusite !Ma chinui acum sa fac rost de o antena din Japonia JK 404 Grande in 40 m,care exista in stoc,dar nu au incredere in dolarii din Romania !HI ! Mult success !73 Vasile !

  • Postat de Costel Popescu - KG6NK la 2015-10-05 07:34:32 (ora Romaniei)
  • Realizare interesanta , felicitari

    Pentru cei ineresati:

    Am gasit aici in Los Angeles area 5 TWT liniare VZX-6983G 10ghz/100w.110 V 2.5 KW imput Vinzatorul vrea 1000 usd bucata.Testate Problema este transpotul .Greutaea 100 kg cu sursa incorporate, fara ambalaj
    Nu stiu daca ajunge intreg in YO si nu se smulge trafo pe drum

    stu@adaptecelectronics.com adresa vinzatorului..

    73 de Costel, KG6NK ps:nu am loc in curte pentru antenna de EME....

  • Postat de Liviu - YO2BCT la 2015-10-05 14:49:14 (ora Romaniei)
  • @KG6NK Salut Costel!
    Stiu cel putin un caz in care din lipsa de spatiu, omul si-a facut instalatia (3m/10 GHz) transportabila pe o remorca si poate activa din diferite locatoare. Adi, YO8RHI are aceeasi intentie.
    Am inteles ca ai lucrat cu TWT.Poate poti sa-mi dai niste informatii despre MT3200 (400W/14 GHz). M-ar interesa sa fac niste reglaje in sursa pt. optimizare pe 10.4 GHz.

    73, Liviu

  • Postat de gica70 - YO8SBG la 2015-12-28 10:07:02 (ora Romaniei)
  • Ma bucur mult cand vad ca se mai construieste..si in ce banda!
    Felicitari si multumesc pentru multele informatii.
    Vad ca acele tranzistoare sunt simbolizate ca PNP-uri, ar fi buna o rectificare pentru mine, incepatorul

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "10 GHz EME JA"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Despre Radioamator.ro | Contact