Liviu Soflete YO2BCT

Am ales pentru feed-horn soluţia cu septum a lui OK1DFC, despre care am aflat pentru prima dată tot de la Szigy şi care a devenit o „modă” în lumea EME, deoarece rezolvă foarte convenabil generarea semnalului cu polarizare circulară stânga/dreapta, izolarea porturilor Tx/Rx şi economiseşte un releu de putere la comutarea emisie/recepţie. Pentru finalul de emisie am folosit amplificatorul de putere cu LDMOS (prezentat la Simpo Tg. Jiu - 2009), utilizat în concursurile terestre - 225W out, alimentat la 28V. Finalul este amplasat pe suportul parabolei, în spatele reflectorului, împreună cu sursa de alimentare, asigurând în acest fel o lungime minimă a cablului (3,7m , Heliax de 1/2 ţoli) şi o atenuare redusă (0,4dB inclusiv conectoarele – 205W la antena de Tx). Cupla de Tx de la horn este de tipul 7/16 pentru a asigura rigiditatea mecanică, cupla de la intrarea PA, de tip N. Rotirea antenei se face astfel împreună cu PA şi cablul de conexiune, eliminînd orice stres mecanic (am citit pe Net poveşti de groază cu cabluri smulse şi mufe 7/16 distruse din cauza mişcării antenei la sistemele care îndoaie cablul în timpul orientării antenei, mai ales iarna când izolaţia de plastic devine mai rigidă). Sistemul meu este în schimb mai incomod, deoarece echipamentul nu poate fi montat definitiv (nici nu e cazul, deoarece intenţionez să mai utilizez PA în continuare pentru concursurile terestre din portabil). Instalarea, făcută de o singură persoană, durează circa o oră iar demontarea 30 de minute, timpi consideraţi acceptabili.

Amplificatorul de recepţie de zgomot redus (LNA) a trebuit construit special pentru EME, fiind necesară o amplificare mare şi cel mai redus zgomot (NF) realizabil. Studiind kitul lui G4DDK şi alte realizări, am conceput o schemă mai simplă, cu utilizarea aceloraşi tranzistoare (NE32584 şi ATF54143), dar cu un sistem mai simplu de polarizare. Primul tranzistor se polarizează prin rezistenţe în sursă, iar al doilea printr-un simplu divizor rezistiv. G4DDK utilizează generarea unei tensiuni auxiliare negative (-5V) pentru NE32584 ceea ce permite conectarea surselor acestuia galvanic la masă, eliminînd eventualele problemele ocazionate de condensatorii de decuplare, iar pentru ATF utilizează o schemă activă, cu un tranzistor bipolar PNP, care asigură curentul de drenă impus, indiferent de temperatură şi exemplarul de tranzistor utilizat (important la montarea kitului, pentru reproducerea uşoară a montajului chiar şi de constructori mai puţin experimentaţi, cu rezultate garantate). Am păstrat de la G4DDK soluţia circuitului de intrare, inductanţele de reacţie din surse şi procedura de acord. LNA este montat direct pe corpul hornului, cu conexiuni de RF cât mai scurte. Intre antena de recepţie şi LNA este prevăzut un releu pentru protejarea LNA în timpul emisiei, izolarea naturală dintre porturile de Tx şi Rx nefiind suficientă. Trebuie remarcat că în descrierile altor realizări de horn cu septum publicate pe Internet, chiar dacă la măsurare s-au obţinut atenuări de izolare Rx-Tx de peste 30 dB, aceste valori sunt măsurate cu hornul în aer; prin montarea pe parabolă izolarea se va degrada semnificativ, deoarece semnalul de la emisie, reflectat pe parabolă, îşi inversează sensul polarizării şi se cuplează mai bine cu partea de recepţie. Releul de izolare , alimentat numai pe recepţie, simultan cu LNA, cuplează în timpul emisiei la intrarea LNA o rezistenţă neinductivă de 50 Ohm. Aceasta poate servi şi la efectuarea unor măsurări cold-sky/rezistenţă caldă la 290 grade Kelvin, pentru aprecierea performanţelor întregii părţi de recepţie. Antena de emisie este realizată prin prelungirea pinului central al unei mufe 7/16 cu o tijă de alamă argintată cu diametrul de 6mm. Antena de recepţie este realizată dintr-o bucată de ţeavă de alamă argintată de 3mm diametru, lipită pe conductorul central al unui coaxial semirigid izolat cu teflon (RG 141), care traversează peretele hornului, pentru evitarea unei mufe SMA şi a pierderilor asociate. Antenele au fost acordate brut prin ajustarea lungimii tijelor respective şi apoi fin cu ajutorul şuruburilor cu discuri capacitive, până la realizarea celui mai bun RL, utilizând un analizor de spectru cu tracking generator. Intrarea în LNA se face deasemenea fără mufă, cu coaxialul lipit direct pe peretele carcasei şi fără condensator de cuplare la intrare, poarta lui NE32584 fiind la 0V. Amplificarea LNA este de 37 dB, suficientă pentru acoperirea pierderilor pe cablul pînă la receptor şi a zgomotului acestuia (IC 910H – circa 3…5dB NF). LNA este de bandă largă; la intrarea în IC910H s-a prevăzut un filtru trece-bandă industrial, reacordat pe 1296 MHz, cu 3 linii cuplate, în sfert de lungime de undă, plus 2 linii pentru rejecţii de o parte şi de cealaltă a benzii de trecere.

Sistemul de montare al hornului în focar este gândit pentru o montare/demontare rapidă şi permite reglarea uşoară a distanţei până la reflectorul parabolic (distanţă care se poate modifica dacă adăugăm la horn un şoc inelar – poate pe viitor). Deoarece parabola existentă are f/D 0,325 , hornul original OK1DFC (pătrat de 145X145mm) nu este cel mai potrivit (ar fi mai bună o parabolă mai plată , cu f/D mai mare, sau pentru parabole adânci dimensiuni transversale mai mici pentru horn – dar aici nu merge simpla reducere la scară a dimensiunilor (unii constructori au încercat fără success) pentru că se modifică lungimea de undă în ghid şi trebuie făcută o modelare pe calculator pentru validarea funcţionării. Varianta cu şoc inelar, mai potrivită pentru parabole adânci, merită studiată, dar şocul măreşte pierderile prin umbrire, deci trebuie analizat compromisul, mai ales la diametre de parabolă mici cum am eu (pentru diametre ale parabolei peste 20Xlungimea de undă, şocul aduce clar un câştig).

In decembrie 2011 echipamentul pentru comunicaţii EME în banda de 1296 MHz a fost finalizat şi am putut face primele legături. Prima (şi deocamdată singura – aşteptăm vara pentru elevaţii mai mari ale Soarelui) determinare a raportului sun-noise/cold sky a dat o valoare de circa 11 dB la un flux solar (interpolat pentru 1300 MHz) de SFU=118. In primele două luni de utilizare am reuşit 29 iniţiale (printre care şi 2 staţii din YO – YO8BCF şi YO3DDZ) din toate cele 6 continente în JT65C şi 3 QSO în CW, după care ritmul de noi apariţii a scăzut simţitor. In JT am lucrat şi staţii mai slab echipate decât mine, dar în CW nu am reuşit legături decât cu staţii mult mai bine dotate. Ca o concluzie a experienţei de pînă acum, emisia merge foarte bine, conform aşteptărilor, ţinând cont de dimensiunea antenei şi puterea de emisie, dar recepţia este mult sub aşteptări, deşi din valoarea f/D şi tipul hornului ar fi trebuit să fie invers (recepţie mai puţin zgomotoasă şi pierderi mai mari la emisie, din cauza subiluminării). Un motiv ar putea fi performanţa slabă a LNA, la care nu am avut posibilitatea să măsor NF şi să optimizez reglajele. Alt motiv ar putea fi locaţia foarte zgomotoasă, care produce un alt fenomen neaşteptat: recepţia e mult mai bună la elevaţiile minime utilizabile (circa 8 grade la răsăritul Lunii) decât la elevaţii mai mari, când de fapt lobul de radiaţie al antenei (şi lobii secundari) se îndepărtează de obiectele terestre calde, generatoare de zgomot termic. Dar la elevaţii mari sunt asociate alte azimuturi – direcţii în care antena „vede” câteva staţii de telefonie celulară aflate la circa 100m. Cert este că ecoul propriu îmi dă S/N maxim de -17dB la elevaţia minimă, ecou care se degradează până la -28 dB în direcţiile asociate cu elevaţii mai mari. Trebuie făcute măsurări de zgomot şi de semnale puternice înafara benzii (care pot genera produse de intermodulaţie în bandă) în zilele de lucru şi în week-end, pe toate direcţiile şi elevaţiile de interes, cu analizorul de spectru, dar asta în vara care vine (deşi ştim cu toţii că antenele bune se construiesc iarna !). Din actuala locaţie am avut de asemenea probleme cu zgomotul foarte mare la testele de EME în banda de 144 MHz, ceea ce ne-a făcut să renunţăm la activitatea EME în 144 de la sediul clubului.

Urmează instalarea unui sistem mecanizat de reglare a elevaţiei, pentru care am achiziţionat deja actuatorul de satelit, echilibrarea antenei cu contragreutăţi şi toate masurătorile şi reglajele de optimizare a performanţelor pentru recepţie. Intenţionez să activez mai mult decât până acum în CW şi să particip şi la concursuri. Incă o observaţie personală: „lunaticii” par a fi un grup de oameni mai serioşi, procentul de confirmări prin card QSL şi rapiditatea lor fiind mult mai mari decât pentru legăturile în unde scurte.

In fotografiile anexate se văd soluţiile constructive, foarte simple ca realizare. Pentru cei interesaţi de amănunte, le stau cu plăcere la dispoziţie pe e-mail: yo2bct@yahoo.com

Sistemul de fixare al hornului permite instalarea şi demontarea rapidă

Hornul montat în focarul parabolei. Blocarea se face cu bila neagră fixată pe şurubul de strângere.
Cablul gros (Heliax de 1/2 ţoli) aplică 200W la emisie.

Conectorul pentru emisie (7/16).
In stânga se văd şuruburile de acord şi contrapiuliţele de blocare după reglaj.

Interiorul hornului.
Se văd cele doua antene (în stanga cea de emisie) şi discurile de acord; la mijloc septumul în trepte.

LNA şi releul de izolare; pe borna din dreapta a releului este montată rezistenţa de 50 Ohm.
Alimentarea cu 12 V se face prin mufa RCA.

Pentru atenuarea minimă , intrarea coaxialului în horn şi în LNA se face fără conectori SMA.

Antena instalată în curte, la azimut circa 150.
Deschiderea spre Vest este limitată la maxim 225 grade.

Sistemul de reglare al elevaţiei cu scripeţi şi şurubul de blocare pentru parcare.

Indicatoarele de elevaţie şi azimut. Un sistem primitiv, dar care asigura precizia necesară pentru banda de 23 cm.

SSPA şi sursa de alimentare (în comutaţie) în spatele parabolei.
Cablul gros conectează PA la horn; prin cablul gri (circa 10m lungime) se aplică excitaţia de la IC910H.

73 şi să ne auzim pe Lună !

Liviu Soflete YO2BCT

Articol aparut la 5-3-2012

10126