Ho voluto per prima cosa provare l’antenna POTY dual feed per 2,4 & 10 Ghz venduta in Kit.
L’antenna è abbastanza facile da montare. Occorre essere precisi nella spaziatura fra le due lamine che deve essere di 3 mm precisi ( ho usato delle punte per trapano da 3 mm).
L’antenna , pur avendo in trasmissione un ottimo ROS (1:3) e buona efficienza ( il segnale da me trasmesso è ricevuto con la stessa intensità di una elicoidale 4 spire) ha una perdita in ricezione di 1 db in gamma DATV che rende impossibile la ricezione con programma DVB-S2.
Questo è lo spettrogramma con LNB senza POTY
Questo è lo spettrogramma con POTY
Scartato l’uso dell’antenna POTY le soluzioni sono due: o utilizzare due anrenne separate per ricevere o trasmettere o una soluzione mista ( che è quella che ho deciso di seguire , almeno per ora) che è la seguente:
In ricezione DATV uso il solo LNB
In SSB applico in maniera veloce e semplice l’antenna elicoidale davanti l’LNB.Questa stessa antenna la userò anche in trasmissione per DATV.
Ho reso l’applicazione della antenna elicoidale sull’LNB molto semplice e veloce usando due piccole cerniere e una molla sul riflettore dell’antenna
L’antenna ad elica comporta in ricezione una perdita che non compromette l’uso in SSB ma ha il vantaggio di una resa eccellente ( paragonabile in trasmissione alla POTY) e una veloce e facile rimozione .
La presenza dell’elica comporta una perdita di ben 13 dB ma rende possibile la ricezione in SSB.
La resa in trasmissione è la seguente: ( 10 watt a 2,4 Ghz )
Il mio interesse per l’attività radioamatoriale attraverso satelliti radioamatoriali è iniziata negli anni 80 .
All’epoca facevo collegamenti attraverso il satellite Oscar 7 uplink 70 cm con utilizzo di un apparecchio IC404 e amplificatore autocostruito con valvola 4cx250 e antenna Tonna a polarizzazione incrociata a 19 elementi.
La sezione ricevente era una antenna cubica a 5
elementi per i 144 , transverter autocostruito e ricezione in gamma 10 metri
con ricetrasmettitore IC751.
Per conoscere il passaggio del satellite utilizzavo
un programma di acquisizione ed un rotore G-5400B della Yaesu per l’elevazione
e azimuth delle antenne.
Ultimamente saputo del lancio del nuovo satellite geostazionario Oscar 100 il mio interesse si è riacceso e mi sono documentato per accedere a questo satellite.
Devo innanzi tutto ringraziare gli OM attivi su WhatsApp OSCAR-100 ES’HAIL 2 QATAR ed in particolare Tony IK1HG1 di Novara per i consigli e la grande disponibilità senza i quali non avrei intrapreso quest’avventura che non è ancora terminata.
Il 15 Novembre 2018 da Cape Canaveral (Air Force Station Space Launch Complex 40) è stato lanciato il satellite radioamatoriale geostazionario Oscar 100 Es’hail-2 .
Il satellite ha un tempo di vita previsto di 15 anni e prevede due transponder , uno a banda stretta di 250 Khz per CW, SSB, PSK ed altri sistemi digitali ed uno a banda larga di 8 Mhz per attività DATV.
Ho deciso quindi di utilizzare l’upconverter a basso costo della DXPATROL V.2 che grazie all’uso nell’oscillatore locale di un TXCO molto stabile ed un sintetizzatore con integrato ADF4351 permette attraverso l’impostazione di microswitch collegati ad un PIC 12F675 di pilotare l’upconverter tramite trasmettitori di bassa potenza a frequenza 28-144-432 o 1296 Mhz.
La potenza di uscita a 2,4 Ghz è di circa 100 mW e le frequenze
immagine sono sotto i 60 dB grazie a due
filtri saw .
Il pilotaggio a 28 Mhz che richiede invece un filtro supplementare a 2,4 Ghz poiché la frequenza immagine ottenuta per differenza dal LO è attenuata di soli 20 dB rispetto alla fondamentale a causa della vicinanza a quest’ultima.
I 100 mW vengono amplificati da un
amplificatore cinese EDUP EP-AB003 2400 MHz modificato per farlo restare sempre
in trasmissione come consigliato nel seguente link: https://www.george-smart.co.uk/2019/03/limesdr-edup-pa/
La potenza di uscita dall’amplificatore EDUP , misurata con
un carico fittizio e diodo, è di 2,5 Watt ( 16 volts sul carico fittizio ).
Questa potenza è sufficiente per transitare sull’Oscar 100 a
patto di mettere l’upconverter ed amplificatore vicinissimo all’antenna per
minimizzare le perdite dovute al cavo coassiale.
Mia intensione è stata quella di mettere questi apparecchi all’interno dell’abitazione al riparo dalle intemperie e di arrivare in prossimità dell’antenna al PA da 30 Watt con 9 metri di RG58 che svolge la funzione di attenuatore poichè l’ingresso del PA accetta massimo 0,5 Watt.
Il segnale che arriva al PA è di circa 300mW e permette di lavorare il tranquillità.Il PA assorbe circa 1 A a 24 Volts e fornisce all’antenna circa 10 Watt.
Il PA è un progetto trovato sul sito di DC1RJJ-DJ0ABR dove è possibile acquistare anche il circuito stampato
https://www.helitron.de/dj0abr/index.html
L’amplificatore è posizionato in una scatola stagna con un ampio dissipatore di alluminio nel lato posteriore .
Usare una sola antenna per ricevere e trasmettere è un compromesso.La presenza delle spire davanti l’LNB comporta delle perdite in ricezione.
Questo è lo spettrogramma in banda DATV con le spire davanti all’LNB da cui si vede che il segnale utile è solo 1,5 db superiore al rumore
Per migliorare la ricezione ho spostato dal fuoco della parabola l’antenna trasmittente.
Così facendo ho migliorato la ricezione ma peggiorato la trasmissione. La soluzione migliore sarà quella di utilizzare due antenne separate, una per ricevere ed una per trasmettere.
Il segnale utile in ricezione è, grazie a questa modifica, 6 db superiore al rumore e permette una buona ricezione anche in DATV.
La mia stazione per Oscar 100 occupa pochissimo spazio .E’
formata da un ricetrasmettitore SK-290 Sommerkamp che genera 3 watt in gamma 2
metri, DX-Patrol e EDUP EP-AB003 all’interno della scatola grigia,
due alimentatori switching da 12 e 24 volts , un deviatore per alimentare l’LNB
a 12 o 18 volts ( polarizzazione verticale per SSB o orizzontale per DATV) , un
BIAS-Tee per alimentare l’LNB ed una chiavetta SDR RTL2832.
In ricezione utilizzo il programma freeware “SDR Console” che ha la possibilità di agganciare il beacon in modo da rendere stabile e precisa in frequenza la ricezione ( paragonabile al GPSDO).
In un primo tempo avevo pensato di fare un down-converter per ricevere i 10 Ghz con un ricevitore gamma 10 metri.Utilizzava un pll con ADF4351 pilotato da Arduino uno ed un mixer ADE-25MH.
Pur funzionando perfettamente il down converter
( il video seguente lo dimostra) mi son dovuto ricredere e sono tornato al
ricevitore SDR che presenta i seguenti vantaggi rispetto al downconverter :
costo bassissimo, stabilità, precisione in frequenza , sensibilità elevatissima
, possibilità di inserire filtri per abbassare il rumore , equalizzatore,
visione dell’intero spettro di frequenza.
Nel seguente filmato metto a confronto il down-converter analogico con il ricevitore SDR in cui si sente che è abbastanza evidente l’attenuazione quasi totale del rumore nel ricevitore SDR.
Per misurare la potenza in trasmissione faccio uso di un wattmetro-rosmetro della REVEX che ha una sonda che arriva fino a 1,3 Ghz. Da prove fatte la potenza letta in gamma 2,4 Ghz è doppia rispetto a quella reale, per cui bisogna dividere per due la potenza. Il ROS sembra piuttosto attendibile.
https://youtu.be/MurtKJ8X_9s
Con 10 watt il segnale di ritorno è molto alto, 2 db sopra il
beacon a 10,489.500 .
Ho fatto una prova anche in gamma DATV (portante)ed il segnale è oltre 10 db sopra il rumore.
Chiaramente la potenza è attualmente insufficiente per trasmettere
in DATV sul satellite, per questo sto costruendo un PA da 140 Watt.
Si calcola che per una trasmissione sym_rate di 333 ks occorrono 75 watt su una parabola da 1 metro. Per sym_rate superiori occorrono potenze ancora più alte.
RICEZIONE DATV
Grazie alle informazioni avute dall’amico Tony IK1HG1 di Novara ho iniziato ad usare il programma DVB-S2 Demod GUI arrivato alla versione 2.0.12 che permette di ricevere la DATV utilizzando la stessa chiavetta SDR che si usa per ricevere la ssb.
Il programma freeware è stato compilato da Marcel Kroner ed è possibile scaricarlo sul forum di amsat -dl.
E’ indispensabile che il processore sia una CPU Intel Core i5 o meglio i7 con almeno 4 mega di RAM , sebbene alcuni OM usano con successo anche processori i3.
Dato il notevole lavoro che deve eseguire il processore, sembra che l’uso di un processore più performante possa ricevere anche segnali deboli altrimenti non decodificabili.
Qui di seguito metto un filmato che descrive l’utilizzo di questo programma .
Il lavoro non è finito perchè manca la parte trasmittente DATV.
Mi sto documentando in proposito e credo che la scelta finale cada su un adalm-pluto che pilota l’amplificatore cinese e tutti i successivi stadi amplificatori.
Qualche tempo fa ho trovato un sito di un radioamatore
danese OZ7Z https://vushf.dk/qo-100-eshail-uplink/
che descriveva come costruire un convertitore per i 2,4 Ghz facendo uso di
moduli premontati a basso prezzo.
Di particolare interesse mi è sembrato il sintetizzatore che fa uso di
un ADF4351 premontato su una scheda di fattura cinese reperibile in internet a
basso prezzo. La scheda viene pilotata da un processore Arduino Uno collegato
ad un lettore LCD munito di tasti.
L’AD4351 ha basso rumore di fase , notevole escursione di
frequenza 35 Mhz -4,4 Ghz e step minimi di
10 Khz.
Viene comandato da Arduino Uno che permette di memorizzare 20 frequenzein EEPROM.
Il programma per il processore è di F6KBF e dal suo sito http://f6kbf.free.fr/html/ADF4351%20and%20Arduino_Fr_Gb.htm
è possibile scaricare anche il programma con estensione .ino da caricare nel
processore tramite il programma freeware
di Arduino.
Ho voluto sperimentare il circuito che mi ha funzionato al
primo colpo.
Credo che un generatore di questo tipo può essere utile in
molti progetti: taratura di filtri, trasmettitori in SHF etc.
Per esempio , sto pensando di costruire un convertitore di
ricezione da 739 Mhz ( uscita dell’LNB ) a 28 Mhz .
Per fare questo mi serve un oscillatore locale da 711 Mhz che potrebbe essere costituito da questo generatore.
La potenza di uscita dell’ ADF4351 varia a secondo della frequenza da -5 a +1 dBm , ma è sempre possibile amplificare l’uscita magari usando i moduli amplificatori 50 Mhz -4 Ghz premontati SPF5189Z a basso rumore , anch’essi di fattura cinese , che guadagnano 20 db ed hanno una potenza massima di 22,7 dBm.
E’ prevista anche una base dei tempi a 10 Mhz con GPSDO esterno.
Dopo aver trovato il puntamento migliore in ricezione sul satellite geostazionario ES’Hail-2 OSCAR-100 utilizzando un LNB commerciale a PLL ed un ricevitore SRD con RTL2832, non ho resistito a fare una prova di trasmissione , anche se con piccolissima potenza , appena 200 mW misurati nel connettore dell’antenna.
In trasmissione ho utilizzato l’UPConverter della DXPatrol versione 2 che permette il pilotaggio anche in 144 Mhz seguito da un amplificatore da me costruito molti anni fa per la gamma 13 cm con uscita di 0,5 W che si riducono a 200 mW a causa dell’attenuazione di poco più di 1 metro di cavo RG58.
L’antenna è una spirale da 5 spire e l’antenna una parabola
primo fuoco da 95 cm di diametro.
Il risultato è stato positivo a conferma dell’alta
sensibilità del satellite.
La deviva in frequenza
che si nota in ricezione trasmettendo in portante continua è dovuta alle
numerose moltiplicazioni del quarzo a 10 Mhz TXCO , può essere evitata usando
UN GPSDO esterno , oltretutto previsto sul UP Converter DXPatrol.
Questo amplificatore , nato come un esperimento, aveva lo scopo di sperimentare in RF mosfet di potenza a basso costo ( due euro l’uno ) nati per alimentatori swiching.
Dopo aver provato vari mosfet ( fino a 6 irfp 250 in parallelo) ho deciso, seguendo anche il consiglio dell’amico Giuseppe I6KMP che ringrazio , di utilizzare solo due mosfet IRFP260 che dissipano 300 watts l’uno.
Sebbene con tensioni più elevate ( 40-45 volts) questo circuito può fornire oltre 400 Watts in antenna, consiglio di non superare 33 volts di alimentazione. Questi mosfet infatti sono delicati e non gradiscono affatto le onde stazionarie per cui è stato necessario ridurre la tensione di alimentazione per evitare brutte sorprese. Inoltre necessitano particolare cura per il raffreddamento , specie se indiretto tramite mica isolante.
Le potenze ottenute con 33 volts di alimentazione ed un pilotaggio di tre watts sono 100 Watts in 160 metri, 200 Watts in 80 metri e 100 Watts in 40 metri. Sulle gamme superiori il rendimento è scadente ( 20 Watts in 20 metri , 10 watts in 10 metri).
All’amplificatore
devono seguire necessariamente filtri passa basso , uno per ogni gamma.
L’amplificatore oggi affianca quello valvolare da me costruito con 813 e mi è servito a farmi l’esperienza con i mosfet di potenza in attesa di costruire un nuovo amplificatore con un vero mosfet per radio-frequenza , sto pensando al doppio mosfet BLF188.
Circuito stampato
Filtro Chebyshev Low-pass Filter 5 elementi da ARRL HANDBOOK 1993
BANDA 160 metri0-1,9 Mhz
BANDA 80 metri2-3,9 Mhz
BANDA 40 metri4-7,9 Mhz
BANDA 20 metri8-19,9 Mhz
BANDA 10 metri20-30 Mhz
L1 3,30 uH
L1 1,80 uH
L1 0,82 uH
L1 0,27 uH
L1 0,18 uH
L2 6,35 uH
L2 3,31 uH
L2 1,60 uH
L2 0,593 uH
L2 0,388uH
L3 3,30 uH
L3 1,80 uH
L3 0,82 uH
L3 0,27 uH
L3 0,18 uH
C1 2000 pF
C1 1000 pF
C1 510 pF
C1 200 pF
C1 130 pF
C2 2000 pF
C2 1000 pF
C2 510 pF
C2 200 pF
C2 130 pF
Attenuazioni
teoriche
Fco 2,16 Mhz
Fco 4,37 Mhz
Fco 8,44 Mhz
Fco 19,9 Mhz
Fco 31,2 Mhz
3 db 2,63 Mhz
Fco 5,15 Mhz
Fco 10,3 Mhz
Fco 27,0 Mhz
Fco 41,4 Mhz
20 db 3,62
Fco 7,01 Mhz
Fco 14,3 Mhz
Fco 38,6 Mhz
Fco 58,9 Mhz
40 db 5,40
Fco 10,4 Mhz
Fco 21,4 Mhz
Fco 58,5 Mhz
Fco 89,2 Mhz
Induttanze avvolte su toroidi Amidon T68-2 e T68-6 spire calcolate con programma AMITOR 1.1
(scaricabile dal sito
di IW3HZX) Condensatori silver-mica
500Volts isolamento.
Nella ricerca in rete di un progetto di ricetrasmettitore Hf , mi sono imbattuto nel seguente sito
Il sito appartiene ad un radioamatore Indiano , ASHHAR FARHAN VU2ESE che ha creato una piccola azienda chiamata “HF SIGNALS” che con un prezzo di poco superiore a 100 dollari spedisce un ricetrasmettitore già montato a copertura continua in HF.
A me non interessava acquistare il prodotto già pronto, ma lo schema mi è sembrato molto interessante .
Circuito stampato uBITX
uBITX IN COSTRUZIONE: prove del filtro a 12 Mhz di Ladder con 8 cristalli usando un generatore DDS.
ALTRE PROVE DEL FILTRO CON ANALIZZATORE DI SPETTRO SONO VISIBILI NELLA SEZIONE “STRUMENTI USATI PER LE AUTOCOSTRUZIONI” PRESENTE IN QUESTO SITO
Prima parte ricetrasmettitore HF doppia conversione
Seconda parte ricetrasmettitore HF doppia conversione
Progettato e costruito due anni fa con componenti che già avevo , pensato come trasmettitore singolo da abbinare ad un ricevitore esterno facendo isoonda.
L’oscillatore finale è un DDS gemello di quello descritto in ” Strumenti usati per le autocostruzioni” , fa uso di un chip AD9951 pilotato da un PIC16F877 che ho programmato in assemble .
Il PIC pilota anche l’LCD, encoder ed i relè sia dei filtri passa basso , che dei filtri di banda che seguono il mixer.