Up-konvertor pro EsHail-2 – Aktualizace

Jak jsem zmínil v předchozím článku, jako up-konvertor na 13cm pro Up-link geostacionárního transpondéru Es’Hail-2 jsem vybral modul BU500 od OE7DBH. Jedná se o pěknou malou krabičku, v setu za 135,-Eur přijde i s chladičem a stačí ji vážně jen nastavit a použít.

Verze kterou vidíte na snímcich je “Gold edition” a plechová krabička má vážně nádech zlaté barvy:). Oproti klasické verzi se ale liší jen tím, že obsahuje vstupní attenuator -24dB tak, aby mohl být vstupní signál až +14dBm (maximum bez poškození +20dBm).

Lokální oscilátor je přeladitelný v poměrně velkém rozsahu (1050-2700MHz), to umožňuje použít jako mezifrekvenci kmitočty 50/70/144/432 a 1296MHz. Nebo pokud bychom chtěli použít provoz DVB tak i 950MHz.

Výstupní kmitočet = vstupní mf kmitočet + kmitočet LO

Nastavení lokálního oscilátoru pak pro jednotlivé bandy vypadá takto:

  • 50MHz je LO=2350,0MHz
  • 144MHz je LO=2256,0MHz
  • 432MHz je LO=1968,0MHz
  • 1296MHz je LO=1104,0MHz

Klíčové parametry up-konvertoru BU500

  • Volně programovatelný lokální oscilátor (LO) 1050-2700MHz
  • TCXO 10MHz, stabilita 2ppm
  • Vstupní úroveň signálu +14dBm pro plné buzení (+20dBm bez poškození)
    • Kmitočet vstupního IF signálu 50-1300MHz
  • Výstupní úroveň signálu 400mW (+26dBm) pro SSB/CW/FM/Pactor
  • Výstupní úroveň signálu 150mW (+22dBm) pro DVB-S
    • Kmitočet výstupního signálu 2365-2500MHz
  • Zisk > 34dB
  • Napájení 8-15V / 600mA (při 400mW out)

Popis zapojení a blokové schéma

Srdcem konvertoru je kontroler IT9303, ten řídí kmitočtovou syntézu RFFC2072 s integrovaným VCO a směšovačem. Jako referenční zdroj slouží TCXO 10MHz, který může být nahrazen externím zdrojem. Výstupní signál ze směšovače prochází pásmovým filtrem, poté vstupuje do budiče RFGA2054. Za budičem následuje dolní propust a koncový stupeň RFPA5208 a opět pásmový filtr. Koncový stupeň poskytuje na jednom svém pinu DC napětí, které je přímo úměrné výstupnímu výkonu.

Programování BU500

Programování BU500 se prování pomocí malého programu který se s ním dodává:

Postup programování
  • Odpojíme napájecí napětí 12V!!!
  • Přepneme jumper do pozice pro programování.
  • Připojíme programovací USB kabel a zapojíme jej do PC.
    (V této chvíli se BU500 napájí z USB.)
  • Pustíme programovací utilitu RFFC_RF_Convert_Controller.
  • BU500 se nám ukáže v detekovaných zařízeních.
  • Přečteme EEPROM.
  • Nastavíme novou frekvenci Lokálního Oscilátoru.
  • Nastavíme náš referenční kmitočet (dle verze 10MHz/26MHz).
  • Zapíšeme nové údaje žpět do EEPROM.
  • Odpojíme USB.
  • Přepneme jumper zpět do původní polohy.
  • BU500 opět zapneme.

Pokud je vše správně cca 1 sekundu po zapojení se rozsvítí LED PLL lock. Pokud ne zkontrolujeme jestli jsme neudělali chybu ve volbě referenčního kmitočtu, nebo jestli je kmitočet LO ve správných mezích.

První testy

První testy spojení jsem podnikal opět s Tondou OK2JNX na naší závodní kótě v obci Mutkov.
Jako mezifrekvenční rádio posloužil transceiver Yaesu FT-817. Na jejím výstupu musel být použit atenuátor 14dB, protože i nejmenší výkon který jde na FT-817 nastavit (27dBm/0,5W) je pro vstup konvertoru nebezpečný. Anténu jsme použili směrovou, typu “síto” z nepoužívaného WiFi spoje. Tato anténa má zisk cca 20dBd, ale tím, že jsme použili vertikální polarizaci, jsme měli ztrátu -3dB oproti polarizaci pravotočivé – RHCP. Up-convertor byl zapojený s co nejkratším svodem, bezprostředně za anténou a maximální výkon byl cca 400mW, EIRP pak cca 40W.
Družice EsHail2 je vzdálena cca 35800km, takže doba po kterou na ni letí signál ze země je cca 120ms, plus ještě jednou tolik než se vrátí zpět. Signál je na své cestě tedy opožděn o cca 1/4 sekundy.

Během prvních testů dne 30.3.2019 jsem udělal 7 spojení provozem SSB. Jednalo se o stanice:

  • EB1AOE ze čtverce IN52
  • RA9DA ze čtverce MO17MP
  • OM0MS ze čtverce KN08VW
  • SP5MG ze čtverce KO02LG
  • ON4CJQ ze čtverce JO21KA
  • OK1VAW ze čtverce JO70FB
  • G4BBP ze čtverce IO81UL

Na následujícím videu můžete sledovat průběh spojení mezi mnou a slovenskou stanicí OM0MS (QTH Humenné).


Aktualizace 18.7.2019

Dalším vylepšením mé sestavy pro komunikaci přes transpondér EsHail-2 bylo následující:

  • Pořízení koncového stupně 8W původné určeného pro Wi-Fi.
  • Pořízení sdruženého ozařovače pro 13cm LHCP / 3cm vertikální. polazizace
  • Otestování 160cm středové parabolické antény.

Generální testy probíhaly v rámci Polního dne, kterého se účastním pod svým domovským radioklubem OK2KLD. Byly jsme na jedné z našich obvyklých kót ve čtverci JN89PU nedaleko hradu Sovince. Náš radioklub se pravidelně zúčastňuje Polních dnů již od šedesátých let. Bereme jej jako největší svátek a vyvrcholení radioamatérského roku (pokud nepočítám setkání v Holicích hi).

Při testech byla použita sestava představená výše, nově přibyl PA, sdružený ozařovač a větší anténa.

PA – koncový stupeň s YP242034

Koncový stupeň, původně určený pro WiFi síť, je osazen dvěma YP242034. Jedná se o hybridní InGaP/GaAs HBT hybridní zesilovače. Ke svému plnému vybuzení potřebuje výkon cca +23dBm / 200mW, výstupní výkon je pak +39dBm / 8W. Celkový zisk koncového stupně je tedy ≈ 16dB. Jako vstupní přepínač je použit AS193 (s průchozí ztrátou -0,6dB). Funkci výstupního přepínače plní obvod FMS2031 (průchozí ztráta také cca -0,6dB). Jako další úprava se nabízí odstranění výstupního RF přepínače a zvýšení výstupního výkonu o cca 0,6dB, což by mohlo přinést cca +1W RF výkonu. Tato úprava je v diskuzních fórech již probírána, stejně jako odstranění vstupního RF přepínače AS193 pro možnost buzení menším výkonem. PA se pak trvale přepne do TX režimu připojením neinvertujícího vstupu ADA4851 (pin 5) na VCC.

Sdružený ozařovač 13/3cm

Použil jsem tovární výrobek od DJ7GP (www.bamatech.net), kterým mě zasponzoroval Pavel OK8CW, za což mu velmi děkuji:). Jedná se o kvalitní produkt s odpovídajícími parametry. Ozařovač je dvoupásmový 3cm a 13cm. Pro 3cm pásmo je použit klasický vlnovodový ozařovač s kruhovým průřezem, který je buzen aktivním vodičem (středový kolík použitého SMA konektoru). Pro pásmo 13cm je použit ozařovač LHCP (levotočivá polazizace), jelikož je ozařovač koncipován pro offsetové nebo středové paraboly, které polarizaci zpětně stočí (zrcadlově) na RHCP.

Středová parabola 160cm

Výpočtem jsem zjistil teoretický zisk parabolické antény o průměru 160cm při účinnosti ozáření 60%.

  • Pro pásmo 3cm (10489MHz) je zisk 42,7dBi s šířkou svazku 2°.
  • Pro pásmo 13cm (2400MHz) je zisk 30dBi s šířkou svazku 9°.

Vyzářený výkon uplinku v pásmu 2400MHz při výkonu 8W na konektoru ozařovače byl 8kW EIRP. Musím přiznat, že v porovnání s ostatními stanicemi vyskytujícími se na transpondéru EsHail-2, patřil náš signál s odstupem signál/šum ≈ 26dB k jedněm z nejsilnějších:).

S takovouto anténou není přesné zaměření snadné. Zvláště pak v polních podmínkách, když byla parabola položena na zemi a pouze podepřena ocelovým nosníkem. Směrování se dělo zásadně ručně a pomocí SDR přijímače (AirSPY R2) jsme odečítali úroveň přijímaného signálu v aplikaci SDR#.
Na závěr připojuji několik obrázků z testování počas
Polního dne OK2KLD. Za pomoc opět děkuji Tondovi OK2JNX.

Na následujícím videu je záznam spojení s PY2RN ze São Paulo.

Testovací spojení OK2KLD <-> PY2RN ( São Paulo )

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

*

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..