Dnes jsem provedl zkoušku módu Q65-15 s vynikajícím výsledkem. Postupně jsem snižoval výkon TX na nejmenší možnou úroveň. SW WSJT-X improved detekoval se stoprocentní spolehlivostí veškeré signály. Ve spektru již nebyly viditelné stopy po signálu. Pouze u reportu jsem viděl, že úroveň signálu klesala. Úžasné. Všimněte si v tabulce, jak jsem snižoval výkon TX na SDR Conslole (s Adalm Pluto v mém setupu) z obvyklé hodnoty 30 procent (používám standardně pro FT8 QRP s RST vlastních signálů +3 dB) v krocích 10% až na 0% vysílaného výkonu. Report signálu Q65-15A klesl na cca -15 dB až -16dB, ale signál byl stále dokonale dekódovatelný.
Pro informaci ještě obrázek o tom, jak vypadá spektrum a vodopád signálu, který přijímám s reportem 0 dB:
Mód Q65-15A (T/R = 15 sekund, šířka A) lze provozovat na NB transpondéru s extrémně maličkými výkony. Protože používám Adalm Pluto v režimu VOX, provedl jsem na SDR Console několik důležitých nastavení. V Transmit Option jsem nastavil TX/RX RF Delay jsem nastavil TX on = 1 ms (viz vpravo). Pro RX a TX filtry jsem použil nastavení s méně strmými boky, protože mají nižší latenci signálu. Pokud jsem toto nastavení neprovedl, nebyl můj setup schopen dekódovat vlastní signály pro nastavený čas relace T/R = 15 sekund (asi už něco nestihnul) a dekódoval až od doby T/R = 30 sekund.
Pro první experimenty doporučuji používat T/R = 30 sekund, tedy mód Q65-30A, protože mi fungoval vždy spolehlivě.
Pro zjištění meze dekódování jsem se odladil asi 3 kHz nad silné stanice aligátorů, které vysílaly cca o 30 dB (1000 x) silnější signály. Na SDR Console to vypadalo nějak takto:
Moje slaboučké Q65-15A signály tedy již nebyly v panadaptéru SDR Console viditelné a splývaly s okolním šumem. Takové signály program WSJT-X spolehlivě dekóduje s reportem kolem -20 dB, což je pro můj maličký setup (parabola 40 cm/LNB Zircon 101) hodnota, při které mohu navazovat na předem stanovené frekvenci spolehlivě QRPP spojení.
Výkon můžeme dále snižovat. Můj setup, pokud jsem odladěn od FT8 aligátorů cca 3 kHz, dekóduje spolehlivě každou relaci do RSTR = -25 až -26 dB:
Těchto hodnot reportů se mi však nepodařilo docílit, pokud jsem měl silné signály FT8 aligátorů p propustném pásmu RX filtrů. Ve spektru Q65 již byly parazitní produkty, které snížily spolehlivou úroveň dekódovatelnosti někam k hranici RSTR = -20 dB. Foto screenu SDR Console, silné FT8 (o cca 25 dB silnější) jsou v levé části RX filtru, signály Q65 nejsou ve spektru SDR Console vidět:
Pohled na spolehlivé dekódování signálů Q65 pomocí WSJT-X. Při N Avg = 5 jsem signály ve vodopádu WSJT-X viděl (na kmitočtu 2800 Hz) a spolehlivě dekódoval. V ukázce jsem trefil RSTR = -18 až -19 dB:
Závěr
1. Mód Q65-15A je pro QRPP výhodným. Relace trvá stejnou dobu, jako u módu FT8 (15 sekund). Pro spolehlivé navázání a udržení spojení je potřebný vyzářený výkon asi 10x menší, než výkon použitý pro mód FT8. Signál je však poměrně háklivý na rušení spektrem, které vytvářejí stanice aligátorů kolem signálů FT8. Proto je zajímavější pracovat tak, aby signály FT8 byly ve stopbandu použitého filtru. Lze realizovat opravdu "stealth" spojení, která jsou při nízkých hodnotáh N Avg opravdu ve spektru a vodopádu neviditelná.
2. Mód Q65-30A jsem si oblíbil ještě víc. Relace sice trvá dvojnásobnou dobu proti FT8, ale mód je méně náchylný na rušení parazity blízkých a silných signálů FT8. Stealth spojení lze rovněž realizovat dobře a nastavení tohoto módu nebylo na mém setupu nijak kritické. Signály jsem dekódoval spolehlivě vždycky. Stačilo pouze snižovat výkon k hranici dekódovatelnosti. Potřebný vyzářený výkon pro spolehlivé Q65-30A QSO může být ještě menší, než při Q65-15A.
Výsledky mých prvních experimentů mne zaujaly. Zde dávám k dispozici příručku o módu Q65 (z webu Q65_Quick_Start.pdf (princeton.edu)), ve které jsou uvedeny podrobnější pokyny k nastavení programu WSJT-X a další informace (podrobnosti k jednotlicým submódům A, B, C, D, E, periodám relace T/R 15, 30, 60, 120, 300s), šířce pásma, mezerám mezi tóny (tone spacing), maximálním hodnotám MAX AP SNR, ...). Jednoduchými a časově nenáročnými experimenty jsem se přesvědčil o platnosti teoretických hodnot SNR, resp. Max AP SNR, ke ktrým jsem se přiblížil při duplexním příjmu svých signálů přes QO-100. Pro duplexní příjem mám spuštěné dvě instance WSJT-X, stejně, jako to dělám na satelitu při provozu FT8.
Na obrázku je vidět pomalé najíždění k maximálním hodnotám SNR. V minutě 7.57.00 bylo provedeno kontrolní zvýšení výkonu, protože se mi zdálo, že při regulaci výkonu SNR neklesá. Ale bylo to vlivem vysílání stanice FT8 na kraji pásma filtru. Záhy však s výkonem klesaly i reporty RSTR podle toho, jak jsem snižoval výkon TX:
Poznámky:
1. Pro provoz Q65-30A dodá potřebný výkon např. tento PA. Resp. dodá přebytek výkonu, pokud je buzen z Adalm Pluto, takže regulace výkonu prvkem Drive (SDR Console) je prováděna s maximální hodnotou Drive = 50 a signály Q65-30A začínají být dekódovatelné při Drive = 0. PA pracuje do paraboly o průměru 40 cm, samozřejmě, polarizace vertikální. Rovněž MMIC zesilovač s obvodem SZA2044 poskytuje přebytek výkonu.
2. Takže, pro provoz QRPP Q65-30A stačí maličké PA s obvody MMIC v pouzdrech SOT-89, včetně oblíbeného SPF5189. Vyzkoušeno, neuvěřitelné, ale s QO-100 to funguje.
3. Proto se mi hlavou honí několik námětů:
- vyzkoušet, zda pro provoz Q-65 nevyhoví TCXO s lepší stabilitou, instalovaný do Adalm Pluto místo původního; uvažuji o TCXO 25 MHz, abych mohl signálem živit i LNB,
- vyzkoušet LNB s up měničem napětí z 5V na 12V a s referenčním signálem 25 MHz odebraným z Adalm Pluto,
- použít PA s MMIC, s QRP výkonem kolem 40 - 100 mW (16 dBm až 20 dBm) a s napájením 5V,
- a celý tento cirkus napájet z USB rozhraní notebooku,
- tedy celkem 5 přístrojů (bez 40 cm antény): notebook, Adalm Pluto, LNB, PA a měnič pro napájení LNB; nebyl by to opravdický minisetup?
Podobně jako u FT8, daří se nám dekódovat signály na hranici SNR po dlouhou dobu. Dělal jsem následující experiment. Vysílal jsem delší dobu výzvu slabými signály. Občas jsem k zařízení přišel, obnovil timeout vysílače (Enable TX) a dotáhl jsem RIT, protože oscilátory satelitu mají kmitočtový drift:
Přijímané reporty RSTR se pohybovaly mezi - 21 až - 22 dB
a pokud na pásmu pracovala stanice FT8, klesly na -24 až -25 dB.
Nalezení signálů Stealth Q65-30A na pásmu
Nalezení signálů na pásmu je rovněž velice snadné. V programu WSJT-X je v
módu Q65 dekódované celé propustné pásmo, tak jak je zvykem např. v módu
FT8. Pokud odladíme přijímač mimo synchronizační pásmo, program slabé
signály nalezne, dekóduje a uvede jejich kmitočet. Viz levé okno:
Na pásmu se nic neutají, hi
Děkuji také za první SWL reporty (Thank you for the first SWL report):
I am setting my az/el rotator for eme, using QO100 for test signal.
Obecně předpokládám, že čisté signály si na pásmu příliš vadit nebudou.
Proto jsem vyčkal, až se objeví silnější FT8 stanice s čistým signálem.
Okamžitě jsem naladil svůj Q65-30A signál, který byl vzdálený od této
stanice 200 Hz do bezprostřední blízkosti nad signál FT8. Synchronizační
pás byl vzdálen jen 20 Hz vedle signálu FT8, který byl cca 40 x silnější
(o cca 16 dB). V tak malé vzdálenosti jsem předpokládal vliv fázového šumu
použitých zařízení jak na straně TX, tak na straně RX. Přijímaný signál
Q65-30A byl stále dekódovatelný, ale přijímané reporty byly různé.
Ve vzdálenosti cca 200 Hz: RSTR = -12 až -13 dB
Ve vzdálenosti cca 20 Hz: RSTR = -29 dB - viz obrázek:
Na transpondéru NB trvale pracují 3 majáky, které vysílají signály s poměrně vysokou úrovní. V době, kdy jsem dělal pokusy nebyl na SSB segmentech žádný pileup, jen poklidná komunikace několika stanic. Nejsilnější signály vyžene Leila. Na mém malém setupu si šumové pozadí poskakovalo někde mezi - 120 dB až -125 dB. Sledoval jsem desetimunutové intervaly vysílaného signálu. Přijatý report RSTR byl běžně dekódován hodnotou RSTR = -13 dB a ojediněle se tato hodnota zhoršila nebo zlepšila o 1 dB (viz tabulka vpravo). Při běžném provozním zatížení QO-100 se mi podmínky opravdu jevily jako velice konstantní.
