Aktualizováno 8.10.2017

      
 
   UHF Small Project: Hotelový minisetup pro 70 cm EME

Úvod


EME provoz je velice vzrušující. Abych si mohl poslechnout aktivity EME na pásmu 70 cm v době, kdy se na pásmu něco děje a jsem zrovna na cestách, potřeboval jsem anténu a zařízení, které bude splňovat tyto požadavky:

1. Na výšku půjde postavit v běžném hotelovém pokoji. Bude tedy dlouhá maximálně 2.2 metru, aby šla v místnosti opřít o zeď.
2. Maximální hmotnost bude kolem 1 kg.
3. Pro transport bude snadno rozebíratelná.
4. Silné EME stanice budou dekódovatelné se slušnými reporty.

Uvedené podmínky, zdá se, že splňuje anténa Diamond s 15 prvky. Jde o poměrně robustní anténu, kterou lze postavit u zdi v plné délce, lze ji rozdělit na dva kusy dlouhé asi metr dvacet. Anténa váží méně než 1 kg a lze s ní přijímat silné EME stanice, pokud provedeme nepatrné úpravy, ale hlavně, pokud použijeme LNA s mikrovlnným relé bezprostředně u zářiče antény.

Příprava

Pro letošní podzimní zkoušku jsem připravil úplně novou anténu Diamond. Odvrtal jsem nýty krabičky zářiče. Ty jsem nahradil šrouby s hlavou s vnitřním šestihranem (imbus). Z krabice jsem demontoval původní konektor a nahradil konektorem SMA pájeným na desku plošného spoje, která má otvory pro montáž na přírubu konektoru SO-239.

Na konektor SMA jsem připojil LNA dříve popsané konstrukce, který obsahuje anténní relé. Z venku má konektory pro RX, TX a napájení (tenký koaxiál s konektorem DB9):

 
Anténa v rozloženém stavu

Anténu v rozloženém stavu,  opřenou o zeď, vidíte na fotografii vpravo.

Pro experimenty v roce 2017 jsem použil původní LNA vidlácké konstrukce, který byl osazen MMIC typu SPF 5189. Důvod byl prostý - nestihnul jsem osadit nové LNA.

Nové LNA portable se vyznačují následujícími vlastnostmi

1. Jsou navržené pro dva typy MMIC (SPF5189 a GRF2051)
2. Jsou navržené s konektory SMA
3. Jsou navržené do pocínovaných krabiček rozměru 67 x 46 mm
4. K přepínání RX/TX slouží relé HF3 56
5. Ke stabilizaci napětí slouží lineární stabilizátor v pouzdře SO-8
6. K blokování nejsou použité elektrolytické kondenzátory, nýbrž keramické (kapacita 10 mikroF), deska umožňuje použít tantalový kondenzátor.
7. Indukčnosti MMIC ve vstupním i výstupním obvodu jsou vinuté.
8. Kapacita na vstupu LNA je typu ATC.

Anténa s LNA se v provozu montuje na fotografický stativ (bylo popsáno dříve) a kabely k RX/TX přepínači jsou tenké koaxiály typu H155:

  

Desky LNA zesilovačů (pro oba typy MMIC)
Obě desky mají stejné společné vlastnosti: stejný typ relé, stejné provedení stabilizátoru, stejnou konfiguraci blokovacích kondenzátorů, stejnou polohu SMA konektorů.
Oba LNA se liší v: použitém typu MMIC, rozdílné poloze zemnicích děr, rozdílném provedení indukčností L1 a L2 a rozdílné hodnotě C1 a R1.

Jak to poslouchá?

Schopnost dekódovat stanice EME záleží zejména na:
1. Nejnižší hodnotě šumového čísla LNA, kterého jste schopni dosáhnout v použitém zapojení.
2. Na útlumech, které si mezi anténu a LNA vložíte.

Výše popsané zesilovače využívají:
1. Vhodného výběru MMIC pro LNA. Např. typ Guerilla GRF 2051 dosahuje šumových čísel NF pod 0.3 dB.
2. Mikrovlnného relé, které je navíc součástí vstupního přizpůsobovacího obvodu LNA.
3. Principu, že zářič antény je zatažen téměř až do čipu. V malé stanici EME není ani centimetr koaxiálu mezi zářičem a čipem LNA !!!

O naměřených šumových číslech jsem psal už dříve. S MMIC SPF5189 (který se dobře montuje) lze docílit NF = 0.4 dB, s MMIC GRF2051 (které jsou velké jen 2 x 2 x 0.5 mm a montují se blbě) lze docílit NF pod 0.3 dB (měl jsem i 0.25 dB). Vyplatí se laborovat s nastavením Bias i vstupní indukčností a nešetřit na vstupním kondenzátoru C1 (používám ATC).

Domnívám se, že to neposlouchá až tak špatně. Popíšu tady, jak praktickou poslechovou zkoušku dělám:

1. Počkám si na nějaký závod, např. dneska byl ARRL contest.
2. Podívám se po pásmu, kde jsou silné stanice. Silné stanice jsou slyšet sluchem na příposlechu a vidět okem ve spektru WSJT-X. Některé stanice také na chatu HB9Q napíšou, kde dávají výzvu.
3. Když si projdu pásmo a zjistím, kde jsou aktivity, abych viděl, jaké stanice jsem schopen s tak malým setupem ještě dekódovat, najdu si jednu stanici, na kterou se naladím a delší dobu nechám puštěný příjem. Pokud se mi zhorší reporty o cca 3 dB, dosměruji anténu. Včera nebyla optická viditelnost měsíce, byl pod mrakem a pršelo mi do kožichu. Takže jsem vyběhl jen občas a azimut a elevaci jsem šteloval jen podle čárek (stupnic), které jsem si udělal na otočných dílech fotostativu fixkou.

Silné stanice mají vidět spektrum, lze je dekódovat, i když vysílají zrovna tam, kde máte i určitou úroveň rušení od některých silných pozemních stanic:

Na obrázku si všimněte, že stanice HB9Q vysílá výzvu ve spektru rušení. Její čára má ve spektráláku viditelný zobáček, ve waterfalls má viditelnou levou čáru. Takovou stanici jsem byl schopen s popsaným setupem dekódovat včera s reporty od cca -11 dB do -19 dB (horší nikdy nebyla), protože, když WSJT ukazoval -18 až -19 dB, tak jsem vyběhl dosměrovat anténu.

Na další obrazovce je jiný okamžik. HB9Q potvrzovala spojení stanici VK2FLR, kterou jsem neslyšel. Stanice VK2FLR zřejmě 3 x po sobě neslyšela stanici HB9Q, kterou jsem s popsaným minisetupem měl zrovna -15 až -16 dB:

Závěry

V uplynulém tříletém období experimentů s příjmem EME jsem se přesvědčil, že s malým setupem, který se vám vejde do hotelového pokoje, opřete si ho o zeď, rozložíte ho na díly ne delší než 1.2 metru a nezatíží vás více než několika kg (z toho anténa a LNA jen jedním kg), jste schopni po delší dobu a spojitě poslouchat dobře vybavené EME stanice. Přičemž nejde o jev náhodný, ale zákonitý a opakovatelný. V takovém případě se můžete také pokusit pokusit o QRPP QSO.

Domnívám se, že informace může být užitečná zejména pro ty hamy, kteří slaboučké EME signály JT65B ještě nepřijímali a potřebují vidět, jak jsou vlastně ty slaboučké signály slyšet, vidět ve spektru, jaká je úroveň na stupnici S-metru programu, kde jsou polohy ovládacích prvků úrovní signálu, atd. Snad to pomůže těm, kteří mají pouze dobré základní vybavení, byť jen s maličkou anténou a chtějí svůj setup prvně vyzkoušet, zda na něm signály EME zdekódují a tak ...

Poznámka

Nové typy LNA v malých plechových krabičkách určitě ještě popíšu precizněji, také je vyfotím, změřím. Tedy, pokud si kluci z klubu najdou čas a nějaké si sami vyrobí, abych neměřil jen mé prototypy.

TU 73, Mira, ok1ufc