Ci riprovo, dopo aver finito di addurre le scusanti
generiche, vorrei raccontarvi cosa ho/abbiamo combinato in questo quasi anno di
assenza da queste pagine… E’ anche vero che, come sostenevo nel post
precedente, aspettavo le “bocce ferme” ovvero di aspettare il “termine dei
lavori” ma è anche vero che lo sperimentatore è sempre in
work in progress
quindi provo a fare una sorta di riassunto delle prove, test, esperimenti e
giochi vari di questi ultimi periodi…
C’è anche da dire poi che, come capita spesso ai
Viaggiatori, è più bello, interessante, affascinante il viaggio della meta
stessa!
Tutta questa premessa per dire che in questi ultimi mesi ci
siamo dedicati a realizzare degli apparati atti ad effettuare il traffico, sia
in fonia che in ATV sul SAT geostazionario Es’hail per gli amici QO 100. Per
quei pochi che non sapessero di cosa si tratta ecco alcuni link,
quello tedesco,
quello
inglese,
IS0GRB e di alcuni
utilizzatori come
IK4RYB
Alessio i
I6IBE
Ivo…
Bando alle ciance, veniamo al sodo… prima di tutto si è
pensato alla ricezione.
RICEZIONE SAT QO 100
La banda di ricezione della stazione terrestre è quella dei
10 GHz ( precisamente da 10.489,550 a 10.499 MHz) e qui ci può tornare utile
tutto il materiale usato per la normale ricezione dei Satelliti TV commerciali,
dalla parabola all’ LNB… anche se con alcune considerazioni da fare.
Qui di seguito uno specchietto delle frequenze in gioco.
Considerando che l’ Oscillatore Locale dell’ LNB è di 9.750
MHz la IF (frequenza di uscita) l’ avremo intorno a 744MHz; si evince
facilmente che non ci sono apparati radioamatoriali su queste frequenze se non
scanner o chiavette SDR, oppure un'altra soluzione sarebbe quella di variare il
valore dell’ OL e portare l’ uscita su una banda radiantistica (per esempio 432
MHZ).
Io per semplicità (ed anche per testare più LNB e
sostituirli più facilmente in caso di guasto) ho scelto la prima soluzione
(lasciare intonso LNB).
Però (…c’è sempre un “però”) i normali ricevitori SAT
commerciali iniziano la loro banda di ricezione intorno ai 950 e terminano
circa a 2050 MHz quindi si rende assolutamente necessario un up converter per
poter convertire il segnale in questo range
di frequenze e poter così demodulare il segnale ATV in DVB-S/S2.
Schema a blocchi di una possibile soluzione
L’immagine qui sopra
riporta la mia prima idea, ovvero convertire il segnale proveniente dell’ LNB,
tramite un mixer ed un OL, scegliendo una opportuna frequenza, far si che
sfruttando sia la somma che la differenza (della conversione) si potesse avere
una uscita sia in VHF (144 MHz) per la fonia ed a circa 1340 MHz per l’ ATV.
Insomma prendere 2 piccioni con una fava… Piccola precisazione, anziché usare
uno splitter è più opportuno usare un diplexer per VHF, (UHF) e 23 cm (come è
stato fatto nelle prove sperimentali sul banco).
Altro “però”… non avendo un oscillatore disponibile a 595,
675 MHz (o meglio un quarzo :N disponibile) ho usato un OL che avevo a
disposizione in uno dei tanti cassetti…
La frequenza che avevo a disposizione era di 540 MHz frutto
di una precedente realizzazione su un c.s. dono della Sezione ARI di Modena per
la partecipazione ad un Simposio di qualche anno fa.
Schema a blocchi dell’ UP Converter di ricezione
Insieme all’ OL per effettuare una conversione si rende
necessario un mixer, nella fattispecie ho usato un TUF2, sempre, ovviamente, di
recupero. Nella porta di ingresso ho collegato il segnale proveniente dalla
parabola mentre la porta IF l’ ho collegata direttamente alle uscite verso i
ricevitori, SSB e TV SAT, avendo cura di disaccoppiare quest’ ultima con un
condensatore per evitare che la telealimentazione provochi dei problemi… Il
segnale di ingresso, proveniente dalla parabola, non va direttamente al mixer
ma attraversa un filtro di canale per TV terrestre (opportunamente riallineato
in banda), con guadagno unitario, che
ha la funzione di “ripulire” quanto giunge dalla antenna.
Altro particolare interessante è stata l’ aggiunta di un
commutatore a 3 posizioni per selezionare il valore di telealimentazione da
inviare all’ LNB e precisamente 12 volt per la fonia con polarizzazione
Verticale ed i 18 volt per l’ ATV per quella Orizzontale, la terza posizione
(quella intermedia) nessuna alimentazione sul connettore “F” per ingressi
provenienti da altre fonti che non necessitano di alimentazione. Per ricavare i
18 volt è stato usato un piccolo alimentatore step up cinese (non godono della
mia massima fiducia ma in questo caso è stato sufficiente).
Sono anche state ricavate due uscite prima del mixer per
inviarle alla chiavetta SDR ed all’ FRG 9600, non mi sono sbagliato sul disegno
ma effettivamente il segnale per lo scanner è stato prelevato in maniera
capacitiva, in maniera piuttosto “lasca” tanto il segnale era esuberante…!
Vista dell’ Up Converter in fase di assemblaggio
Come si evince facilmente, nella parte alta della foto è
sistemato l’ OL a 540 MHz, subito sotto il piccolo stampato del mixer mentre
nella parte bassa, aperto, il filtro di canale attivo, sintonizzato sulla IF a
circa 745 MHz, per finire, in basso a sinistra l’ alimentatore step up che
fornisce i 18 Volt per la polarizzazione orizzontale per la ricezione dell’
ATV, poi sui pannelli avanti e retro tutti i circuiti accessori come gli
ingressi le uscite, commutatore, interruttore, led ecc…
Primi test, l' angolo dell' ATV ed FRG 9600
Questa è una visione d’ insieme dell’ angolino della mia
stazione dedicato alla ricezione di QO 100, al centro troneggia un TV che funge
da monitor, a destra partendo dall’ alto, un paio di RX TV SAT, nella
fattispecie sto usando un DigiQuest 8010, sotto l’ FRG 9600 per la fonia,
ancora sotto lo “scatolotto” che ho descritto sopra, mentre i basso un vecchio
misuratore di campo per monitorare la uscita della IF.
Screenshot della videata di SDR Console
Mentre quella sopra è la schermata del software “
SDRconsole” che gestisce la chiavetta RTL Dungles; è questo forse il miglior
software per questo tipo di utilizzo, gestisce lo shift permettendoti di
leggere direttamente la frequenza del SAT, ma la cosa più interessante è che
permette “l’aggancio” della ricezione al beacon della telemetria sopperendo
così alla instabilità del PLL all’ interno dell’ LNB.
Screenshot della videata di DVB-S_gui
Altro software interessante, questa volta per gestire la
demodulazione dei segnali video (DVB-S2), è il
DVB-S_gui, programmino semplice
ma un po’ complicata la gestione di tutti i parametri, bisogna prenderci mano…!
Senza dilungarmi nelle spiegazione rimando all’ ottimo sito di Ivo I6IBE a
questo link.
Per una ricezione più “seria” della DATV su qualche prossimo
post.
Questo per sommi capi è stata la realizzazione dell' up converter per la ricezione del QO 100, tralasciando le tante prove, le avventure e disavventure e le interferenze della nota radio, interferente per antonomasia (che io ho a poco più di 500 metri)...!
TRASMISSIONE su QO 100
Viste le modalità di ricezione passiamo alla trasmissione ed
è proprio qui che si scatena la libido del Radioamatore e qui che si estrinseca
maggiormente l’estro e la creatività del vero OM; scherzi a parte, almeno
secondo me, la trasmissione ha decisamente un fascino particolare…ma veniamo
alla descrizione sommaria del convertitore in trasmissione!
La filosofia adottata è circa uguale e contraria a quella
del convertitore in ricezione l’ unica variante sono le frequenze in gioco, qui
si tratta di traslare un trasmettitore per le V o UHF sulla banda dei 2.4 GHz
che rappresenta la frequenza di ingresso del Trasponder del SAT QO 100.
Lo schema a blocchi qui
sotto riportato rappresenta la soluzione adottata nella mia
realizzazione.
Schema a blocchi del Up-Converter per QO 100
Come per la parte di ricezione anche in questo caso ho
adoperato tutto materiale “surplus”già presente nei miei cassetti, mensole e
scaffali…
Nello specchietto le varie possibilità sfruttando le vari
frequenze di IF in riferimento alle bande radiantistiche a disposizione, la mia
scelta è caduta sui 2 metri essendo riuscito a recuperare un quarzo a circa
quella frequenza.
Esaminiamo velocemente lo schema a blocchi, partendo da sinistra troviamo l’ingresso del TX in VHF
che viene subito chiuso su un carico da 50 ohm che poi, tramite un trimmer (non
rappresentato nello schema), va ad un mixer bilanciato tipo M1H della Macom,
componente molto interessante e versatile costituito da uno scatolino
connettorizzato con 3 SMA, si presta
bene a sperimentazioni veloci (per saperne di più
clicca qui), sulla seconda
porta entra OL a circa + 17dBm e sulla terza esce il segnale TX convertito a
2.4 GHz.
“Scatolino” dove è racchiuso il carico fittizio ed il
trimmer per la regolazione del livello della potenza verso l’ ingresso IF del
mixer.
Mixer passivo M1H (didascalia superflua… come si legge
bene dalla foto)
L’uscita del mixer attraversa un filtro passa banda in
cavità sintonizzato ovviamente al centro banda
dei 2.4 GHz che ha la funzione di eliminare la frequenza immagine e
quella dell’ OL, l’ oggetto è quello della foto sottostante…
Filtro in cavità, ritarato più in basso rispetto alla
frequenza stampigliata sul fianco…
Poi il segnale, si spera ripulito, fa un giro attraverso il
circolatore che in questo caso ha una doppia funzione, quella classica di
isolare e tenere l’ impedenza costante ma anche quella, se tolto il carico
sulla terza porta, iniettandoci un segnale di ricezione si può trasformare
tutto l’ ambaradan in maniera “reverse”, ovvero usare il sistema anche in
ricezione…
Dopo tutti questi giri il segnale va rimpolpato e questo
compito lo assolve un driver derivato da un vecchio strumento di misura che con
i suoi oltre 20 dB di guadagno è relativamente sufficiente a pilotare il PA.
(Anche se da caratteristiche di targa sembra "fuori banda" ancora 2,4 GHz mantiene un buon guadagno)
Nelle prime sperimentazioni ho voluto provare come
amplificatore finale (per gli amici PA) un modulo di provenienza “telefonica” poi ho optato per il
classico finale per WI-FI uno di quelli che prometteva potenze esagerate (8
Watt “cinesi”) che poi nella pratica arriva a poco più di 3 Watt…!
Nell’ immagine sovrastante mentre era in prova sul banco…
Manca ancora un accenno all’ Oscillatore Locale che, manco a dirlo,
è di provenienza surplus, ma surplus veramente, roba da ponte radio degli anni
70/80… però sembrava fatto apposta per la frequenza di uscita e per il quarzo
che avevo a disposizione!
OL lato Quarzo e moltiplicatori vari...
OL lato finale e filtro.
Il cristallo recuperato oscilla intorno a 125,250 MHz
che poi, moltiplicato per 18, arriva a 2254,5 MHz che sommato alla frequenza di
145,750 MHz generata da un RTX produce il valore della frequenza di ingresso al
trasponder del QO 100 pari a 2400,250 MHz (nuovo centrobanda “nb”a partire
dal 14/02/2020)
Come apparato di IF/modulatore in VHF ho usato sia il
classico FT817 Yaesu che l’ Elad Duo più trasverter SSB Electronics (regolando
la potenza in “QRP”, circa la stessa dello Yaesu) ottenendo risultati analoghi
(non ho ancora provato con Adalm Pluto).
Dimenticavo… alla fine del tutto ho inserito un isolatore,
ovvero un circolatore con sulla terza porta un carico fittizio, per compensare
eventuali disadattamenti di impedenza e/o dimenticanza di inserire un carico
adeguato in uscita (50 ohm).
Un paio di immagini nelle fasi di assemblaggio/montaggio e misure...
Da prove eseguite “al volo” questa configurazione è congrua per operare in SSB sul satellite,
nei test abbiamo utilizzato una parabola primo fuoco da 1 metro con illuminatore
costituito da un’ elica di 4/5 spire; per l’ ATV e relativi PA ne riparliamo…
alle prossime!