122 GHz - 1.verze dle VK3CV

 V srpnu 2020 jsem obdržel od OK1TEH osazenou desku transvertoru VK3CV.  Ihned jsem ji začal testovat. Zatímco Míla OK1UFL ji instaloval načisto do krabičky , já ji měl připevněnou ke stolu a testoval .

 

Skoro každý den jsme s Mílou konzultovali pokusy. Na odkazu je uvedeno pár úprav .

 https://ok1em.blogspot.com/2020/08/122-ghz-dle-vk3cv.html

Byly prováděny pokusy s vestavěným TCXO 10 MHz.  Stav s originál TCXO je na odkazu.:

https://youtu.be/1RW-jEvdRd4 

Všimněte si , že na přijimači v klidu byl jen malý šum. Jak již bylo uvedeno v minulém odkazu , tak nežádoucí u tohoto radarového čipu je vlastnost, že signály od našeho hlavního kmitočtu , tedy při nastaveni  přepinače na kanále 2  má být 122250.100 MHz  nalevo i napravo jsou další kmitočty ve vzdálenosti cca 158 kHz . Důležité je, že náš žádoucí kmitočet na 100 musí mít nejvyšší amplitudu než jsou ty boční kmitočty. Každodenní pokusy ( 5 měsíců) , které jsme spolu s Mílou prováděli ukázaly , že ty boční kmitočty se nedají odstranit. Jsou charakteristické pro tento radarový čip. Nestabilitu u originálního TCXO  ostatní uživatelé částečně odstranili obalením izolací , aby jej  proud vzduchu neovlivňoval. 

Dále jsme zkoušeli různé formy zapojení . Jednak původní TCXO  buď s GPS nebo bez něj. Při dalších pokusech byl originál zapojen jen na PIC a do ADF byl zapojen externí oscilátor. Nakonec u mne zvítězilo použití externího oscilátoru pro PIC i ADF.   V první etapě to byl OCXO TRIMBLE 34310-T 10 MHz 12 V. Kmitočtově to bylo stabilní. Když jsem již chtěl vývoj ukončit, provedl jsem násilné testy na mikrofoničnost.. Tento typ se při důrazných poklepech choval jako pražské zvony. Normálně jsem to za ty měsíce nepoznal , neb jsem s ním vůbec nehýbal. V dalším jsem použil TRIMBLE 72234 10 kHz pro napětí 5 V. Řízení adjustačního napětí je provedeno stabilizátorem TL 431. Mikrofoničnost je u toho typu minimální.

 

 Kontroly a měření se prováděla pomocí stávajícího transvertoru a majáku 122 GHz postaveného dle DL2AM. Také bylo používáno SDR. Nejlepší bylo použití transvertoru s Bodnárem + FT857 s velkým S-metrem 120x120 mm. Později byl zhotoven  pro měření audio voltmetr dle K6ML viz schéma.

Krátce se zde zmíním o šumu při příjmu. V prvních testech byl minimální.. Později  při "pokusničení "  byl šum větší. Nejdříve padlo podezření na měnič DC/DC 12/ 5V , neb v předešlých testech po sáhnutí prsty na tlumivku se šum zvýšil o cca 3 S. Provedl jsem výměnu měniče za LM2940. Toto nepomohlo. Další podezření bylo na vlastní zesilovač IC 4  BGA 2817 .Na vstupu jsem odpojil kondensátor C3 2.2 pF. Ten velký šum skutečně pocházel  z IC 4.. Dále jsem se s tím nezabýval, neboť jsem použil jako zesilovač  IQ-combiner,  níže je schéma doplněné mými naměřenými hodnotami  na I/Q Outputs čipu TRA_120_002. Jde o schéma od SP stanic. Označení  některých součástek nesouhlasí s původním označením od VK3CV. Možná se to někomu bude hodit.

Během vývoje VK3CV bylo vydáno mnoho  schémat . Poslední platné schéma zapojení je uvedena jako Rev 11. 

Pro úpravu na externí TCXO je schéma zde:

 

Schéma pro externí oscilátor  od SP je zde:

 

 Vlastní  deska transvertoru VK3CV včetně I/Q combineru je osazena v malé AL krabičce.Na krabičce je 9 pinový konektor pro  spojení s PC , LED dioda TX/RX. Dále přepinač A/B. Ve spodní části je konektor pro výstup MF 144 MHz. Dále je zde 15 pinový konektor pro spojení s ovládací jednotkou . Nastavení kmitočtu nemám vyvedené na panel. Momentálně pro OK je tam nastavený  na poloze 2  kmitočet 122250.100  , na poloze 4 kmitočet 122250.240 . Při nainstalování nového FW je možno do polohy 0 nainstalovat vlastní kmitočet i  s případně jinou MF . Praktická pro nás je  stovka, neb zde není v závodě z dvoumetru velké rušení.

 

Ovládací jednotka je propojena s  malou krabičkou kabelem přes 15 pinové konektory. V ovládací krabičce je přívod napájení  12-13 V na měnič DC/DC 12/5 V. Tento napájí mikrofonní zesilovač s BC 847 pro elektretový mikrofon. Dále napájí vykonný audio zesilovač, který je použít jednak při vysílání majáku  i při vlastním klíčování CW. Zesílení je regulováno potenciometrem. Slyšitelnost je velmi dobrá i při vichřici. Je zde vestavěn oscilátor TRIMBLE 72234 .Tento je v krabičce s izolací. Na boku je vyveden jemný trimr pro případnou napěťovou  adjustací kmitočtu. U originálního provedení VK3CV bylo mnoho páčkových přepinačů. Určitě pro vývoj to bylo  dobré. Pro mne to bylo nepraktické a člověk aby měl tabulku , jak co a při čem přepnout. Mám zde nainstalovaný otočný přepinač. s polohou  maják, CW  a  FM. Maják vysílá naprogramovanou značku a zaklíčovaní nosné . Délka se dá nastavit. V poloze CW mohu vysílat , poslouchat příjem CW, SSB . Fonický provoz FM v poloze FM. Po stlačení tlačítka mikrofonu sepne relé uvnitř ovládací krabičky na zem PTT a A/B. Ve spodu krabičky je závit průměr 6 mm pro upevnění na stativ. Na ovládaci krabičce  je také na levé straně připevněna  pomocí magnetu červená krabička pro  měření náklonu. . Uvnitř je baterie. Po spuštění se časem sama vypne. Lze ji kdykoliv sejmout.

Jako parabolu jsem chtěl využít satelitní ofsetku průměr 60 cm. Již jsem chystal držáky a příslušenství. Bohužel zdála se mi velmi křehká  a nestabilní. Není taková pevná jakou používám na mých stávajících 122 GHz s dalekohledem PAB 6. A to jsem ještě loni vylepšil  zpevňovací hrany.

https://ok1em.blogspot.com/2012/06/parabola-uprava-pro-122-ghz.html

 

Míla našel na netu kempingový satelitní set i v krabici. Prodejce to měl na skladě jako ležák   a i cena byla velmi nízká. Tak jsem to pořídil. Hrubou úpravu jsem prováděl podle Míly.

 

Držáky kovové části paraboly jsem udělal  z nějakého pertinaxu . Parametry paraboly byly nejdříve počítány programem. Pro přesné ověření a zjištění   ohniska jsem čekal na slunečný den. Ten nastal 5.11.2020 po obědě. Později pro přesné nastavení jsem vyrobil takový směrový ukazatel. Pro správné umístnění jsem musel lehce vypodložit na jedné straně krabičku. Více foto.

 

                                    

Pro přesné zamíření na protistanici jsem pořídil na aukru velmi dobrý dalekohled. Jedná se o výrobek fy Bosile puškohled typ  6-24 x 56 EG , od   taukr . Dalekohled je dosti masivní.,  proto je pro něj vyroben držák viz fotky. Dalekohled se dá pomocí posunu nahoru či dolu orientovat a zaměření  zajistit šrouby s křídlovou matkou. Jemné dostavení vlevo či vpravo lze  provést justačnímy šrouby pod kryty na dalekohledu. Krabičku s ozařovačem lze posouvat dopředu i dozadu. Také nahoru a dolu. Zajištění je vždy dvěma šrouby. Přesně se dostaví na větší vzdálenosti.

 

 

Odkaz na video

 

https://youtu.be/9Sgp7bFtIFc

 

V konečné fázi jsem provedl porovnání zařízení při vysílání měřením  na externím mixeru pro 122 GHz. Výstup byl přiveden do analyzátoru HP 8559A. Zde byla nastavena lineární stupnice. Šířka pásma 10 MHz na dílek. Signál jsem nastavoval pro porovnání přes celou  stupnici  tedy délka 9 cm.

 

                                                           

122 GHz můj maják               - 19 dB

122 GHz VK3CV                   - 17 dB

122 GHz můj transvertor        - 39 dB

Ukázka: můj maják

Novinky:

Již několik měsíců probíhá z celé zeměkoule  objednávání nových dílů / MK1 MK2 / pro řízení VK3CV pomocí ARDUINA cestou GM4ISM.  

Na obrázku je testovací deska s kódem Barryho G8AGN s několika řádky navíc pro zobrazení 2 analogových stejnosměrných napětí. Připojená GPS je čínská deska Neo-6M, typ, který si zachovává nastavení (a tak se napájí 100kHz místo výchozí 1PPS) .

 https://ok1em.blogspot.com/2021/01/externi-mixer-pro-122-ghz.htm

 https://ok1em.blogspot.com/2021/02/test.html

https://ok1em.blogspot.com/2020/10/kontrolni-den-ok1ufl-122-ghz-vk3cv.html  

https://groups.io/g/The122GProject

https://www.youtube.com/watch?v=dYnzq5GzMdE 

Vlnovodný útlum 15 dB pro 47 GHz

Měření výkonu na kmitočtu 47 GHz jsem  dosud mohl provádět jen s HP 436 A sondou 100 mW v rozsahu 33 - 50 GHz.

Vzhledem k tomu, že jsou již k dispozici PA na větší výkony a já bych nerad odpravil 100 mW sondu, tak jsem se odhodlal vyrobit vhodný vlnovodný útlum. EBAY sice nějaké nabízel, ale ceny převyšovaly možnosti pro těch pár měření za rok. Jako základ jsem použil  část útlumového členu z mikrovlny Ericsson na 38 GHz  z holického šrotu.

Útlum je nastavitelný šroubem, kde do vyfrézovaného vlnovodu se podélně  zasunuje pohyblivá část.

 

 

Jako zdroj signálu na 47 GHz  jsem použil můj  100 mW maják. Provedl jsem jeho základní měření jen s krátkou doma vyrobenou vlnovodnou spojkou. Naměřený výkon byl 19,40 dBm tedy cca 86,8 mW. Dá se předpokládat , že spojka má  útlum cca 0,2 - 0,5 dB ,tak jsme skoro na těch 100 mW.

 

  

 

 

 

Když jsem atenuátor šroubovákem protáčel od minima k maximu výkon byl v rozmezí  od  - 10 dBm do 18,45 dBm . Tedy  minimální  útlum atenuátoru  včetně krátké spojky byl  1,05 dB. Atenuátor jsem nastavil  na 15 dB a šroubek zakapal barvou.

 

https://ok1em.blogspot.com/2009/05/majak-47-ghz.html

OK1UFL - 122GHz verze podle VK3CV

V průběhu roku 2019 Pribin OK1AHO obdržel nové číslo časopisu Dubus č.3 , v kterém byl popis nového zařízení na 122 GHz od Andrewa VK3CV/WQ1S. 

 

Článek Pribina zaujmul, proto jej okopíroval a poslal mi ho.

Po prostudování a několik vzájemných diskusích jsme se rozhodli do stavby pustit. Pribin požádal o pomoc Matěje OK1TEH s komunikací s Andrewem VK3CV/WQ1S

Jelikož odezva na článek v Dubusu byla ve světě veliká, rozhodla se parta kolem VK3CV a VK3XAX, zajistit výrobu PCB, osazených a zkontrolovaných desek,  antén horn a ozařovačů Chaparal. Založili k tomuto projektu internetové stránky na Groups,io s diskuzí.

https://groups.io/g/The122GProject/messages

 Pribin oslovil Edvina OK1EM, mne a Pavla OK1AIY.

Pavel prohlásil, „že by to již neunosil“ a tak jsme se rozhodli (AHO, EM, UFL) objednat po jedné desce osazené a jeden neosazený PCB. Objednání a komunikaci s VK3 zajistil OK1TEH s pomocí OK1DIX.

Vše se díky COVID 19 dost protáhlo a osazené i neosazené desky  dorazily z Austrálie do Čech v létě 2020.

 Začal jsem s výrobou mechanických dílů. Zařízení je vestavěno ve dvou skříňkách.

Malou skříňku pro vlastní transvertor jsem vyrobil z tvrdého hliníku.

Na větší skříňku jsem použil polovinu skříňky ze starého zesilovače kabelové televize,  kterou jsem částečně upravil. Přebytečné výstupky jsem odfrézoval, vyvrtal díry pro konektory a zhotovil vrchní desku.

 Po propojení všech vodičů jsem začal postupně zařízení oživovat. Zkoušel jsem to a porovnával proti svému již letitému transvertoru. Vše ze stolu na stůl. Velmi zajímavé a poučné bylo střídavé použití RTL SDR dongle a Software HDSDR, pro příjem z VK3CV Andrewa VK3CV/WQ1S a mého starého transvertoru.

Dále jsem hledal vhodnou parabolu. Nakonec jsem zvolil ofsetovou parabolu pr. asi 40 cm, která se prodává jako kempinkový set pro příjem SAT TV.

Vyrobil jsem držáky pro upevnění paraboly k nosné (větší) skříňce, malé skříňky transvertoru do ohniska paraboly a puškohledu. Držák malé skříňky transvertoru jsem později ještě upravoval.

 

 

 A je připraveno na první testování venku.

 

Poslední hezký podzimní den si říkal o využití.  A tak s pomocí Pavla OK1AIY jsme uskutečnili  první test venku.

https://ok1em.blogspot.com/2020/10/kontrolni-den-ok1ufl-122-ghz-vk3cv.html

 Parabola byla smontována „nahrubo“ umístění ozařovače nebylo správné, ale i tak byly výsledky dobré. Šlo především o odzkoušení paraboly a transvertoru na větší vzdálenost.

Během podzimu ještě asi dvakrát vysvitlo sluníčko a tak jsem toho využil k optickému nastavování paraboly.

 

 

   Dále následovala celá řada ověřování a zkoušení. Dále pak práce na zlepšení  stability kmitočtu. Původní dolaďování interního oscilátoru 10 MHz pomocí signálu 1PPS z modulu GPS je pomalá a vysílaný signál „plave“ až +- 1,5 kHz. Proto následovala úprava na externí stabilní oscilátor 10MHz. Zkoušel jsem teplotně kompenzovaný oscilátor  FMCM58997. Bohužel teplotní stabilita pro 122GHz již nevyhovovala.

 

Dále jsem zkoušel termostatovaný oscilátor TRIMBLE  5V ( z Ebay) zavěšený pomocí jednoduchého fázového závěsu na GPS (NEO8M) nastavený na 1MHz OUT. Teplotní stabilita byla výborná, ale na vysílaném signálu bylo namodulované rušení digitálního charakteru, pravděpodobně z GPS modulu. To se nedařilo odstranit.  

Poslední verze kterou jsem vyzkoušel, je oscilátor TRIMBLE  72344  5V v boxu z pocínovaného plechu s tepelnou izolací o tloušce asi 5 mm. Kmitočet je nastavený pomocí více otáčkového R trimru 10k.

UL je asi 2 – 3V. Dosažená stabilita kmitočtu je dobrá a vysílaný signál je čistý.

Příprava na další testy venku, které plánuji na jaro, až to počasí dovolí.

Pro usnadnění nastavování paraboly jsem si vyrobil „Audio-voltmetr“ podle K6ML.

Dále jsem vyrobil několik verzí ozařovačů, které lze snadno zaměnit.

 

Na Aukru se mi podařilo vydražit kvalitní puškohled 6-24X56EG. Ten jsem ještě doplnil nástavcem, který jsem vyrobil z „plechovky“ od nějakého deodorantu.

Pro první zkoušení jsem jako mezifrekvenční přijímač používal transceiver FT818.

Hledal jsem způsob jak zajistit, abych si nechtěně zavysílal a zařízení poškodil. Na ebay jsem nalezl docela zajímavý malý SDR přijímač s dotykovou obrazovkou. Je nabízen v několika různých verzích.

Jde o  50KHz-200MHz Malachite SDR Receiver 3.5" Screen Malahit Shortwave Radio Receiver

 

Jak jsem uvedl na začátku, měl jsem jednu čistou neosazenou destičku plošného spoje. Rozhodl jsem se destičku osadit a postavit si malou jednotku 122 GHz na testování. 

No a o tom příště.

Míla OK1UFL