úterý 9. února 2021

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

sobota 30. ledna 2021

Externí mixer pro 122 GHz

Externí mixer pro 122 GHz

Když jsem začínal před mnoha lety na pásmu 122 GHz, tak jsem používal pro detekci signálu

Guun oscilátor s detekční diodou ve vlnovodu ze zařízení Telestar, viz odkaz.

https://ok1em.blogspot.com/2008/10/men-na-76-ghz.html

Práce s nastavováním a stabilita na 122 GHz byla velmi špatná. V té době byl velký „boom“ se stavbou zařízení na 122 GHz v OK. Nyní je velký zájem o zařízení na 122 GHz varianty VK3CV. Proto jsem si vyrobil externí mixer pro jejich analýzu na spektrálním analyzéru , včetně porovnávání se stávajícím zařízením.

Použil jsem vše, co jsem našel doma v šuplíkových zásobách. Jako základ je oscilátor typu PDRO fy CTI nastaveném na kmitočtu 13500 MHz. Výstupní výkon je cca 10 dBm. Napájení 12 V / 397 mA po nahřátí.

Jako vlnovodný násobič je použit typ S04-4206 OS5PO fy Endwave. Má jen jedno napájení 12V. Výstupní výkon na kmitočtu 40500 MHz je 18 dBm /cca 64 mW/ . Je velmi výkonný hodí se na vyšší pásma. Dále pokračuje vlnovodnými pravoúhlými koleny na vlastní mixer. Zde je použita dioda typu MAE 1317. Tento jsem zhotovil již v roce 2009. Výstupní kmitočet je cca 750 MHz . Je zde také měření funkčnosti diody.

Kmitočet IF je veden přes filtr 750 MHz provedeném na tištěném spoji na zesilovač / podle OK1UFL/ Použil jsem zesilovač s 3 kusy ERA 3 z upraveného holického šrotu. Napájení 10 V. Nastavením tohoto napětí se nastavuje zesílení. Normálně se mixer může použít i bez zesilovače, neb stačí jen jedna ERA 3.

Pár fotografií na dokreslení stavby. Je zde i porovnání signálů mého stávajícího majáku a VK3CV.

Signál VK3CV

Můj maják 122 GHz

https://youtu.be/Xu2hHVarYGE

OK1FPC v roce 2009 vyrobil stabilní externí mixer s kterým jsem také pracoval.

Externí mixer OK1FPC

Na popud OK1AIY v roce 2008 a nastavování velkého množství transvertorů pro pásmo 122 MHz/ pro OK a SP stanice/ jsem postavil tento mixer. Neustále dolaďování oscilátoru kleštěmi bylo při měření dosti nepříjemné a ani člověk nevěděl v té spleti čar na spektrálním analyzéru , která je pravá. Přemýšlel jsem co s tím a po chvíli hledání na půdě jsem našel několik inkurantních dílů, ze kterého to bylo celé zhotoveno. Nechal jsem se inspirovat originálním zapojením od firmy TELESTAR, které jsem přivezl z kovošrotu.

Popis činnosti:

Celá jednotka AFC obsahuje dvě nezávislé PLL smyčky. Jedna smyčka dolaďuje VCO na kmitočet 4519,2 GHz. Kmitočet VCO je nastaven pevně v jednotce PLL. Jednotka je řízena xtalem 10 MHz. Devátá harmonická AFC reference z VCO je směšována se vzorkem vysílaného kmitočtu z Guun oscilátoru na AFC IF signál s kmitočtem 400 MHz. VCO je nastaven tak, že devátá harmonická je nad požadovaným kmitočtem Guun oscilátoru.

Druhá PLL smyčka řídí kmitočet Guun oscilátoru tak, že dolů konvertovaný AFC signál je fázově zavěšen na 400 MHz. Napájení celé jednotky je 12 V. Guun oscilátor je napájen + 5V ze spínaného zdroje kvůli minimalizaci odběru proudu ze zdroje.

Na panelu je indikován proud směšovací diodou MA1317, který je asi 14 mA. Výkon z Guun oscilátoru je cca 100 mW.

Nastavení kmitočtu Guun oscilátoru:

Po zapnutí se rozsvítí zelená LED na jednotce PLL signalizující zavěšení VCO. Kmitočet je pevně nastaven na 4519,2 MHz.

Otáčením šroubu Guun oscilátoru proti směru hodin postupně zvyšujeme kmitočet, až dojde k zavěšení – je signalizováno zelenou diodou. Nastavíme ladící napětí na 6 V. Měříme na nezapojeném pinu na jednotce PLL. Guun oscilátor je zavěšen na kmitočtu 9 x 4519,2 – 400 tj. 40272,8 MHz.

Pokud budeme otáčet ladícím šroubem dál proti směru hodin, zavěsí se gunn oscilátor na kmitočtu 9 x 4519,2 + 400 tj. 41072,8 MHz , což je nežádoucí.

Signál o kmitočtu 40272,8 se násobí 3x v externím směšovači. S přivádějícím signálem vzniká IF 1432 MHz. Signál se mi klepal a byl „ chlupatý“. Odstranit se mi to podařilo vylepšením ořezání – zpomalení rychlostní smyčky. Kmitočet je stabilní a nemusíme stále kleštěmi otáčet ladícím šroubem na oscilátoru a tím neustále dohánět pík na spektrálním analyzéru.