Mikrowellentechnik für das 24 GHz Band
@ OK1AIY, OK1UFL
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1948 kam der Gedanke, für das 24 GHz Band (1.25cm) gemeinsam mit OK1MWD ein Gerät zu bauen. Damals konnte man im 10 GHz Band schon in jedem Contest gut arbeiten, bei guten Bedingungen gelangen Verbindungen über hunderte Kilometer. Erfahrungen im 3 cm Band hatten wir also, aber die Bauteile, die im 10 GHz Band verwendet wurden, waren für Wellenlängen um 12,5 mm unbrauchbar. In erster Linie fehlten Hohlleiter (R220), die bei uns niemals hergestellt wurden, man konnte sie auch in den Nachbarländern schwer finden und waren entsprechend teuer. Leitfaden für den Bau fanden wir wieder im DUBUS (DB6NT).
Die Konzeption wie im 3 cm Band – Quarzoscillator im kalten Thermostat, eine Kette Vervielfacher und Verstärker, nachher wieder Varaktorvervielfacher und am Ende eine Varaktormischstufe, in der 145 MHz zugemischit wird. Für Empfang eine Mischstufe mit Schottkydiode und Zwischenfrequenzverstärker mit guten Rauscheigenschaften.
Ende 1987 war das Gerät elektrisch und mechanisch soweit fertig, daß mit praktischen Versuchen begonnen werden konnte. Erst haben wir die Frequenzen der Oscillatoren gemessen und ausgerechnet, bei welcher Zwischenfrequenz wir uns finden. Beim ersten Versuch haben wir beide Geräte mit einem Stück Hohlleiter verbunden., damit wir uns später im Band finden. Zum Glück gelang alles und wir konnten nun mit der Optimierung beider Geräte anfangen. Kurz darauf konnten wir das Hohlleiterverbindungsstück entfernen und eine Hornantenna anschalten. Von einem Arbeitstisch zum anderen gelang das erste SSB QSO zwischen OK1MWD und OK1AIY/P. Es war der 5. Dezember 1987 in Jièín. Für einen Contest waren die Geräte noch nicht geeignet, später bauten wir neue Geräte, bestückt mit GaAs Fets.
Weil bei dem Bau neuer Geräte schon die alten existierten, gab es keine großen Schwierigkeiten mit dem Optimieren. Jeder Schritt konnte mit dem anderen Gerät verfolgt werden. Eine erste größere Entfernung wurde beim QSO mit OK1UFL am 1.1.1989 überbrückt. Es folgte noch viel Arbeit bei Verbesserungen, aber 1989 konnten schon bei jedem Contest QSOs gearbeitet werden. Das Blockschaltbild zeigt das nächste Bild:
Kurz danach kamen Verstärkerstufen dazu, die mittels einem Hohlleiterschalter dem Empfangs- oder Sendeweg dienten. Die Herstellung des Schalters war sehr anspruchsvoll. Das Umschalten geschah von Hand, obwohl manche einen Servoregler (Modellbau) zu diesen Zweck benützten.
Siehe die nächsten Bilder:
Es sind hier mehrere Verstärkerstufen hintereinander geschaltet. Wenn das Gerät genügend stabil arbeitet, konnten bis 8 Stufen verwendet werden. Man muß daran erinnern, daß damals noch keine speziellen Schaltkreise für dieses Band existierten. Mit GaAs Transistoren aus der Fernseh-Satellitentechnik konnte aber doch 40 mW Leistung erreicht werden. Das genügte für viele QSOs, z.B. mit DB6NT, Y24IN/P, OE5VRL/5 und SP6GWB/6.
Eine Beschreibung dieser Geräte erschien in der Zeitschrift Radioamatérský zpravodaj 11-12/1989. Die nächste Verbesserung war eine subharmonische Mischstufe MK2 nach DB6NT. Dabei konnte die LO Frequenz halb so groß sein (12GHz).
Die Konstruktion der Mischstufe MK2 erlaubt einen einfachen Betrieb. In der Grundkonfiguration brauchte man kein Antennenrelais und eine Erweiterung um Verstärkerstufen für RX und TX war sehr einfach. OK1UFL hat so ein Gerät gebaut. Er hat wieder ausgeschlachtete Bauteile, wie GaAs Halbleiter und andere SMD Bauteile benützt.
Zu dieser Zeit konnte man viele Erfolge verzeichnen, es erschienen neue Stationen und unser erstes Gerät wird umgebaut – so enstand die Bake OK0EL.
Dann kam aber die IARU Konferenz vom 28-29.2.2004 in Wien und die Frequenz 24192 MHz wurde in 24048 MHz, also um 144 MHz tiefer geändert. Es war gar nicht so einfach für uns, einen neuen Quarz zu finden, schwierig waren Eingriffe in den Oszillator und so weiter. Deshalb haben wir ein ganz neues Gerät gebaut, ein Gerät der 3. Generation:
Im Oktober Contest der Region 1 IARU – Sektion UHF – SHF 2005 haben bei uns 20 Stationen teilgenommen. Für den Gerätebau in der hier beschriebenen Zeitspanne gab es fast keine Auswahl von Bauteilen. Heute, nach zwanzig Jahren, ist die Situatzion ganz anders.
Verschiedene Dienste arbeiten in den Frequenzabschnitten 21.5-23.7 GHz und 25.0-26.5 GHz.
Dabei werden die in diesen Diensten benützten Geräte von Zeit zu Zeit erneuert und die demontierten Einrichtungen können für Funkamateure mit einer Menge von brauchbaren Bauteilen sehr nützlich sein.
Noch etwas aus unseren Erfahrungen. Im 24 GHz Band ist die Arbeit vergleichsweise mit dem 10 GHz Band viel schwieriger Dort, wo ein 3 cm Signal noch gut durchkommt, gelingt mit dem 1.25 cm Signal keine Verbindung. Die Absorbtion durch Wasserdampf und Sauerstoff ist hier viel höher, siehe die nächste Tafel:
Noch schlimmer ist Regen im Signalweg zwischen den Stationen. Die Auswirkung von Regen siehe die nächste Tafel:
Zum überbrücken größerer Entfernungen muß man also günstiges Wetter wählen, am besten kältere und trockene Tage
Die Antenne ist wohl der wichtigste Teil der Einrichtung.
Eine gute Antenne ist die Grundbedingung zum Erfolg. Das gilt für alle Frequenzen, doppelt aber für Mikrowellen. Man sagt, eine große Schüssel ist eine große Waffe, aber auch große Sorge. Damit ist die Ausrichtung gemeint, wo 1 Grad schon den Verlust der Verbindung bedeute kann.
In der nächsten Tafel ist der Zusammenhang zwischen Durchmesser, Gewinn und Strahlwinkel zu sehen. Bei einem genauen Parabolspiegel kann nicht erwartet werden, daß man ein Signal bei Richtungsfehler von einigen Grad empfangen kann. Die Genauigkeit der mechanischen Konstruktion kann mittels eines Laser-Gerätes nach N6CA festgestellt werden. Dieses Gerät hat OK1UFL nachgebaut.:
Quelle der Informationen: OK1UFL, OK1AIY
In die deutsche Sprache übersetzte: OK1FT
Èeská verze