Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 10.
@ OK1AIY
____________
První pokusy v pásmu 122 GHz
Pásmo 122 GHz je v porovnání s ostatními vlastně nové. Konference IARU ve
Vídni 28. – 29. 2. 2004 jak se říká „zamíchala karty“ a výsledkem bylo několik
podstatných změn. U některých pásem se změnily kmitočty a hlavně zaniklo pásmo
145 GHz. Přibyla dvě pásma nová, 122 a 134 GHz, jak je patrné z tab. 4. V
následující tab. 5 je kmitočtový plán pásma 122 GHz, začátek je na 122,250 GHz,
kde je soustředěn provoz SSB a CW.
Protože kmitočtový rozdíl od původních 145 GHz nebyl tak značný – (pouhých 23 GHz),
nabízela se rekonstrukce původního transvertoru. (Ten byl ale mezitím poupraven pro
pokusy na pásmu 241 GHz – což bude vysvětleno později.) Nebylo ani účelné vyrábět pro
první pokusy transvertory od začátku nové, takže došlo na úpravu stávajících dílů.
Znamenalo to nové krystaly do oscilátorů a hlavně přeladění „bloku násobičů“ MKU12LO
od DB6NT, který naději na úspěšný zásah ani nedával. To se za cenu poněkud menšího
výkonu nakonec podařilo. Další díly se obešly bez úprav, i vlnovod (nerezová kapilára
o průměru 1,5 mm) vyhověl. Blokové schéma je na obr. 387. Praktické provedení
transvertorů již na stativech, připravené k prvním pokusům, je na obr. 388.
Čtenáři možná toto povídání připadá jako „bajka“, ale ve skutečnosti to znamenalo hodně
práce. Odpovídající přístroje jsme k tomu samozřejmě neměli, ale výhodou byly
zkušenosti právě z pásma 145 GHz i z pásem nižších. Ten postup používáme stále stejný
– změřit přesně kmitočet oscilátorů a násobilka funguje stále stejně... Důležité je seřízení v
dílně, nezbytné spojení z jednoho stolu na druhý a pak už je možné pracovat na větší
vzdálenost v terénu (obr. 389).
Popsaný transvertor podle DB6NT je ten nejjednodušší a
výkon je patrně v řádu jednotek mikrowattů, takže s nějakou větší vzdáleností ani nelze
počítat. Také je podstatný objem vodní páry ve vzduchu, příznivější je chladné
a jasné počasí, kdy jsou vodní páry zkondenzované, takže pohlcení vf energie je menší.
Tak tomu zrovna 2. 8. 2006 nebylo, ale první SSB spojení na vzdálenost několika set
metrů proběhlo obdivuhodně dobře. Ta byla následně protažena až na 1,2 km,
ale to už se muselo pracovat telegraficky .
Tab. 4. Rozdělení kmitočtů po konferenci ve Vídni (2004):
Tab. 5. Rozdělení pásma 122 GHz:
Obr. 387. Blokové schéma transvertoru 1. generace pro pásmo 122 GHz:
Obr. 388. Zařízení 1. generace pro pásmo 122 GHz:
Obr. 389. První pokusy na 122 GHz. Podle louhového akumulátoru na stole
je patrné, že to bylo již dost dávno:
Další transvertory pro pásmo 122 GHz
V popisovaném období zhotovili transvertory pro pásmo 122 GHz první generace rovněž
OK1EM a OK1JHM (obr. 392a 393). V létech 2006 až 2008 pracoval Philipp, DL2AM, na
nové verzi transvertorů. Okřídlené heslo, že „pokrok nelze zastavit“, se zde projevilo v plné
míře a byly k dispozici také nové součástky. V první řadě to byly nové typy diod jak pro
směšování, tak i násobení. Rovněž profesionální násobič (3x i 4x) CMA382400AUP,
umožňující získat až 100 mW výkonu v pásmu kolem 40 GHz. DL2AM tomu věnoval velké
úsilí a také k tomu měl příslušné měřicí přístroje, takže transvertor, který popsal v časopise
CQ-DL, dával již celé desítky mikrowattů výkonu při SSB a „maják“ jako pomůcku
poskytující už 0,5 až 1 mW výkonu při provozu CW.
V tomto období se do konstrukcí pustil s profesionálním přístupem i Aleš, OK1FPC
(obr. 394). Podařilo se zakoupit potřebné diody (což nebyla zrovna jednoduchá záležitost)
a v rámci zaškolování na lepičce a kontaktovačce čipů (manipulátor od firmy „West Pond“)
je správně „namontovat“. (Že to někdo dokáže udělat i doma na kuchyňském stole, je
skutečně obdivuhodné.) Jednotlivé díly byly neméně tak dokonalé jako od DB6NT a byla tu
příležitost k inovaci i starších zařízení pro pásma 47 i 76 GHz.
Dalšího zlepšení se na těchto pásmech dostalo i majákům OK0EA, OK0EL a také
SR6GHC a SR6KHC, které velmi usnadnily další experimentování. Na pásmu 122 GHz to
vedlo ke konstrukcím „2. generace“ – zařízení přibývalo (obr. 395 až 398) a dík
oscilátorům typu DF9LN od OK1UFL byla i stabilita vyhovující. Bylo to patrně to nejhezčí
období, do kolektivní práce byla chuť a také se – jak se říká – „dařilo“. Spojení se na
krátké vzdáleností vedla dobře, na delší spojení to zatím nebylo, takže soutěžní qso byla
tak do sousedního „čtverce“. Naše nové konstrukce druhé generace měly tzv. „maják“ na
jednom stativu s transvertorem, jejichž antény mířily souhlasně. Dobrý nápad od OK1UFL
umožňuje přesné nasměrování na větší výkon majáku od protistanice a pokračovat dál již
provozem SSB.
Podrobněji je to popsáno v konstrukcích pro pásmo 76 GHz. Při našem spojení s
OK1UFL mezi Beneckem a Kozákovem dne 26. 9. 2009 na vzdálenost 22 km (obr. 399 a
400) jsme tuto možnost s výhodou použili.
Obr. 392. Eda, OK1EM, při závodě Dobré počasí je předpoklad úspěšné práce:
Obr. 393. Transvertor OK1JHM pro 122 GHz 1. generace:
Obr. 394. Aleš, OK1FPC, v dílně (rok 2007):
Obr. 395. Transvertor OK1EM pro pásmo 122 GHz:
Obr. 396. Transvertor OK1EM – pohled z boku.
Toto provedení umožňuje rychlou výměnu transvertoru pro nižší pásmo k přesnému nastavení:
Obr. 397. Pohled na transvertor OK1EM pro pásmo 122 GHz ze strany ozařovače:
Obr. 398. OK1EM u zařízení pro pásmo 122 GHz. Tentokrát počasí nepřálo:
Obr. 399. OK1UFL 26. 9. 2009
Spojení Kozákov – Benecko na 122 GHz. Vpravo je zařízení pro pásmo 47 GHz pro hrubé nasměrování a domluvu:
Obr. 400. QTH Kozákov, 26. 9. 2009
Počasí pro 122 GHz zrovna příznivé nebylo – vysoká vlhkost vzduchu :
Pásmo 122 GHz u sousedů v Polsku (přesněji v SP6)
Zařízení pro pásmo 122 GHz přibývalo i v sousedním Polsku. Na obr. 401 jsou 3
soupravy, vyzkoušené při setkání na Třech Studních v r. 2009.
Standa, SP6BTV (obr. 402) se s takto vysokým kmitočtem naučil pracovat u OK1UFL v
Jilemnici, kde se postupně zařízení oživovala, a seznámil se se všemi záludnostmi, které
by se mohly vyskytnout. Posléze zapojil do práce celou rodinu. Organizoval expedice do
lokalit, odkud bylo možné navázat spojení se sousední zemí – spojil se s některým z
místních, a když ten zařízení pro určité pásmo neměl (a tomu tak zpravidla bylo), tak mu
zapůjčil jedno ze svých.
Jedna z velmi povedených expedic byla sice o rok dříve (v srpnu 2008), tedy jen na 24, 47
a 76 GHz mezi Polskem, Slovenskem a Českou republikou. Z OK se akce zúčastnil Míla,
OK1UFL. Expedice je dobře zdokumentovaná, takže stojí za to se o ní alespoň krátce
zmínit. Zvolili strategické místo, kde se hranice všech tří zemi stýká, a spojili to se
setkáním s místními OMs, kteří mají v blízkosti chatu (obr. 403). Byla to příležitost udělat
několik prvních spojení, je to patrné na obr. 404). Příležitostné setkání mělo srdečný
průběh a radost z povedené akce byla také příslušně oslavena (obr. 405).
Standa, SP6BTV, byl dobrý kamarád, vynikající organizátor a příkladný nadšenenec. Žel,
jeho náhlý odchod přerušil zdárně se rozvíjející aktivity.
Obr. 401. Tři nová zařízení pro 122 GHz na setkání Tři Studně 2009
Obr. 402. Standa, SP6BTV, při provozu (SK květen 2009):
Obr. 403. Pohoda na chatě u OM6TX:
Obr. 404. Taktické QTH vhodné pro vzájemné spojení na mikrovlnách mezi třemi zeměmi:
Obr. 405. Standa nezapomněl na nic; vypracoval přesný itinerář i nechal vyrobit památeční
ceduli:
Radioamatérské pásmo 122 GHz na Moravě
V r. 2007 se do stavby pustili i známí konstruktéři z pásem 47 a 76 GHz. Milan,
OK2IMH, to „okouknul“ přímo v dílně u DL2AM, který ochotně zapůjčil jeden z
transvertorů pro experimentování. To už ale Pavel, OK2VJC, s Petrem, OK2ULQ, a
Edou, OK2BPR, pracovali na nových transvertorech (obr. 406 a 407). Práce to
nebyla jednoduchá, ale v dobře fungujícím kolektivu to jde všechno lépe, a tak
po krátkém čase už zařízení postupně „ožívala“ v dílně a po delší době i na
krátké vzdálenosti v terénu (obr. 408 až 412). Postupným zlepšováním se
vzdálenosti prodlužovaly a bylo možné zařízení nasadit i v závodě. To se
uskutečnilo při UHF kontestu v říjnu 2008 se stanicí OK2KYC na vzdálenost 4,8
km (obr. 413). A protože sousední země – Slovensko není tak daleko, přemýšlelo
se i o prvním spojení...
První spojení s nějakou novou zemí je pro aktéry vždy
„svátkem“ – (ať je to na kterémkoliv pásmu), a tak se hledala vhodná trasa,
odkud kam to bude možné. Důležitá byla přímá viditelnost, aby to nebylo příliš
daleko a bylo tam možné vyjet autem. Taková trasa se po delším hledání našla,
a tak 18. 8. 2009 proběhlo první spojení OK2IMH/p s OM/OK2VJC/p na vzdálenost
3 km.
Obr. 406. Parabola pro pásmo 122 GHz u OK2VJC s transvertorem:
Obr. 407. 122 GHz, detail transvertoru v ohnisku paraboly u OK2VJC:
Obr. 408. Desítky hodin práce a testování OK2ULQ, OK2VJC a OK2IMH:
Obr. 409. Kontrolní den na zahradě u OK2VJC, u transvertoru vlevo je Petr, OK2ULQ:
Obr. 410. OK2IMH v dílně:
Obr. 411. Zleva: OK2VJC a OK2ULQ:
Obr. 412. Eda, OK2BPR (SK 2020) zkouší směrování paraboly pro 122 GHz:
Obr. 413. UHF kontest 2008. Zdeněk, OK2BUC, za OK2KYC ve spojení s OK2VJC na 4,8 km:
Foto 414, 415 a 416 níže zobrazuje první spojení OK – OM v mikrovlnném
pásmu 122 GHz, které se podařilo 18. srpna 2009. OK2IMH
to podrobně popisuje na svých webových stránkách:
Ze zkušenosti víme, že
takové vhodné místo je mnohdy obtížné najít, a často nezbude, než qso navázat
přes hraniční přechod nebo v jeho okolí. Je to nejjednodušší, protože je to
přístupné po běžné silnici autem. Přísným pohledem DXového hama to sice moc
estetické není, ale je-li zařízení pro vysoké kmitočty v počáteční fázi vývoje
a výkon je jen nepatrný, bývá to jediná možnost.
První spojení dodalo chuti do dalšího zlepšování tří zařízení, která již byla
funkční, protože byly k dispozici nové součástky, které se pro další
zdokonalování přímo nabízely. Byly to oscilátory MKU LO 8-13 od DB6NT (obr.
417), namontované do úhledné skříňky (obr. 418). A později v r. 2019 další
velmi užitečné hotové díly – oscilátory typu „BODNAR“ řízené GPS. Tím odpadá
jedna z dalších „neznámých“ – přesný a stabilní pracovní kmitočet. To usnadní
další pokusy. Oscilátor řízený GPS pod názvem BODNAR je možné naprogramovat v
rozmezí kmitočtů od 400 Hz do 810 MHz. Výstupní výkon je nastavitelný ve třech
rozsazích zhruba od 6 do 20 mW. Součástí je přijímač GPS s magnetem pro
uchycení. Funguje ale i v místnosti blízko okna, aby „viděl“ alespoň na nějaké
satelity na obloze. Je na obr. 419 a pohled do té „magické krabičky“ je na
obr. 420. Podrobnější informace na adrese:
Obr. 414. Pavel, OK2VJC, při prvním spojení OK – OM v pásmu 122 GHz:
Obr. 415. Šipka ukazuje na stanoviště OM/OK2VJC/p:
Obr. 416. Stanoviště Milana, OK2IMH/p:
Obr. 417. Pásmo 122 GHz: Montáž oscilátoru MKU LO 8-13 PLL od DB6NT:
Obr. 418. Oscilátor MKU 08 až 13 GHz ve skříňce; vpravo je konektor pro přívod 10 MHz z GPS:
Obr. 419. Programovatelný oscilátor BODNAR (400 Hz až 840 MHz) řízený GPS:
Obr. 420. Programovatelný oscilátor Leo Bodnar řízený GPS (pohled na desku s plošnými spoji):
Dalšími stanicemi, aktivními v každém závodě, jsou otec a syn Loosovi, OK2QI a
OK2LL (obr. 421). Podstatné části transvertorů jsou od OK1FPC, jednou anténou
vypomohl OK1EM a montáž do vhodných skříní je vidět na obr. 422 a 423. Maják –
jako nezbytná pomůcka – je na obr. 424. Vzdálenost z vrcholu Pradědu, kde má
OK2QI pronajaté QTH/p, do města Jeseníku, kde má stálé QTH, je ale značná (i
pro pásmo 76 GHz), takže se zatím soutěžní spojení odbývají na kratší
vzdálenost asi 2 km – OK2LL se přesunuje na parkoviště Ovčárna pod Pradědem.
Na obr. 425 je Luboš, OK2LL, s jedním z transvertorů.
Technika jde dopředu opravdu velmi rychle a je tu další novinka. Profesionální
radarový modul pro motorová vozidla, která budou v budoucnosti jezdit i bez
řidiče. Stavebnice od VK3CV umožňuje v pásmu 122 GHz provoz CW a FM s výkonem
asi 0,5 mW. Uvnitř nepatrného čipu je kromě fázového závěsu i dvojitý anténní
systém a předzesilovač pro RX. Potřebné komponenty mají možná už stovky
konstruktérů ve světě a techniku montáže vzájemně konzultují na internetu. U
nás je již několik zařízení čerstvě funkčních; po testech už jsou známy první
výsledky a budeme se jim věnovat v příštích dílech našeho seriálu. Je to další
krok kupředu. Podrobnější informace již nyní jsou na stránkách OK1EM.
Obr. 421. Zařízení OK2QI a OK2LL pro pásmo 122 GHz:
Obr. 422. Transvertor OK2LL. Pohled zepředu:
Obr. 423. Pohled na transvertor OK2LL zezadu:
Obr. 424. Maják jako nezbytná pomůcka při experimentech v dílně:
Obr. 425. Luboš Loos, OK2LL, syn Františka, OK2QI:
Pásmo 122 GHz – konstrukce VK3CV
Čtenář mnohdy vnímá tento seriál jako „historické dílo“. Nemyslím, že je to zase tak moc
historické, když v popisu jsou i konstrukce nebo události jen několik let nebo měsíců staré.
I když je pravda, že pokrok jde dopředu skutečně velmi rychle a co se stalo před jedním nebo
několika léty, se v očích moderní společnosti jeví jako „celá věčnost“. Jde spíš o srovnání, jak
se pracovalo před desítkami let, kdy vhodných součástek a příslušných pomůcek bylo pomálu
a radioamatéři (promiňte mi to slovo) „masově“ tvořili a vyráběli funkční přístroje. Otázkou spíš
je, zda dnes, když je levně k dispozici množství částečně nebo i zcela hotových dílů, je toho
používáno v současných konstrukcích. Další popis ukazuje, že ano a ušetří to konstruktérům
množství času i práce. Příkladem je již zmíněná „celosvětová akce“ – výroba transvertoru podle
VK3CV s využitím profesionálního čipu pro automobilový průmysl (obr. 430 a 431).
Na internetu probíhá „diskusní fórum“, kde si konstruktéři vzájemně vyměňují zkušenosti:
Taktéž na webových stránkách OK1EM je možné se o
tom podstatné informace dočíst:
Probíhající akce dává naději na dobré výsledky, které se v kolektivním pojetí zajisté dostaví –
umožní dělat na tomto obtížném pásmu delší spojení a tím posunout zde často citovaný
„pokrok“ zase o něco dopředu.
Na obr. 426 až 429 je nový transvertor OK1UFL pro pásmo 122 GHz již třetí generace s
radarovým čipem TRX120 (obr. 430 a 431), o kterém byla zmínka již v minulé části našeho
seriálu. Práce je náročná na vhodné vybavení, dobrý zrak a „jisté ruce“. (Sám jsem se této
kolektivní akce zatím nezúčastnil – počkám na některou z dalších verzí...)
Obr. 426. Zařízení OK1UFL pro pásmo 122 GHz podle VK3CV. V pozadí kóta Žalý a vpravo na obzoru Černá Hora:
Obr. 427. Jiný pohled na zařízení OK1UFL:
Obr. 428. Míla, OK1UFL, se svým zařízením pro pásmo 122 GHz, zkonstruovaným podle návodu VK3CV. Pohled zepředu. Lokátor JO70SP:
Obr. 429. Pohled na transvertor; je vidět i napájecí zdroj a anténa GPS :
Obr. 430. Čip TRX 120:
Obr. 431. Blokové schéma modulu TRX120:
Při uvádění do provozu patrně nebude mít každý k dispozici vhodné měřicí
přístroje, takže přijde na řadu již léta osvědčený způsob – poslech
testovaného kompletu na druhém zařízení. Jednak slyšíme i ty „nejjemnější
nuance“, které bychom na spektrálním analyzátoru nebo SDRku na mezifrekvenčním
kmitočtu ani nepostřehli. Praktikovali jsme to s Mílou, OK1UFL, již na samém
začátku v r. 2006 i později v r. 2008, když bylo zhotoveno zařízení již druhé
generace. To původní pak sloužilo jako „tester“.
Jedním z posledních
podzimních dnů, kdy ještě přálo počasí, byla neděle 25. října 2020, takže jsme
uspořádali malý „kontrolní den“. Začali jsme na krátkou vzdálenost, jak je
vidět na obr. 432. OK1UFL to už měl z dílny přednastavené, kmitočty souhlasily
takřka přesně a signály byly velmi silné. Na delší vzdálenost (asi 600 m, obr.
433) pak byly provedené úkony, které se doma dělají obtížně, jako seřízení
antény, dalekohledu apod. Oproti soutěžním qso, která trvají jen několik minut,
a není na další experimentování čas, tomu bylo nyní jinak, takže se dostalo i
na druhé (testovací) zařízení. I když je vlastně už „zastaralé“, vybavil jsem
je už před Polním dnem řízením GPS (obr. 434 a 435). Z praktických důvodů je
to přepínatelné do původnído stavu, aby se lépe posoudil rozdíl. Ten patrný
byl, i když oscilátory typu DF9LN zhotovené u OK1UFL jsou a v minulosti byly
plně dostačující...
Svůj křest si transvertor prodělal 26. 5. 2012 při prvním
spojení OK - OE, na vzdálenost 26 km, které – jak se později ukázalo – nebylo
na přímou viditelnost. Je to podrobněji popsáno zde na našich stránkách a také na stránkách OK2KKW:
V Rakousku na tom stále pracují a výsledky jsou popsány v následující prezentaci u příležitosti
37. GHz Tagung Dorsten konaného 15. února 2014:
Obr. 432. Testy v Horních Štěpanicích (JO70SP) na kratší vzdálenost v pásmu 122 GHz:
Obr. 433. Pohled dalekohledem na protistanici; zařízení OK1UFL:
Obr. 434 a 435. Dva pohledy na zařízení OK1AIY pro pásmo 122 GHz už s Bodnarem a přepínáním do původního stavu (Polní den 2020):
Obr. 436 a 437. Mikrovlny v USA. Vlevo Mike, K6ML, vpravo zařízení Randyho, KI6TWT (www.50mhzandup.org):
Tento článek vyšel také v tištěné podobě v časopisu Praktická elektronika a
zde byl zveřejněn se souhlasem redakce.
Související články:
Zdroj informací a podklady k článku: OK1AIY , foto : OK1UFL
English version