Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 13.
@ OK1AIY
____________

134 GHz, test s OK1JHM na Kozákově 18. 5. 2018

Následující povídání se odvíjí od několikrát již zde citované konference v roce 2004 ve Vídni. Byly změněny kmitočty některých pásem, některá zanikla a vznikla nová, takže na to bylo třeba reagovat jak rekonstrukcí stávajících zařízení, tak i příslušných pomůcek – majáků. Zmíněný rok 2004 naštěstí byl v období s velkou pracovní aktivitou, což bylo patrné ve vybavení stanic i ve výsledkových listinách ze soutěží. Dost možná, že to byla ta nejhezčí doba s největší aktivitou....

Jak už tu několikrát zaznělo, bylo snazší zhotovit zařízení zcela nová a začlenit do nich moderní součástky, protože minulé konstrukce z 60. až 80. let i přes dobrou funkci připomínaly spíš „muzeum“. Platilo to jak pro nové transvertory, tak i pro majáky a dík profesionálnímu přístupu Aleše, OK1FPC, také Milana, OK1UFL, i ostatním, kteří se do toho kolektivně zapojili, vznikla zařízení zcela nová, připravená sloužit další desetiletí. Inovací prošly takřka všechny díly majáku OK0EA od 70 cm až po 24 GHz (které dříve dobře sloužily) a přibyly další – pro 47 i 76 GHz, a to nejen u nás, ale i v sousedním Polsku. Oscilátory byly typu DF9LN od OK1UFL, který jich zhotovil asi 100, a zajistil tak prakticky po čtvrt století dostatečnou stabilitu mikrovlnných pásem až po 122 GHz. A právě toto pásmo „přišlo na řadu“ pro rekonstrukci po zrušení pásma 145 a 241 GHz, kde před tím posloužilo užitečným experimentům. (Je o tom psáno v PE-AR 09//2020, další generace podle DL2AM je pak v PE-AR 10/2020). Byla to práce na několik let, takže jsme na pásmo 134 GHz zatím ani nepomysleli...

Po nějakém čase se nabídla možnost to přece jenom alespoň provizorně zkusit, a protože jsme nechtěli dělat zařízení od základu nové, adaptovali jsme k tomu to první zařízení pro pásmo 122 GHz, které zatím sloužilo jako „tester“. Pro jiné stupně násobení již nebylo možné použít původní díl MKU 12LO od DB6NT (násobič 96x), takže Aleš, OK1FPC, zhotovil díly nové, s poněkud odlišnými kmitočty. Nové byly i oba oscilátory s krystaly z Hradce Králové. Pro spojení na krátkou vzdálenost byla zařízení fukční, ale bylo zřejmé, že pro podstatné zlepšení by to znamenalo zhotovit další – druhou generaci. Praktickou zkoušku s další stanicí jsme provedli 12. 5. 2018 u příležitosti setkání na Kozákově s OK1JHM (obr. 506 a 510.) Na to, že zařízení proti sobě nikdy nestála, byl vlastně malý zázrak, že jsme se po několika minutách na pásmu našli (obr. 507).
Několik přihlížejícich toho využilo a navázali spolu ve stísněných podmínkách pár SSB spojení (obr. 508). Milan, OK1JHM, předvedl i na tomto pásmu difrakci vln na polystyrenové kouli o průměru 10 cm. V praxi se to používá mimo jiné v radiolokaci a pro měření rychlosti. Na obr. 509 je znázorněn pokus o rok dříve v pásmu 122 GHz.
Podrobněji je možné prostudovat seminář: Svoboda Petr; Hromádka Jakub: 17. Seminář o šíření elmg. vln. Pardubice 12. 5. 2016.
Dále pak následující sborník:

www.urel.feec.vutbr.cz/esl/files/EME/Doc/Sbornik_OK2AQ_161116.pdf

Obr. 506. Kozákov 2018. Milan, OK1JHM, u zařízení na 134 GHz. Vlevo OK1TPG a OK1AIY:

Obr. 507. Pohled na tcvr OK1JHM:

Obr. 508. Proběhlo několik SSB spojení v pásmu 134 GHz:

Obr. 509. Test difrakce na 122 GHz. OK1JHM, Kozákov 2017:

Obr. 510. Zleva: OK1JHM, OK1DEF, OK1AIY a OK1UFL (2018):


248 GHz u OK1JHM, provedení transvertoru

Milan, OK1JHM, o tom píše:

„Konstrukce transvertorů pro TOP pásmo 248 GHz, stejně jako transvertorů pro 134 GHz popsaných v minulých článcích v PE-AR, byla realizována na základě původní dokumentace v časopise DUBUS 2/1994. Vychází z dříve prověřených subharmonických směšovačů pásem 47, 76, 122 a 134 GHz. Rozdíl je pouze v kmitočtech základních krystalových vytápěných OSC, jejich násobků, vhodných vlnovodů a motivech plošných spojů subharmonických směšovačů. U 248GHz směšovače se jedná o otvor o průměru 0,8 mm vyleptaný na zadní straně desky s plošnými spoji. Nad tímto otvorem je nalepena směšovací dioda HSCH9101 firmy Hewlett Packard. Vlnovod je vhodný standard WR 15. Kmitočet OSC je 129,0914 MHz následně vynásobený na kmitočet 12,392 774 GHz v samostatném násobicím bloku.Tento kmitočet je dále vynásobený 2x na kmitočet 24,785 548 GHz, který přes dolnopásmový vlnovodní filtr budí subharmonický směšovač a kde se také vybírá desátá harmonická na kmitočtu 247,855 48 GHz, která po smíšení s mezifrekvenčním kmitočtem 144,500 MHz vytváří začátek pásma kolem 248 GHz. Jak snadné.
Realita však byla jiná. Nejpracnější bylo oživení a velice citlivé nastavení obvodu subharmonického směšovače, které bez vhodné měřicí techniky prostě nelze, a to podtrhuji. Navíc musím upozornit zájemce o konstrukci, že je nezbytné mít zkušenosti z konstrukcí a nastavování jednotlivých obvodů z pásem předešlých, v opačném případě se jedná o hazard. Dalším doporučením je konstrukce dvou zařízení současně. Poskytuje to možnost ověřování funkčnosti jednotlivých dílů a co je hlavní – je to, že máte protistanici. Vnitřní uspořádání jednotlivých dílů je patrné z obr. 511.
Po oživení, nastavení a odzkoušení obou transvertorů proti sobě na vzdálenost asi 2 m s použitím antén typu horna popsaných dříve, jsem se rozhodl obě zařízení odzkoušet v terénu s dcerou, OK1VRL, kdy jsme postupně prodlužovali vzdálenost a vykoušeli i použití parabol PROCOM s ozařovači vlastní výroby z punkčních jehel vhodného vnitřního průměru. Později pak byly ozařovače zhotoveny z leštěných mosazných modelářských trubek z Anglie (obr. 512).
Po dalších testech v terénu jsem se rozhodl o pokus prvního soutěžního spojení v IARU Region I. UHF/SHF Contestu 5. 10. 2008. V tomto závodě jsme navázali první a rekordní soutěžní spojení na vzdálenost 1,1 km ve čtverci JO70CO v České republice a v Evropě, viz obr. 513.
Radost z uskutečněného spojení byla veliká. Měl jsem radost jako malé dítě právě obdarované vytouženou hračkou, která ale netrvala dlouho. Jako blesk z jasného nebe zafoukal vítr, lidově zvaný Rarášek, a dík mé nepozornosti celý stativ s technikou šel k zemi. Transvertory se válely ve skále a bylo vymalováno. Nejvíce to odnesl transvertor pro pásmo 122 GHz a maják pro 122 a 76 GHz, viz obr. 514 (ještě před pádem). O práci pro dlouhé zimní večery a noci bylo tím pádem postaráno.“

Obr. 511. Vnitřní uspořádání transvertoru:

Obr. 512. Mosazné trubičky z Anglie – vhodné jako vlnovod pro 248 GHz:

Obr. 513. Mapka historického spojení v pásmu 248 GHz:

Obr. 514. OK1JHM při závodě na kopci Panna, JO70CO. Protější kopec je Sedlo:


Po nezbytných opravách způsobených pádem zařízení popsaného dříve probíhala pravidelná závodní účast do r. 2014, kdy jsem začal přemýšlet o možném vylepšení provozních vlastností transvertorů pro pásmo 248 GHz.
Vzhledem k neúspěchu vylepšení 134GHz transvertorů jsem se rozhodl – sice nerad – požádat o pomoc zkušenějšího konstruktéra Aleše Jehličku, OK1FPC. Aleš neodmítl, a tak jsem mu zaslal dvě nové vyfrézované vaničky dle článku Mischerbaustein pro 76 GHz od DB6NT s tím, že původní zapojení bylo použito jako nápad a místo násobiče 2x byl navržen pouze zesilovač s jedním tranzistorem vhodného typu pro daný kmitočet 24,785 548 GHz.
Desku plošného spoje navrhl a vyrobil Aleš. Výstup zesilovače byl opět navázaný na vlnovodní filtr, kde se vybírala desátá harmonická pro směšovací diodu, tentokrát HSCH9161. Vše bylo zkonstruováno 2x, včetně mf dílu a násobiče z 12, 392 774 GHz na 24,785 548 GHz; opět – dle dřívějších zkušeností – ponechány původní komponenty pro případ neúspěchu. Výsledkem celého snažení bylo zvýšení šumu na úkor užitečného signálu. Tím laborování ale neskončilo. Eda, OK1EM, a Pavel, OK1AIY, mi nabídli profesionální násobiče typu CF90/CT31 z 12 na 24 GHz, a tak mé rozhodnutí bylo jednoznačné.
Výroba nových komponentů, vaniček, osázení plošných spojů mf dílů, směšovačů, zdrojů napájení násobičů CF90 a regulátorů napětí pro příjem a vysílání. Vše mechanicky, elektricky a frekvenčně nastavit a sladit. Prostě práce na dlouhé večery a bezesné noci, až z toho všeho snažení vznikly dvě konstrukce, viz obr. 516 až 520.
Po následném nastavení a oživení jednotlivých dílů (kromě dílů směšovacích diod) opět stejný výsledek: vysoká hladina šumu na úkor užitečného signálu. Bez pomoci spektrálního analyzátoru to nelze. Opět vše do původního stavu a čekat na precizní nastavení podle zmíněného přístroje.
Na závěr si dovolím ještě jedno doporučení. Je nezbytné 1x za rok zkontrolovat čistotu vlnovodů a místa pod směšovací diodou. K tomu doporučuji vychytávku, která mne napadla během jednoho z vyšetření u ušního lékaře. Pomůcku vidíte na obr. 521. Věřte, že zanesené vlnovody nečistotami způsobují degradaci signálu stejně, jako je tomu u lidského ucha.

Obr. 515. Přední panel majáků 122 a 76GHz:

Obr. 516. Pohledy na nové komponenty OK1JHM:



Obr. 518. Další pohled na transvertor pro pásmo 248 GHz OK1JHM:

Obr. 519. Díl ve svislé poloze je "profi" násobič CF90 / CT31 z 12 na 24GHz:

Obr. 520a. Maják pro 76GHz a 122GHz - pohled z boku:

Obr. 520b. Maják pro pásmo 47GHz od OK1JHM:

Obr. 520c. Maják pro 47GHz - pohled zepředu:

Obr. 521. Vychytávka na kontrolu čistoty vlnovodů :




Tento článek vyšel také v tištěné podobě v časopisu Praktická elektronika a zde byl zveřejněn se souhlasem redakce.


Související články:

• Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 1. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 2. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 3. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 4. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 5. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 6. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 7. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 8. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 9. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 10. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 11. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 12. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 14. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 15. • Z historie: Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 16. • Z historie: Jak se závodilo na VKV před 50 léty • Z historie: Technika SSB na VKV před 50 léty

Zdroj informací a podklady k článku: OK1AIY , foto : OK1UFL, OK1JHM