Stránky spolku CB Jilemnice

Technika SSB na mikrovlnných pásmech - Díl 15.
@ OK1AIY
____________

Minulost, současnost a budoucnost radioamatérských majáků pro mikrovlny - pokračování

Po roce 2000 již začali radioamatéři pracovat také v pásmech 47 a 76 GHz. V úplných začátcích sice jen se směšovači, ale to již stačilo na první spojení s okolními zeměmi i na spojení v soutěžích. Na transvertorech bylo stále co vylepšovat, a k tomu bylo zapotřebí zdroje signálu v těchto pásmech.

Jako první byla zhotovena sestava pro 47 GHz (obr.541). Protože se počítalo s umístěním na rozhledně Žalý v Krkonoších, kde již pracoval maják OK0EL na nižších pásmech, byl i nový maják vybaven klíčovacím generátorem se stejnou značkou. Na stanovišti byl ale jen krátce, ukázalo se, že je zatím více potřeba doma v dílně. Stejný osud měl i maják pro 76 GHz. Provedení je patrné z obrázků.

Při stavbě bylo s výhodou využito některých dílů z vyřazených "profi" zařízení, pokud se konstruktérovi dostaly do ruky a byla možná příslušná úprava. Oba majáky mají oddělené napáječe, aby se zbytečně neohřívaly tepelnými ztrátami ve zdrojích. Jako antény posloužily zatím "horny", zhotovené z pocínovaného plechu. (obr.543). Na čelním panelu je měřicí přístroj k rychlé kontrole několika hodnot, jako např. ladicího napětí na fázovém závěsu, napájecího napětí a vf výkonu. Třípolohovým páčkovým přepínačem je možné klíčovací generátor přepnout do polohy trvalá nosná vlna, automatické klíčování značkou majáku, nebo CW provoz, při kterém se do konektoru na zadním panelu připojuje telegrafní klíč.
Podobně tomu je i u majáků pro pásmo 76 GHz.(obr. 544 až 546). Jako všesměrová anténa je testován "slot", použitý na všech nižších pásmech.

Obr. 541. Maják OK0EL pro 47 GHz pohled na čelní panel:

Obr.542. Maják OK0EL pro 47 GHz bez krytu:

Obr.543. Maják OK0EL - pohled na zadní panel s anténou:

Obr.544. Maják OK0EL pro 76 GHz:

Obr.545. Maják OK0E pro 76 GHz - pohled na zadní panel s anténou "slot":

Obr.546. Maják OK0EL pro 76GHz - pohled z boku:

V roce 2006 již aktivita v pásmech 47 a 76 GHz umožnila pracovat s několika stanicemi i při soutěžích. Stanic pomalu přibývalo dík novým, dokonalejším součástkám i technologickým možnostem. Při četných pokusech se ukázalo, že potřeba stálého signálu pro obě pásma je nutností a výstavba majáku by další práci velmi usnadnila. V těch létech ještě nebylo, jak se říká, od myšlenky k činu daleko, takže bylo rychle rozhodnuto a společně s OK1UFL a OK1FPC jsme se do toho kolektivně pustili. Posloužily zkušenosti z minulých konstrukcí, aby celek splňoval dané požadavky a byl v provozu spolehlivý. Výroba probíhala bez předběžného "bastlení", jak se říká "rovnou na čisto". Blokové schéma je na obr.547 a stojí za to se u jednotlivých dílů zastavit.

Oscilátory jsou typu DF9LN, zhotovené u OK1UFL (obr.548). Bylo velké štěstí, když u příležitosti Týdnu dánské mikrovlnné aktivity, pořádané firmou PROCOM v roce 1995, mi sám Uwe, DF9LN, věnoval dvě sady součástek. Míla, OK1UFL, z nich postavil oscilátory pro tenkrát právě nové transvertory na 76GHz. Oscilátory se osvědčily, protože měly vynikající stabilitu, a to i dlouhodobou. Následovala stavba dalších stejného provedení, které nahradily ty stávající v transvertorech i majácích, které tak stabilní nebyly. Řečeno naší radioamatérskou mluvou: "Ulepit" jeden kus dobře fungujícího oscilátoru představuje značné úsilí, ale série 100 kusů je již na zamyšlenou... Zajistilo to stabilní konstrukce po dobu 25 let, než se objevily na trhu dostupné výrobky řízené GPS (např. BODNAR ).

Dalším dílem je soustava násobičů na desce DF6VB, původně určena jako LO pro transvertor na 5,7 GHz se subharmonickým směšovačem, tedy na 2808 MHz. V našem případě se ale jednalo o odlišné, podstatně vyšší kmitočty, což tištěný motiv obvodů na desce po jednoduchých úpravách umožňoval. S tranzistory BFQ69, BFQ65, nebo BFG65 byl výstupní výkon až 25 mW. Podstatnou úpravou byly dvě nové stínící přepážky umístěné do vyzkoušených míst. Samotné stínění nebyl jediný důvod. Každá takováto konstrukce má na nějakém kmitočtu svoji vlastní rezonanci danou mechanickými rozměry krabičky. Jestliže je některý z natištěných laděných obvodů kmitočtově poblíž, je problém s nastavením. Stínící přepážka (nebo několik) posune tuto vlastní rezonanci kmitočtově nahoru, takže nevadí. Praktické provedení je na obr.549. Dále je třeba krycí víko opatřit tzv. "ztrátovým materiálem", aby nedocházelo k nežádoucím vazbám. Při konzultaci s DF6VB byl s těmito a dalšími úpravami vysloven souhlas. Jako ztrátový materiál se používá vodivý grafitový molitan stejného typu, do kterého se ukládají citlivé CMOS součástky při přepravě.

Další stupně jsou jíž osazeny podstatně dražšími GaAs tranzistory. Na straně 47GHz následuje násobič 4x a pak dvoustupňový zesilovač na kmitočtu 15,6 GHz s výkonem asi 0,6 W, který budí varaktorový ztrojovač. Výstupní výkon je zde asi 100 mW. Na straně 76 GHz následuje za dílem DF6VB rovněž násobič 4x na 12 672 MHz který budí profi díl S08-4079 násobící 3x. Následuje varaktorový násobič 2x s diodou MA46H140. Vše z produkce OK1FPC.

Napájení je napětím 28 V z klasického zdroje s transformátorem. Všechna potřebná napětí pro jednotlivé stupně dodává spínaný zdroj (DC/DC konvertor). I když má dobrou účinnost, nějaké ztrátové teplo vyzařuje, a proto je umístěný vně na zadním panelu (obr.550), aby zbytečně neohříval vnitřní prostor majáku. I když se uvnitř nic nadměrně nepřehřívá, má obvod S08-4079 i zesilovač 0,6W v blízkosti dva malé ventilátory, které se automaticky zapínají při zvýšení teploty, například v létě. Teplotní čidla jsou s oběma díly tepelně spojena. Na předním panelu (obr.551) jsou svítivé diody indikující funkci. Je zde i měřicí přístroj pro kontrolu napětí a výkonu. Na zadní straně (obr.550) jsou příruby vlnovodů pro namontování příslušných antén. Pro pásmo 47 GHz je to štěrbinová anténa, tzv. "slot", který má kruhový vyzařovací diagram. Pro pásmo 76 GHz je to "horna" nasměrovaná do oblasti, kde je víc stanic. Je to patrné na obr.552. Při té příležitosti byla vyzkoušena i anténa "slot" pro pásmo 76 GHz. Rozměry byly získány přepočtem z modelu pro pásmo 24GHz. Anténa kupodivu fungovala a obstála při měření u OK1FPC i DB6NT. O tyto antény byl velký zájem. Jedna místní firma jich několik zhotovila (obr.553 a 554) a některé byly použity i v jiných majácích po Evropě. Protože ten správný profil vlnovodu je drahý a nedostatkový, bylo s výhodou použito náhrady. Tenkostěnné mosazné profily z USA používané železničními modeláři na pražce se svými rozměry nabízely pro "slot" antény na 24,47 i 76 GHz. Profily je možné zakoupit v prodejně ing. Petra Litomyského. Jsou podstatně levnější než opravdové "profi" vlnovody. Důležité je, že jsou plochy uvnitř hladké a lesklé, takže pro provoz plně vyhovují. Na obr.555 je foto obalu, ve kterém jsou zmíněné profily dodávané.

Na obr.556 je pohled na umístění majáku s kulatou hornou před laminátovým oknem na vysílači Černá hora. Z obrázku je také patrné, že jednotlivá okna jsou číslovaná a každé okno má údajně svůj "atest". Na obrázcích 557 a 558 je pohled na celou sestavu shora a z boku, kde je patrné umístění jednotlivých dílů. Na obr.559 je praktická kontrola diodovým detektorem, navázaným na vlnovod. Během patnácti let provozu se maják osvědčil jako velmi užitečná pomůcka hlavně při závodech. Především jako rychlý orientační bod při kontrole směru i kmitočtu. Těchto předností majáků (i pro nižší amatérská pásma) sice bohužel nevyužijí operátoři na FM kanálech s dvoupásmovými ručkami a anténami na parapetu okna, ale pro ty, kteří na mikrovlnných pásmech pracují aktivně, poskytují majáky neocenitelnou službu. Obr.559 ukazuje sestavu mikrovlnných majáků OK0EA na Černé hoře.

Obr.547. Blokové schéma majáků OK0EA pro 47 a 76 GHz: