10 GHz saha denemeleri

 Selamlar herkese,

Geçtiğimiz bayram tatilini fırsat bilerek TA2SUA, TA2YGT ve TA9AAP ile beraber bir saha testi yapmaya karar verdik.

Ekipman olarak benim tarafımda

F6BVA'nın dizaynı olan bir 430-10 ghz transverter bulunmaktaydı. Kit olarak satın aldığım bu transverterı dizmek ve yapmak epey meşakatli olsa da birkaç ay önce tamamlamıştım. 

Cİhazın özelliklerine gelecek olursak TX'te 4dB civarı bir çıkış gcüne sahip. Hassas bir ayar yapsam 10 dB ye kadar çıkabilse de bana bu kadarı yeterli geldi.

RX tarafında yaklaşık 3-4 dB civarı bir Noise Fİgure'u mevcut. Bu biraz yüksek olduğundan ilave olarak alış tarafında bir de LNA kullandım.

F6BVA transverter

Biraz önce yazdığım gibi alıcı tarafındaki gürültü miktarını azaltmak ve daha iyi bir SNR değeri yakalamak için DU3T tasarımı bir LNA kullandım.

LNA 0.6dB NF e sahip olup waveguide için tasarlandığından girişinde bir de wr90-SMA adaptörü kullanmam gerekti.

DU3T LNA

WR90-SMA adaptörü

Aralarda kullandığım tüm coax patch kablolar digikey'den alınmış, kayıp miktarları ölçülmüş ve 10 GHz e uygun kablolar.

Tabii, TX / RX arasında geçişi sağlamak için bir sequencer, ayrıca tx/rx rf path'i seçmek için bir 18 GHz SMA RF Röle kullanmam da gerekti.

Bu cihazların beslemeleri için birkaç farklı stepdown güç kaynağı da ekledim.

Çıkış tarafının güçlendirilmesi için VK3XPD'den temin ettiğim eski KU band vericilerden çıkan bir amplifier kullandım. 17-18 dB gaini olan bu pA sayesinde yaklaşık 150mw güce kadar çıkabildim.

VK3XPD PA

Feed olarak I0JXX'in feed3 antenini kullandık.

Kullandığım 60 cm çanak ile bu frekansta kazancım yaklaşık 33 dB.

Yani 33+17+4 = 54 dB yaklaşık 250watt bir EIRP değerine ulaşmış oldum.

Karşı tarafta TA2SUA, yaklaşık 200 mw(23 dBm) çıkış gücüne sahip bir Kuhne 10 GHz transverter ve 40 cm çanak kullandı. Çanağın kazancı o frekansta 29 dB olup onun da toplam çıkış gücü 29+23 = 52 dB = 200 watt EIRP değerine ulaşmış oldu.

Ben ve Türker (TA9AAP)  Yapracık Şeyh Şamil camii bahçesinde yerleştim. Alper ve Yiğit ise Eskişehir sınırındaki Sarayköy mevkiine gitti. Aramızdaki mesafe 67.8 KM ve direkt bir LOS'a sahiptik.

Bu şartlarda telsizlerimizi 10.450.200 Mhz frekansına ayarladık ve birbirimizi direkt olarak duyduk. Antenlerin ayarları ile azıcık bir oynama sonrası sinyal seviyelerimizi S9+10dB civarına kadar çıktı. 

Önce CW, daha sonrasında SSB ile yaptığımız denemeleri FM görüşme ile sonlandırdık. Bu sırada her iki tarafta TA2YGT ve TA9AAP/2 de qso'larını gerçekleştirdiler.

Bir sonraki hedefimiz 100 km'nin üzerindeki mesafeler ve bununla ilgili yer arayışlarımıza da başladık bile.

Görüşmenin kısa bir videosu aşağıdaki linkte mevcut.

Yeni(Çok ta değil) bir dijital Mod.. Q65

 Selamlar,

HF dünyasından insanlar önce jt65 ile tanıştı, sonrasında FT8 ve FT4 ile zayıf propagasyon şartlarının olduğu zamanlarda düşük güçler ve kötü şartlar altında bile dünyanın uzak köşeleri ile haberleşmeyi sağladı.

Birçok radyo amatörü için bu beraberinde bir başka tartışmayı getirdi haliyle.. İnsanların SSB CW gibi modlardan neredeyse topluca dijital modlara geçişi akıllara QSOları bilgisayarlar mı yapıyor yoksa amatörler mi diye bir şüphe düşürdü ama, dijital modlar tam hızıyla devam ediyor.

Aslında Q65 çok ta yeni degil 2021 yılının başında yukarıda bahsi geçen modülasyonları yazan Joe Taylor'un özellikle 50 MHz ve üstü , tropo rain scatter, EME gibi zayıf sinyal ve saçılımların olduğu şartlarda çalışmak için geliştirdiği bir protokol. 

WSJT-X 2.4.0 versiyonundan itibaren de kullanılmaya başladı.

Genel kullanım detaylarını Quick Start linki altında bulabileceğiniz bu mod dediğim gibi VHF ve üzeri özellikle mikrodalga frekansları kullananların gitgide artan bir şekilde kullanmaya başladığı bir protokol.

Q65 5 alt modtan oluşmakta. A,B,C,D ve E modu. Temel olarka modlar arası fark daha çok farklı ton aralıklarından geliyor.

Kısaca Joe Taylor'un hangi frekans veya şartta hangi tip modulasyonu kullanmamız önerisi şu şekilde;

• Trans-Equatorial Propagation (TEP) on 50 MHz: 15C, 30C
• Ionospheric scatter on 50 MHz: 30A
• QRP ionospheric scatter on 50 MHz: 120E
• Ionospheric scatter on 144 MHz: 60C
• TEP on 144 MHz: 30B
• Troposcatter and rain scatter at 10 GHz: 60D
• Small-dish EME, 10 and 24 GHz: 120E
• Other EME: 50, 144 MHz 60A; 432 MHz 60B; 1296 MHz: 60C; 10 GHz: 60D

* K5ND'nin sayfasından alınmıştır.

Değişik zaman aralıklarında çalıştırmak ise aşağıda göreceğiniz kadar düşük sinyallerin decode edilebilmesini sağlamaktadır.

• 15 seconds, -22.2 dB SNR, with a priori (AP) decoding -23.7 dB SNR.
• 30 seconds, -24.8 dB SNR, with AP decoding -26.6 dB.
• 60 seconds, -27.6 dB SNR, with AP decoding -30.2 dB.
• 120 seconds, -30.8 dB SNR, with AP decoding -32.5 dB.
• 300 seconds, -33.8 dB SNR, with AP decoding -37.4 dB.

WSJT-X programında gelen bir sinyalin çözme işlemi gerçekleştirilirken (aşağıdaki ekran çıktısında görebilirsiniz) yanında yazan Q kodlarının anlamı ise şu şekildedir;

• Q0: Bu, ek AP bilgisi kullanmadan elde edilen bir çözme kodudur.
• Q1: Bu genellikle AP'nin mesajı CQ çağrısı olarak çözmesi anlamına gelir, DX Çağrısı ve Grid bilgisi AP tarafından bilinmemektedir.
• Q2: AP, sizin çağrı işaretinizi AP bilgisi olarak kullanmış, ancak DX Çağrısı veya Grid hakkında herhangi bir varsayım yapmamıştır.
• Q3: AP, çözme işlemi için hem sizin çağrı işaretinizi hem de DX Çağrısını AP bilgisini kullanmıştır. İki çağrıyı tanımladıktan sonra, grid lokatörü, sinyal raporu, '73' gibi ek bilgileri arar.
• Q32: İki iletimin ortalaması alındıktan sonra bir Q3 çözmesinin elde edildiğini belirtir.

Aiağıdaki ekran çıktısında, 10 GHz bandında 130 cm'Lik bir çanak, bir adet LNB bias tee ve bir sdr alıcı ile DL0SHF'in Almanya'da çalıştırdığı 10 GHz beaconun sinyalinin çözümünü görmektesiniz.

10 GHz bandında genelde Q65D kullanılırken, DL0SHF küçük istasyonların da çözümlemesi için ay doğuşundan batışına kadar otomatik olarak 10.368.025 Hz'ten Q65E ve CW yayınlarını dönüşümlü olarak yapmakta.

Bu frekansta aydan saçılma çok yüksek olduğu için 144 MHz teki gibi JT65 tarzı protokoller çok sağlıklı çalışamamakta.

10 GHz Rainscatter ve Doppler etkisi

 Şu an 10 ghz beaconu evime kuş uçuşu 15 km uzaklıkta iş yerimin çatısında yer alıyor. 

Benim direkt bir görüşüm olmadığı için evden sinyali alabilmek için hem benim evimi hem de iş yerimi gören yüksek bir binaya doğru antenimi çevirmiş durumdayım. 

Normalde sinyali buradan duyuyorum.

Biraz önce Ankara'daki şiddetli yağmur sırasında etkilerine bakmak için dinleme yapayım dediğimde aşağıdaki gibi bir görüntü ile karşılaştım.

Ekranın sol tarafındaki görüntü benim binadan yansıma ile duyduğum gerçek sinyal, oldukça zayıf. Ama yine de okunabilir.

Sağ taraftaki ise çok daha güçlü ve çok geniş bir sinyal.

Bu sinyal yağmur damlaları tarafından yansıtılan hatta yansıtılmakla kalmayıp her bir yağmur damlasının anten gibi davranıp güçlendirdiği sinyal.

Peki niye böyle geniş ve dağınık görünüyor derseniz...

Her bir yağmur damlası 10 ghz bandının 1/8 i büyüklüğünde olduğundan birer saçılma noktası olarak çalışıyor.

Ancak bu yağmur damlaları farklı hızlarda yeryüzüne doğru da düştüğü için her birinin hareketten dolayı bir doppler etkisi var. Tıpkı uzaktan yaklaşan bir ambulansın siren sesinin size yaklaşırken tizden normale, uzaklaşırken ise normalden basa dönmesi gibi, radyo dalgaları da hareket sırasında frekansta kaymaya sebep oluyor.

Buradaki gerçek ve doppler sinyallerin frekans farkı ise 1 mhz civarında..

Bunu 

https://www.omnicalculator.com/physics/doppler-effect  adresindeki hesaplayıcıda yerine koyduğumda

f = f₀(v + vr)/(v + vs)

formülüne göre

yaklaşık 50 km/h bir hız bilgisi elde ettim.

Yağmur damlaları normalde 30km civarı bir hıza sahip olabiliyor. Muhtemelen buradaki fark damlaların rüzgar ile daha farklı hızlarda hareket etmesinden kaynaklı olabilir diye yorumluyorum.

Tabii spectrumda çok daha yakın noktalar da silik te olsa mevcut. Yani çok daha yavaş damlalar da görünüyor. Amatör radyo ile meteroloji'nin hatta basit bir yağmur radarının çalışmasını da böylece yapmış oluyoruz.

10 GHz Slot Anten Çalışması

 Yüksek frekanslarda omnidirectional olarak (beacon gibi projeler için) sıklıkla kullanılan anten tiplerinden biri slot anten'dir.

Bu antenler bir dalga kılavuzu (waveguide) üzerinde açılan yarıklar (slotlar) ile oluşturuluyor.

Aslında tek bir anten değil, her bir yarığın ayrı ayrı çalışması ve birbiri ile stacklenmesi ile yapılan bir anten türü olarak özetleyebiliriz.

Burada bulunan yarıklar dikey olmasına rağmen bu anten horizontal polarizasyonda çalışmaktadır.

Özellikle 10 GHz gibi oldukça yüksek frekanslarda üretilen bu antenler yüksek biğr hassasiyetle üretilmelidir.

Internette 1.2 ya da 2.4 GHz bandları için üretilmiş örneklerine de sıklıkla rastlanılmaktadır.

Buradaki linkten waveguide-slot-calculator excel dosyasını kullanarak kendi kullanacağınız frekans ve slot sayılarına göre istediğiniz bir antnei tasarlayabilirsiniz.

Biraz önce de bahsettiğim gibi bu anten aslında bir gövde üzerine yapılmış birden çok antenden oluşmaktadır.  Antenin frekansını belirleyen en önemli unsurlardan biri kullanılan waveguide'ın ölçüleridir.

 Fazla detaya girmek istemsem de genel olarak yukarıdaki şekilde görünen a uzunluğu waveguide'ın cutoff yani kullanılabilir frekans aralığını belirlerken b ölçüsü ise antenin TE mi TM mi çalışacağı ile ilgili yeri belirler.  Bu konuda en iyi verimi elde etmek istiyorsanız, kullanacağınız frekans aralığına uygun bir waveguide ölçüsünü baz alarak buna uygun aluminyum ya da pirinç bir profil ile bu anteni yapabilirsiniz. 

Ancak el veya basit alet edevat ile bu anteni üretmek oldukça zor olacağından en iyisi bu anteni bir cad programı ile çizmek ve bir lazer/cnc atölyesinde üretmek olacaktır.

ben 10.396 GHz bandı için 2x8 slotlu bir tasarım yaptım. Bunun da dosyalarını (hem dxf hem de pdf olarak) paylaşıyorum. Anten için kullanmayı düşündüğüm profil 25x15mm profil. Eğer bulaiblir isem pirinç, bulamazsam aluminyum ile yapacağım. 

Belki birlerine yardımım dokunur.

Saygılarımla.

Anten pdf ve dxf dosyaları

PE1KRI üretimi antenler.

10 GHz çalışmaları teknik detaylar.

 Bu yazımda HB100 modülü kullanarak çalışmayı düşünen arkadaşlar için  daha armut piş ağzıma düş tarzı bir yazı hazırlayayım dedim.

Teknik özelliklerden bahsedecek olursak HB100 modifiye edilmeden 10.525 Ghz frekansında 15 dBm (0.03watt) üreten maksimum 5.25volt beslemeye kadar dayanabilen bir cihaz. 5.25V 'un üzerinde cihazınız yanacaktır. Üzerinde iki adet TX iki adet RX patch anten mevcut. Normalde TX'ten gönderdiği sinyalin yansımasını RX tarafından duyup, IF portundan bir output sinyali vererek cihazın önünden geçen bir şey olup olmadığını algılayabilmekte. Ama biz farklı bir amaçla kullanıyor olacağız. 

Bizim kullanımınız için genel bağlantı şeması şu şekilde.

Alıcı Bağlantısı

Verici Bağlantısı

Yukarıda delinmesi işaretli parçayı bulmak için önce devrenin üzerindeki shield'ı sökün, tam DRO'nun (devre üzerindeki beyaz seramik parçası) üzerine gelecek şekilde delin. Bu işlem radar modülünün 10.525GHz frekansından amatör band olan 10.400'lü frekanslara inmesini sağlayacaktır. Gerekirse bu kısma bir somun ve vida ekleyerek frekansı ayarlanabilir yapabilirsiniz. Bu arada bazı HB100 modüllerinde bu kısımda zaten bir delik bulunuyor. Deliğin çapını genişletmek te frekansı düşürüyor.

Audio Modülasyon Devresi

Yukarıdaki devreye benzeyen başka bir devre de, biraz daha kompleks olsa da F6HCC'nin sayfasından aldığım aşağıdaki devre. Bu devrenin avantajı besleme voltajını da değiştirerek gerekirse çıkış frekansını da ayarlayabilmeyi sağlıyor.

Ben yukarıdaki devreyi kullanıyorum.

Bunun yanında HB100 ile ATV yayını yapanlar da mevcut. Bunun için örnek bir devre çalışması şu şekilde,

PE1RKI  ATV Devresi

ATV çalışması ile ilgili ayrıntılı bilgi ve HB100 ile ilgili yapılan başka modifikasyonları http://home.deds.nl/~knol/HB100/  adresinde bulabilirsiniz.

HB100 modülünü aşağıdaki resimde göreceğiniz gibi LNB ile beraber LNB'nin önünü tam kapatmadan bağlayabileceğiniz gibi, iki ayrı çanak ile de kullanma imkanı var.

Kullanım sırasında birbirini enterfere etmemek ve LNB'nin sature olmasını engellemek amacıyla bir PTT düğmesi yapıp bununla HB100'ün beslemesini açıp kapatmakta fayda var.

Yani, konuşulacağı sırada HB100'e voltaj vermek, dinlemede ise tamamen kapatmak oldukça fayda sağlıyor.

HB100-LNB Montajı

LNB ile SDR arasında zayıflatıcı (attenuator) kullanmak faydalı olacaktır.Tavsiyem 20dB bir attenuator kullanılması. Aksi takdirde LNB den gelen sinyal çok güçlü olduğundan SDR'yi biraz sağırlaştırıyor.

Aynı şekilde SDR yerine 700 MHz te WideFM ya da BroadcastFM dinleme yapabilen bir telsiz de işinizi görecektir. SDR nin avantajı spektrumda karşı tarafın sinyalini daha rahat görebilmektir.

HB100'ün montajı sırasında TX anteninin LNB merkezine yakın yerleştirilmesi ve polarizasyonu önemli.

5V pininin altındaki iki adet kare TX antenleri, diğer taraftaki iki kare ise RX antenleri. Burada bizim ihtiyacımız olan TX tarafı olduğundan LNB'nin nüne gelecek antenleri TX anteni olarak seçiyoruz.

LNB yere 90 derece açıda çalışacak olup (12V besleme ile Vertikal pol çalıştığından anteni çevirerek horizontal olmasını sağlıyoruz) HB100 ise TX antenleri yere dik olacak şekilde yerleştiriliyor.

F6HCC'nin blogundan alınmıştır. HB100-LNB Yerleşimi

Bundan sonrası sizin deneysel çalışmalarınıza bağlı.

Herkese ucuza 10 GHz imkanı sağlayacak bu çalışmayı umarım yapacak arkadaşların sayısı çoğalır.

10 GHz bandı deneme 2

Merhaba ,

Bu haftasonu TA2SUA ile beraber 10 GHz qso denemesi yaptık.

İlk denemememiz kısa mesafe (35-40m civarı)  gayet başarılıydı

Test videomuzu aşağıda görebilirsiniz.

İkinci deneme maalesef bir akü problemi nedeniyle yarım kaldı. 500 kusur metreden 59+10 db gibi bir sinyal gücü ile TA2SUA'nın yayınını duyabilmeme rağmen, onun tarafta RX yoktu. Bu yüzden geçerli bir QSO olmadığından onu şimdilik saymadık.

Ama mesafeyi gitgide arttırarak denemelerimiz devam edecek.

Bu deneme ile ilgili bir iki bilgi  vermek gerekirse,

HB-100 doppler radarın anladığım kadarıyla piyasada 2 tipi var.

Biri 2019 ve öncesi üretim.

İkincisi yeni üretim.

2019 öncesi üretilen modellerde bir önceki yazımda belirttiğim gibi, bir kapasitör ile ses kaynağını bağlayıp direkt WFM module edebiliyorsunuz.

Ancak yeni versiyonlarda IF modulasyonu çalışmıyor. 

Bu yüzden LM317 ile ayrı bir modülatör devresi yaparak doppler radarı VCC girişinden modüle ettim.

Şeması şu şekilde;

Cihazın giriş voltajı 5.2 V üzerine çıktığında cihaz yanıyor. Bu yüzden devrede koruma olarak 5.1 Zener diyot kullanılmış.

Bu devreyi hazırlayıp, girişini MAX9814 bir mikrofon ile sürdüm.

Hatta mikrofon devresini bir push buttona bağlayarak, PTT gibi kullandım. 

Böylece konuşacağım zaman düğmeye basıp mikrofonu devreye soktum. Bıraktığımda ise sadece carrier gönderdim.

Karşı taraftaki Alper arkadaşımda bir PTT olmadığından ve sürekli TX durumunda olduğundan videoda da görebileceğiniz gibi kendi sesimi karşı taraftan geri duyuyordum. Echo yapmasının sebebi ise SDR de yaşadığımız küçük delay. 

Bu cihazlarda TX i tamamen açıp kapatmak frekansın az bir miktar kaymasına sebep olduğundan cihaz sürekli TX durumunda kalıyor. Ama mikrofonu kapatıp açmanın bir zararı yok. 

Full Duplex bir görüşme imkanı ise her zaman mümkün. Yani iki taraf aynı anda konuşabilir.  

Dinleme tarafı ise, bir SDR ve bir LNB+BiasTee ile yaptım. Bunun yanında, elinizde bulunan WideFM duyabilen herhangi bir scanner ile de dinleme yapabilirsiniz.

LNB çıkışını FT50 el telsizime bağladığımda da karşı tarafı rahatlıkla dinleyebiliyorum.

Bana toplam maaliyetine gelecek olursak,

HB-100 : 40 TL

MAX9814 : 25 TL

LNB: 20 TL

Bias tee ve modulasyon devresi : 15 TL

SDR ve/veya Scanner'i buraya yazmiyorum. Bunlar zaten her amatorun elinde olması gereken cihazlar. 

TA2SUA nın yaptığı çalışma ise şu sekilde. Tam bir portable istasyon olmuş.

TA2SUA Kurulumu

Örnek QSO videomuzu aşağıda görebilirsiniz.

Bir Önceki yazıya http://ta2nc.blogspot.com/2019/02/10-ghz-amator-band-ucuz-cihaz-yapm-ve.html adresinden erişebilirsiniz.