Rainscatter Nedir

 10 GHz bandında mikrodalga haberleşmesi ve amatör telsizcilikle uğraşanlar için en heyecan verici propagasyon (yayılım) türlerinden biri şüphesiz Rainscatter (Yağmur Dağılımı) modudur. 

Amatör telsizcilikte VHF, UHF ve özellikle SHF (Mikrodalga) bantlarına geçtiğimizde, ufuk çizgisi en büyük sınırımız haline gelir. Ancak doğa, bize bu sınırları aşmamız için harika fırsatlar sunar. İşte bu fırsatların en dinamik ve heyecan verici olanlarından biri: Rainscatter (Yağmur Dağılımı).

Peki, arkasını göremediğimiz koca bir dağın arkasındaki istasyonla hatta bazen yüzlerce km mesafede, sırf arada şiddetli bir yağmur var diye 10 GHz'de nasıl QSO yapabiliyoruz? Gelin bu işin arkasındaki fiziğe ve pratik detaylara yakından bakalım.

1. Rainscatter Nedir ve Hangi Frekanslarda Etkilidir?

Rainscatter, elektromanyetik dalgaların atmosferdeki yoğun yağış alanlarına (yağmur, dolu veya sulu kar fırtınaları) çarparak saçılması ve bu sayede normalde görüş hattında (Line of Sight) olmayan istasyonların birbirleriyle haberleşebilmesi durumudur.

Bu olay her frekansta gerçekleşmez. Frekans seçiminde kritik parametre, sinyalin dalga boyu ile yağmur damlasının fiziksel boyutu arasındaki ilişkidir.

• Alt Sınır (Kritik Eşik): Yağmur dağılımı genellikle 4.3 GHz (6 cm) civarında kendini göstermeye başlar. 144 MHz veya 430 MHz gibi alt bantlarda yağmur damlaları dalga boyuna göre çok küçük kaldığından sinyal doğrudan içinden geçer (dağılım ihmal edilebilir düzeydedir).

• En Verimli Bantlar: Bu modun en popüler ve verimli kullanıldığı frekanslar 10 GHz (3 cm) ve 24 GHz (1.2 cm) bantlarıdır. 10 GHz'de 3 cm olan dalga boyu, fırtına bulutlarındaki iri yağmur ve dolu tanelerinin boyutlarıyla mükemmel bir rezonansa girer.

• Üst Sınır (Zayıflama): 24 GHz'in üzerine çıkıldığında (örneğin 47 GHz veya 76 GHz), yağmur damlaları sinyali dağıtmaktan ziyade emmeye (attenuation/zayıflatma) başlar ve sinyal yok olur. Bu yüzden 10 GHz, rainscatter için "altın frekans" olarak kabul edilir.

2. Yağmur Damlaları Sinyali Nasıl Dağıtır? (Mie Saçılması)

Peki, sıvı haldeki bir su damlası nasıl olur da bir ayna gibi davranıp 10 GHz sinyalini yansıtır?

Buradaki fiziksel fenomen aslında bir "yansıma" (reflection) değil, saçılma (scattering) olayıdır. Elektromanyetik dalga boyu, çarptığı parçacığın (yağmur damlası) boyutuyla hemen hemen aynı olduğunda Mie Saçılması (Mie Scattering) teorisi devreye girer.

Mie Saçılması

Sinyal bulut kütlesine ulaştığında, her bir yağmur damlası küçük birer dielektrik saçıcı (anten) gibi davranır. Gelen enerjiyi emer ve her yöne doğru yeniden yayınlar (re-radiate). Bu saçılma izotropik (her yöne) değildir; sinyalin büyük kısmı ileriye doğru (forward scatter) ve bir kısmı da geriye doğru (backscatter) yayılır. İki amatör telsizci, antenlerini aynı yağmur hücresine (rain cell) çevirdiklerinde, bu saçılan sinyaller üzerinden havada buluşmuş olurlar.

Rain Scatter

3. Sinyal Güçlenir mi, Saçılır mı? Ses Kalitesi (Audio) Neden Bozulur?

Rainscatter haberleşmesinde en çok şaşırtılan konulardan biri sinyalin karakteristiğidir.

• Sinyal Gücü: Sinyal kesinlikle güçlenmez, aksine ciddi bir saçılma kaybına (scattering loss) uğrar. Ancak antenlerin kazancı (gain) yüksek olduğunda ve doğru yağmur hücresi hedeflendiğinde, normalde hiç duyulamayacak bir sinyal birden gürültü eşiğinin üzerine çıkar.

• Ses Kalitesindeki Değişim (Doppler Etkisi ve Distorsiyon): Rainscatter üzerinden gelen bir CW (Mors) veya SSB (Ses) sinyalini dinlediğinizde, sinyalin saf ve net olmadığını, "hışırtılı", "coşkulu" (watery/gurgling sound) veya adeta bir fırça sesine benzediğini fark edersiniz. Bunun nedeni, bulut içindeki binlerce yağmur damlasının rüzgar nedeniyle sürekli ve farklı hızlarda hareket etmesidir. Her bir damladan saçılan sinyal, mikroskobik düzeyde farklı bir Doppler kaymasına uğrar. Bu durum sinyalde faz dalgalanmalarına ve frekans yayılmasına (spectral broadening) yol açar. 10 GHz'de bu bozulma o kadar yoğundur ki, bazen karşı istasyonun sesini tanımak imkansız hale gelebilir.

Scattering 

4. Hangi Modlarla Haberleşme Yapılır?

Sinyal kalitesindeki bu dramatik bozulma, mod seçimini doğrudan etkiler:

• CW (Mors Kodu): Rainscatter için en güvenilir ve bir numaralı moddur. Sinyal ne kadar hışırtılı ve yayılmış olursa olsun, insan kulağı o ritmik tonu ayırt edebilir. Genelde ayırt edilmeyi kolaylaştırmak için daha kalın/pes tonlar (keskin bir 800 Hz yerine daha geniş bir ton) tercih edilir.

• SSB (Ses): Güçlü yağmur hücrelerinde SSB haberleşmesi mümkündür. Ancak Doppler etkisi nedeniyle ses robotikleşir ve hışıldar. Anlaşılırlığı artırmak için tane tane ve yüksek sesle konuşmak (ve gerekirse hecelemek) gerekir.

• Dijital Modlar (FT8, Q65 vb.): Klasik FT8 gibi modlar, rainscatter'ın neden olduğu yüksek frekans yayılmasına (doppler spread) karşı hassastır ve senkronizasyon kaybedebilir. Ancak WSJT-X yazılımındaki Q65 modu, mikrodalga saçılma modlarındaki bu faz kaymalarını tolere edebilecek şekilde özel olarak tasarlanmıştır ve dijital rainscatter operasyonlarında başarıyla kullanılmaktadır. FM modu ise bu tür bir faz bozulmasında tamamen işlevsiz kalır, asla kullanılmaz.

Sonuç: Yağmuru Takip Etmek

10 GHz'de rainscatter kovalamak, radar haritalarını (meteoroloji radarlarını) izlemeyi, fırtına hücrelerinin yönünü tahmin etmeyi ve anlık anten çevirmeyi gerektiren harika bir satranç oyunudur. 

Yurtdışında (Amerika'da) iki istasyonun görüşebilmesi amacıyla yapılmış bir site var.

rainscatter.com sitesinde siz ve karşı istasyon girilerek uygun bulutlar seçilebiliyor.

rainscatter.com

Maalesef Türkiye'de bulut yüksekliğini meteorolojiden almak mümkün olmadığı için bu tür bir çalışma yapamasam da, cep telefonundaki meteoroloji uygulaması veya web sayfası üzerinden yağmur bulutları takip edilebilir.

Elimizde uygun api olmasa da bazı görüntü işleme teknikleri ile Türkiye için harita sorununu çözdüm.

Şu an için http://rs.kayhan.name.tr adresinde (bazı browserlar otomatik düzeltiyor..ama başı http olacak. https değil) yayina geçmiş olan site üzerinden mikrodalga için hem rainscatter hem de direkt haberleşme için konuşmak istediğiniz istasyon ile hangi bulutların uygun olduğunu bulabilirsiniz. 

.

Bir diğer önemli konu da polarizasyon.

Eğer iki istasyon arasında görüşme denenecek ise bu polarizasyonda en verimlisi Vertikal'dir.. Yağmur damlaları vertikalde daha uzun oludğundan verim yükselir. Ancak karşı taraf (örneğin beacon ise) horizontal ise, herm vertikal hem horizontal olarak ihtimali değerlendirmek lazım.

Ankara ilinde 10.451.700 frekansında 7/24 çalışan Horizontal polarizasyonda bir beacon'umuz var. 

Yukarıda da bir ekran çıktısını görebileceğiniz bu beacon muhtemelen kırk ikindi yağmurları gibi yüksek bulutlu yağışlarda birkaç yüz km uzaktan bile duyulma ihtimaline sahip. Bu yüzden radyo amatörü iseniz dinlemeyi deneyin. Duyarsanız bana bir kaydını gönderin ki size SWL sertifikanızı gönderebileyim.

Bu beaconu dinlemek için ortak her iki istasyonu da görebilen bir noktada yüksek yağış bulutları olmalı.. 

www.heywhatsthat.com adresinden yaptığım çalışmayi yapay zeka ile İstanbul Kayışdağı merkezli bir nokta ile birleştirdiğimde olası yüksek qso olasılığına sahip bulut oluşma bögeleri şu şekilde çıktı.

Ankara- İstanbul Rainscatter Bulut Bölgeleri

Bir sonraki gök gürültülü sağanak yağışta telsizinizin başına geçmeyi ve anteninizi o kara bulutlara çevirmeyi unutmayın!

73!

Türkiye'nin ilk 10 GHz Uluslararası QSO'su.

 Herkese selamlar,

TA2SUA Alper arkadaşım ve ben bir süredir bu üst magic band çalışmalarımızı bildiğiniz gibi sürdürüyoruz. (Dİğer çalışmaları ve kullandığımız cihazların detaylarını 10 GHz denemeleri başlığı altında bulabilirsiniz.)

14.09.25 tarihinde Kırım'da yaşayan R6KH ile daha önceden sözleştiğimiz gibi ilk uluslararsı QSO'muzu gerçekleştirmek için buluştuk. Tabii öncesinde karşılıklı en ideal yerlerin belirlenmesi için değişik toollar kullanarak çalışmalar yaptık. Haritalar inceledik RF analizlari yaptık ve yerleri belirledik.

R6KH Sivastopol yakınlarında deniz seviyesinden 300-350m irtifada bir yerde konumlandı.

TA2SUA ve ben ise Amasra'da bulunan Seyir Tepesi'ne yerleştik.

Tam seyirlik bir tepe.. Amasra

Konumların HamGPS datası

Karşı tarafta 66cm bir çanak ve 2W bir güç bulunmakta,

R6KH ve setup'ı

Bizde ise iki cihaz seti bulunmaktaydı.

Birincisi TA2SUA'nın 25 dB kazançlı horn antene bağlı Kuhne G5 200mW çıkış gücüne sahip transverteri,

İkincisi ise F6BVA transverter + el yapımı PA katı ile yaklaşık 150-200mW güç üretebilen bir transverter, LNA ve 60 cm'lik bir çanak antenden oluşmaktaydı.

TA2SUA cihazların başında

TA2NC

Her üç istasyon da Icom IC-705 telsiz ile IF katını sürmekteydi.

IARU R1 de her ne kadar amatör band 10368 Mhz olsa da Türkiye regulasyonlarında 10450-10452 MHz arası olduğundan alma ve göndermede farklı frekanslar kullandık.

R6KH gönderme frekansı olarak 10368 kullanırken dinlemede bize uygun olan 10450'yi kullandı.

Biz de tam tersi şekilde gönderme ve alma frekanslarımızı buna göre ayarladık.

İlk denemelerimize saat 11 gibi başladık. 1.5-2 saat kadar hiçbir sinyal alamadık.

Biz ümidimizi kaybettiğimizde Andy (R6KH) mikrodalganın sabır işi olduğunu beklememiz gerektiğini bize iletti.

İletti diyorum evet aramızda bir haberleşme yapmamız lazımdı. Bu yüzden teknolojinin nimetlerinden faydalanıp bu görüşmeleri WhatsApp üzerinden gerçekleştirdik.

Saat 14:00 gibi, birden cihazların waterfall'larında bir çizgi gördük.. Biraz frekans kayıklığımız mevcuttu ve spot frekansın üstüne geldiğimizde Andy'nin sinyalini zaman zaman S5 seviyesine kadar okuyabildiğimizi fark ettik.

Q65 modunda haberleşmeye çalışırken

Sonra karşılıklı denemelerimiz başladı bazen cw bazen ssb bazen Q65 dijital modlarda yaptığımız denemelerde sorun bizim duymamızda değildi.

Ancak bizim düşük çıkış gücümüz ve Andy'nin bulunduğu bölgedeki 70 cm IF bandındaki yoğun QRM sonucu, bizi duymakta oldukça zorlandı.

Ama sabır hassas ayarlamalar ve biraz da şans ile görüşmemizi tamamladık.

73'ü alınca...

Böylece Rusya-Türkiye arasındaki ilk 10 GHz QSO'yu gerçekleştirdiğimiz gibi, Türkiyenin de ilk 10 GHz uluslararası görüşmesini yapmış olduk.

Daha sonrasında her ne kadar bizi çok zayıf duysa da , Andy SSB ile bir kapanış konuşması yaptı.

Bizim düşük gücümüzden dolayı çok istesek te SSB görüşme yapamadık ama o da bir başka zamana..

Bu arada belirtmek lazım, dünyanın eğiminden kaynaklı olarak aramızda direkt bir görüş hattı yok. Ama tropo propagasyon şartlarını kullanarak haberleşme gerçekleştirdik. 

Tropo nedir bilgisine https://ta2nc.blogspot.com/2019/02/tropo-nedir.html linkinden erişebilirsiniz.

322 KM bir mesafede yapılan bu görüşme bizim hobinin bu mikrodalga tarafında daha çok ilgi duymamıza sebep oldu.

Bölge ülkelerinden yeni 3cm çalışabilecek amatörler buldukça bu tür çalışmaları gerçekleştirmeye devam edeceğiz. Eğer Romanya Ukrayna ya da Bulgaristan hatta Yunanistan, Kıbrıs veya İsrail tarafından bunu bizim ile denemek isteyen amatör arkadaşlar olursa seve seve organize ederiz. 

Elbette nihai hedefim 3cm EME çalışmaları.. 

Andy ve arkadaşı R6KW'ya sabırlı ve güzel bu çalışmayı beraber gerçekleştirdiğimiz için tekrar çok teşekkür ederiz.

Aylar süren hazırlık..5 saatlik bir uğraş ve yediğimiz poyraz'ın sonucu :)


Burada da bu aktivite sırasında çektiğimiz bazı anları görebilirsiniz.

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 Figure'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.