- V posledních dnech června a začátkem července letošního roku se podařilo několik pokusů o příjem signálu EME v pásmu 47 GHz. Manfred DL7YC je naní QRV s výkonem 42W a stanice CT1BYM, EB3FRN a EA3HMJ již signál od Manfreda dekódovali. Několik informací a novinek od Manfreda v pokračování. Manfred TNX information and see you via Moon @ 47 GHz !!!
DL7YC po dlouhé době opět něco nového k oznámení:
V roce 2005 byla navázána EME spojení na 47 GHz mezi Sergejem, RW3BP a W5LUA, VE4MA a AD6FP. Bylo to oznámeno na několika konferencích a v některých publikacích. Protože jsem to věděl a nemohl jsem najít další stanice na 24 GHz pro QSO, začal jsem v roce 2018 přemýšlet, jak zvládnout/navázat dvoucestná EME spojení na 6mm vlnové délce.
Hned se vynořilo několik problémů:
1. Je anténa, kterou v současné době používám pro 24 GHz, dostatečně přesná, aby zvládla 6mm vlny (Ruzeho rovnice) ?
2. Jak výrazně snížit dostupný NF předzesilovače na 5,0 dB ?
3. Jak generovat výkon, dostatečný pro příjem ostatními ?
4. Jak je to s přesností sledování při šířce svazku 0,2° a jak kritické je najít další stanici na Měsíci s šířkou svazku také 0,2° (Měsíc je totiž objekt o velikosti 0,5°- poznámka OK1DFC)
Takže od začátku roku 2018 jsem se snažil motivovat / aktivovat starou i novou komunitu s určitým úspěchem. Na nizozemské EME konferenci jsem mluvil s Garym, AD6FP (nyní K6MG), později jsem vedl e-mailovou konverzaci s Barrym, VE4MA, který mi poslal kompletní dokumentaci svého vysokonapěťového zdroje TWT. Mezitím jsme (Japonsko/Německo) zahájili společný projekt "předzesilovač". Koupil jsem MMIC`s a Yuki, JA8CMY (SK 2021) postavit předzesilovače s velkou koordinaci a úsilí Mitsua, JA1WQF.
Samotné IC mají N/F kolem 2 dB na 47GHz. Předzesilovače, které jsme obdrželi z Japonska, vykazovaly víceméně tyto výsledky !!! Vzhledem k dostupnosti japonských předzesilovačů se Al, W5LUA, Hans, PA0EHG a Zdeněk, OK1DFC, Klaus, DC7KY a já, DL7YC rozhodli je zakoupit a integrovat do 47 GHz sestavy.
Mezitím (před COVID-19) jsme se (Klaus, DC7KY a Manfred, DL7YC) připojili k malé mikrovlnné konferenci ve Španělsku s tématem "Analýza sítě" a zaměřením na 47/76 GHz ! Konala se u Ibana (EB3FRN) doma, společně s Josém (EA3HMJ), Eddym, ON7UN a několika dalšími španělskými hamy. V těchto dnech jsme si užili spoustu zábavy při několika měřeních, kdy jsme testovali mnoho DB6NT 76 GHz transvertorů, prováděli měření šumu a poprvé jsme viděli výkon 47 GHz blízký 3 W ze dvou kombinovaných malých Kuhne 47GHz SSPA (sdružovač vyrobil Jose, EA3HMJ).
To bylo pro všechny inspirující, ale od JA1WQF víme, že postavil (s pomocí Yukiho) SSPA se spoustou WG sdružovačů a mnoha TGA4046, kolik je to práce !!! Tento zesilovač dává 11-12 W a to je úroveň TX výkonu, kterou potřebujete alespoň pro úspěšné oboustranné EME spojení na 47 GHz. V situacích, kdy je Měsíc v apogeu, v kombinaci s vysokým kmitočtovým rozptylem 47GHz odrazů (až 1000Hz) v letech 2022 -2024, by to nakonec nemusel být dostatečný výkon, který člověk potřebuje pro EME protistanici. V roce 2025 bude situace lepší s perigeem a menším rozptylem.
Jsem líný a nechci investovat příliš mnoho úsilí do mechaniky sdružovačů. Proto jsem se rozhodl pro zcela nové (v roce 2019) čipy APN 318 od Northrop Grumman. (psali jsme o nich na jiném místě našeho webu. poznámka OK1DFC) Předběžný datový list ukazoval výkony blížící se 10 W pro jedno zařízení. Musel jsem však vyřešit mnoho problémů, jako je odvod tepla, montáž a "bonding" čipu, hledání dilatačních čísel pro různé kovy a substrátu GaAs. Nakonec se podle nových informací z NG (nový datový list) ukázalo, že tento čip nemůže dodávat 10 wattů. A ukázalo se, že nemám dost znalostí na to, abych zůstal u tak složitého procesu se všemi složitými dílčími kroky !!! (10W výkonu bylo pro pulsní režim, ačkloiv v datasheetu byla aplikace určená pro 5G sítě. poznámka OK1DFC)
Hans, PA0EHG mi řekl, že v Kanadě existuje firma, která prodává použitý 19" rack s Hughes 8901 TWTA (42 - 46 GHz) včetně zdroje. S touto firmou jsem našel dohodu, že si mohu zesilovač před koupí vyzkoušet, protože jsem si nebyl jistý, jaký výkon lze při 47 GHz pomocí této elektronky generovat. Firma nedokázala výkon této úrovně změřit. Můj "kontrolní test" byl úspěšný, elektronka dodávala > 30 W @ 47 GHz bez jakýchkoli úprav. To byl začátek velmi pohodlného života ......., ale v tuto chvíli jsem nevěděl, kolik práce bude následovat:
Stojanový zesilovač byl 110V verze (testoval jsem nejprve se 110V síťovým napětím s proměnným transformátorem vypůjčeným od DC7KY). Nápis na zadní straně racku jasně ukazoval, že je potřeba pouze vyměnit pojistky, aby byl na 230 voltů standard EU. Udělal jsem to a výsledkem byl velký záblesk !!! ??
S pomocí Barryho výkresů PSU VE4MA (používá stejnou elektronku už v roce 2005) jsem zjistil důvod "velkého záblesku". Krabička je vzadu na boku označena 110/230V, ALE zesilovač nelze použít s 230V bez větších vnitřních úprav. A to jsem měl velké štěstí: uvnitř připájená přepěťová ochrana 120 V byla pouze odpálena a vyhodila 4A pojistku bez dalšího poškození !!!
Provedl jsem všechny potřebné úpravy, včetně nového větráku, jiných odboček žhavicího transformátoru a přeorganizování prvního hlavního zdvojovače napětí !!! Pak jsem "vyladil" napětí TWTA pro optimalizaci VF výstupu na 47 GHz.
Ale celý rack byl stále 20 kg těžký, aby se přiblížil k ohnisku paraboly a aby se vynechaly ztráty WG. Následovalo rozhodnutí s velkou dávkou odvahy (podobně jako vyřezat všechny paměťové čipy z mého prvního kostičkového počítače Macintosh podle časopisu Dr. Dobs Journal v 80. letech) rozřezat 19" rack na dva kusy:
č. 1 zůstal jako PSU
č. 2 se všemi WG věcmi, izolátory, směrovými spojkami, chladičem a elektronkou byl zcela zničen !!!
Elektronka byla namontována do malé napájecí skříňky, velmi blízko přepínače WG. Ukázalo se, že chladič byl navržen mnohem větší, 20% hmotnosti a teplotně řízený výkonný ventilátor byl plně dostačující. Nové měření bez všech "zbytečných" WG věcí ukázalo nárůst výkonu o více než 1 dB na 42 W výkonu !!!!.
Mezitím jsem našel schopného partnera, který navázal na projekt APN 318 -a jeho vývoj stále pokračuje. Dva zesilovače APN318 dohromady dokáží dodat až 8,9 wattu - a jsou maličké. Problém s odvodem tepla je také vyřešen - je řízen vodním chlazením. Jedná se o velmi účinný způsob, jak být v úsporném teplotním rozsahu, a tuto práci zvládne každé účinné vodní chlazení procesoru Graphic. Úsporný pracovní rozsah byl zaručen termogramem pracovního čipu v plné zátěži. Ve výrobě je tedy více těchto 47 GHz SSPA`s a zdá se, že 4 z nich by mohly stačit k vytvoření obousměrného kontaktu WSJT-X !!!
Ano, všichni CW puristé se teď budou jen usmívat. Ale použití digitální komunikace (bez ohledu na RW3PB`s před 20 lety vyvinutý program MWCW nebo moderní program Q65 jako součást WSJT-X) je JEDINÝ způsob, jak si otevřít šanci na vzájemné EME@47 GHz spojení. Ani ten nejlepší CW operátor nemůže SLYŠET echo z Měsíce na 47 GHz !!! Pokud neakceptujete "doodle traffic". jste mimo hru pro hraní si s EME na 47GHz.
Vrátíme-li se k situaci v roce 2022: Podmínky jsou horší ve srovnání s nimi v roce 2019, kdy JA1WQF, DC7KY a DL7YC úspěšně dekódovali W5LUA. Nyní je při severní deklinaci Měsíc vzdálen vždy 400 000 km. Navíc ve stejnou dobu máme vůbec největší kmitočtový rozptyl. Nízké elevační úhly (tj. 20 stupňů) zabraňují vysokému kmitočtovému rozptylu, ale přidávají značné - až 4 dB - atmosférického útlumu (oběma směry ...nahoru i dolů) kvůli delší cestě atmosférou. Vyšší elevační úhly tuto ztrátu snižují, ale zvyšují frekvenční rozptyl. (librace). Přesto však testy z června/července 2022 ukázaly pozoruhodné výsledky. DL7YC vysílá 42 W do 2,4m paraboly a DC7KY, RW3BP, CT1BYM a EA3HMJ přijímali signály se svými velmi odlišnými parabolami.
Miguel, CT1BYM přijímal DL7YC s 90cm offsetovou parabolou !!! parabolou a 1,8dB NF předzesilovačem s dobrým reportem. Čísla WSJT reportu nechci komentovat, protože jsou příliš optimistická. Důvodem je chybějící šumový výkon od spodní hranice BW přijímače (tj. 300 Hz) do nuly Hz. Výpočet S/N v programech končí nižší hodnotou, než je skutečná !!!
Jose, EA3HMJ přijímal DL7YC se 120cm parabolou, také s velmi dobrým předzesilovačem, který vyrobil Iban, EB3FRN. Signálové reporty ukazují stejná čísla jako CT1BYM.
Sergej, RW3BP přijal DL7YC se svou 240cm offsetovou parabolou (4dB NF předzesilovač) za použití svého programu MicroWaveCW. DL7YC vysílal 300 sec tímto programem pro integraci. Nejlepší true RX report byl -19dB.
Klaus, DC7KY přijal DL7YC se svou 240cm offsetovou parabolou za použití WSJT-X s reporty o něco lepšími než reporty ve Španělsku a Portugalsku. S velkými parabolami (240cm / 0,2 stupňů úhel svazku) používanými na obou stranách je vždy problém najít se na povrchu Měsíce. Sledování šumu Měsíce není dobrý nápad, protože Sluncem indukovaná horká skvrna na povrchu Měsíce se posouvá se stářím Měsíce (počáteční půlměsíc na pravé straně / koncový půlměsíc na levé straně - severní polokoule). Tento problém se nevyskytuje u malých antén, které "vidí" vždy na celý povrch Měsíce !!!
Dalším problémem je dopplerovský posun. Dnes jsou všichni synchronizováni s GPS a různé programy počítají dopplerovský posun na DX Loc s přesností menší než 10Hz v reálném čase. Programy však počítají aktuální kmitočtový posun na základě středu Měsíce. Ale ... pro velké antény se přidává další dopplerovský posun. Není snadné "umístit" svůj TX spot přesně do středu Měsíce. Jakýkoli posun o nepatrný zlomek stupně, vlevo nebo vpravo, má za následek +/- AF frekvenční posun vypočteného a oznámeného qrg.
WSJT nebo jakýkoli jiný integrační program musí přesně znát nejnižší vysílaný AF kmitočet jako synchronizační referenci. Pokud je tato reference daleko (tj. 100 -150 Hz) od očekávaného qrg, což se může snadno stát chybami sledování, je velmi obtížné ji dekódovat v reálném čase. Tento jev je třeba více sledovat.
K doplnění příběhu je zapotřebí poslední informace: typická hodnota šumu Slunce je 10 dB / studená obloha a typická hodnota šumu Měsíce je 1 dB / studená obloha. Tyto hodnoty platí od 90cm paraboly a u větších parabol nebudou vyšší, protože se jedná pouze o měření teploty !!!
Testy s W5LUA a JA1WQF jsou plánovány na chladnější podzimní dny. Některé další stanice byly velmi blízko stavu 47GHz EME RX, tj. PA0EHG, OK1DFC a EB3FRN.......
Zatím, kromě QSO`s v roce 2005, pouze DC7KY a DL7YC dokončili 47 GHz EME 2-way spojení, ale jakmile bude k dispozici TX výkon, uvidíme určitě více 47 GHz 2-way spojení z jiných zemí.
DL7YC červenec 2022
