https://ars-italia.blogspot.com/2021/04/dai-gigahertz-ai-terahertz-prima-parte.html
Di tutto e di più sulle mie esperienze radioamatoriali, in special modo sui "modi digitali lenti" (WSPR, OPERA, QRSS) e sulle microonde in genere.
Ciascun lettore potrà utilizzare come meglio crede le mie sperimentazione, ma a suo rischio e pericolo, sollevando il sottoscritto autore dell’articolo da qualunque responsabilità.
12 aprile 2021
28 giugno 2020
Montaggio non tradizionale di una Parabola Offset per 10GHz
In microonde l'uso dell'antenna parabolica è pressochè obbligatorio quando si vogliano affrontare distanze importanti.
Le parabole sono sostanzialmente di 2 tipi: "PRIMO FUOCO" e "OFFSET".
La "primo fuoco" la si vede sui tralicci degli impianti di telecomunicazioni, il contorno è circolare e l'illuminatore è montato nel punto centrale della parabola..
La "offset" invece ha preso piede con l'avvento della TV satellitare, non è perfettamente circolare e l'illuminatore è posizionato fuori dal centro geometrico, da cui il nome.
I vantaggi della "primo fuoco" sono:
- puntamento intuitivo
- facilmente disponibile nel mercato del surplus
Lo svantaggio invece è che l'illuminatore "oscura" parte del fascio prodotto diminuendone l'efficienza.
I vantaggi della "offset" sono invece:
- costo basso e facilita' di reperimento (installatori TV)
- leggerezza
- l'illuminatore è piazzato fuori dal fascio, per cui non crea attenuazioni
- disponibilità a bassissimo costo (5euro) dell'LNB TVSAT di recente generazione, utilizzabile per i 10GHz.
Lo svantaggio: il puntamento in elevazione non è intuitivo (punta MOLTO più in alto di come sembrerebbe), come si può vedere nel disegno qui sotto.
In portatile è sempre un problema stabilire quando la parabola sia puntata a 0° di elevazione sull'orizzonte, e, a 10GHz, con diametri di 60cm, il guadagno è ben superiore ai 30dB, quindi il fascio è stretto, e il rischio di perdere il corrispondente è alto.
Curiosando in giro ho scoperto un sistema di montaggio che permette di essere sicuri del puntamento in elevazione: montata "coricata".
Più di tante parole valgono queste immagini:
Montandola così si ha la certezza di essere puntati sull'orizzonte.
E' vero, occorre modificare il sistema di fissaggio, ma nella maggior parte dei casi sono veramente modifiche semplici, e ci si può sbizzarrire a trovare le migliori soluzioni.
In questa mia realizzazione ho privilegiato la leggerezza, visto che praticando il QRP devo recarmi necessariamente in montagna a piedi, e meno roba c'è nello zaino e meglio è..
Sulla lastra superiore (e' di vetronite da circuito stampato, senza rame, spessore 1.6mm, per facilità di realizzazione, ma anche di allumino va bene) è disegnata in rosso una freccia (si vede poco) che indica la direzione di puntamento in azimut.
Nel mio caso è bastato un seghetto e un trapano per lavorare i 2 pezzi di vetronite.
Non aggiungo altro per non annoiarvi, e resto a disposizione per eventuali chiarimenti
Buone autocostruzioni e buoni DX.
73 da Mauro IK1WVQ - K1WVQ
Le parabole sono sostanzialmente di 2 tipi: "PRIMO FUOCO" e "OFFSET".
La "primo fuoco" la si vede sui tralicci degli impianti di telecomunicazioni, il contorno è circolare e l'illuminatore è montato nel punto centrale della parabola..
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| Parabola "primo fuoco" |
La "offset" invece ha preso piede con l'avvento della TV satellitare, non è perfettamente circolare e l'illuminatore è posizionato fuori dal centro geometrico, da cui il nome.
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| Parabola "offset" |
I vantaggi della "primo fuoco" sono:
- puntamento intuitivo
- facilmente disponibile nel mercato del surplus
Lo svantaggio invece è che l'illuminatore "oscura" parte del fascio prodotto diminuendone l'efficienza.
I vantaggi della "offset" sono invece:
- costo basso e facilita' di reperimento (installatori TV)
- leggerezza
- l'illuminatore è piazzato fuori dal fascio, per cui non crea attenuazioni
- disponibilità a bassissimo costo (5euro) dell'LNB TVSAT di recente generazione, utilizzabile per i 10GHz.
Lo svantaggio: il puntamento in elevazione non è intuitivo (punta MOLTO più in alto di come sembrerebbe), come si può vedere nel disegno qui sotto.
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| Geometria della parabola "offset" |
In portatile è sempre un problema stabilire quando la parabola sia puntata a 0° di elevazione sull'orizzonte, e, a 10GHz, con diametri di 60cm, il guadagno è ben superiore ai 30dB, quindi il fascio è stretto, e il rischio di perdere il corrispondente è alto.
Curiosando in giro ho scoperto un sistema di montaggio che permette di essere sicuri del puntamento in elevazione: montata "coricata".
Più di tante parole valgono queste immagini:
Montandola così si ha la certezza di essere puntati sull'orizzonte.
E' vero, occorre modificare il sistema di fissaggio, ma nella maggior parte dei casi sono veramente modifiche semplici, e ci si può sbizzarrire a trovare le migliori soluzioni.
In questa mia realizzazione ho privilegiato la leggerezza, visto che praticando il QRP devo recarmi necessariamente in montagna a piedi, e meno roba c'è nello zaino e meglio è..
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| Modifica alla staffa di fissaggio |
Sulla lastra superiore (e' di vetronite da circuito stampato, senza rame, spessore 1.6mm, per facilità di realizzazione, ma anche di allumino va bene) è disegnata in rosso una freccia (si vede poco) che indica la direzione di puntamento in azimut.
Nel mio caso è bastato un seghetto e un trapano per lavorare i 2 pezzi di vetronite.
Non aggiungo altro per non annoiarvi, e resto a disposizione per eventuali chiarimenti
Buone autocostruzioni e buoni DX.
73 da Mauro IK1WVQ - K1WVQ
2 giugno 2020
NUOVI “HB100” . MODIFICHE
Quando abbiamo cominciato a interessarci dei moduletti HB100, questi arrivavano dai venditori come li vedete qui sotto: sotto il bollino “Q.C. PASSED” era presente una vite che permetteva una agevole regolazione della frequenza.
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| HB100 prima serie, con vite di regolazione |
Purtroppo già dagli inizi del 2019 il foro rimaneva, ma la vite di regolazione era scomparsa, e la frequenza, a questo punto fissa, era oltre i 10500MHz, quindi inutilizzabile per i nostri scopi.
Ultimamente (primi mesi del 2020) è scomparso anche il foro, il coperchietto di alluminio è più sottile (5.5mm contro i 7.7mm delle prime serie), e la frequenza è fissa intorno ai 10550MHz, quindi sempre peggio!
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| nuovo modello |
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| senza vite di regolazione ! |
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| più sottile ! |
Occorre quindi inventarsi qualcosa per abbassare la frequenza. Come è noto, avvicinando del metallo alla pastiglia di ceramica (“DRO”) la frequenza SALE, per cui l'unico modo per ridurla è di ALLONTANARE le masse metalliche dal DRO. (sconsiglio, per esperienza personale, i sistemi di incollare un'altro DRO, opportunamente ridotto di spessore, sull'esistente.. La ceramica è veramente dura da carteggiare, e poi si rischia di ridurne il Q aumentando l'instabilità.
Personalmente ho escogitato il sistema che vado a raccontarvi.
PRIMA MODIFICA: SEMPLICE ED EFFICACE
Per prima cosa ho effettuato un foro di 11.5mm, sul coperchietto di alluminio, posizionato in modo che risulti sulla verticale della pastiglia DRO.
Il coperchietto si rimuove facilmente alzando DELICATAMENTE le linguelle con cui è fissato al suo circuito (basta alzarne due). Attenzione alla posizione del dentino che evita di montare il coperchio al contrario.
Nella foto si vede il foro e la pastiglia di ceramica.
In questo modo la frequenza è scesa a 10437MHz, ovvero in piena banda FM, come si desiderava.
Purtroppo non lo si può lasciare così perchè anche solo avvicinando la mano al foro si hanno importati (decine di MHz) variazioni di frequenza.
Occorre quindi realizzare una copertura rialzata che permetta di isolare l'interno del modulo e che non alzi di molto la frequenza, in modo da restare quantomeno in banda OM.
Allo scopo si utilizzano due pezzi di laminato FR4 per circuito stampato, uno senza rame completamente, e uno con il rame da una sola faccia, entrambi di spessore 1.6mm.
Il primo pezzo si incolla con il solito cianoacrilato, centrato sul foro del coperchietto.
Il Foro che si vede sul laminato ha diametro 8mm, e a rigore per ora non serve. Se possibile è meglio farlo, perchè verrà utile per una ulteriore modifica.
Sopra questo primo pezzo totalmente senza rame si incolla con il solito cianoacrilato il secondo pezzo, con il rame verso l'alto.
A questo punto si “ricopre” il tutto con nastro adesivo metallico di alluminio, al solo scopo di “metallizzare” i bordi verticali dei due pezzi di laminato, in modo da schermare il più possibile il DRO dagli influssi esterni.
La frequenza misurata è adesso di 10475MHz, fissa ma in banda.. Per ora facciamocela andare bene.
(oggigiorno la ricezione avviene tramite LNB e programmi SDR, per cui è il corrispondente che ci viene a cercare, a noi basta comunicargli la nostra frequenza).
Tutto qui, non serve altro .. La modifica è semplice, basta un trapano e un seghetto per tagliare a misura i pezzi di FR4. Non c'è alcuna criticità, salvo che il foro va effettuato sopra alla pastiglia di ceramica, e lo spessore dei pezzi di laminato, che deve essere di 1.6mm.
(aumentando lo spessore, esempio utilizzando tre pezzi di laminato, la frequenza potrebbe ancora diminure, avvicinandosi ai 10437MHz ottenuti in aria libera, ma non ho provato questa opzione),
ULTERIORE MODIFICA
Siccome l'appetito vien mangiando, a questo punto nasce la voglia di poter regolare la frequenza, reintroducendo la vite di regolazione.
Devo premettere che non sono molto d'accordo circa la possibilità di regolare la frequenza sul campo: ogni sistema meccanico utilizzabile crea necessariamente instabilità e microfonicità, e il rischio di finire fuori frequenza è alto, Ai tempi dei gunnplexer era una necessità ineluttabile, e se ne accettavano i rischi, ma i sistemi moderni di ricezione, come già detto, rendono inutile questa complicazione.
Propongo tuttavia la mia idea, avvisando però che non ho ancora potuto realizzarla per mancanza di un modulo su cui lavorare.
Meccanicamente non è difficile: basta saldare un dado da 4MA sul rame del pezzo di laminato superiore, dopo aver realizzato un foro da 4.5mm, il tutto centrato sulla pastiglia DRO.
E' preferibile un dado di ferro o di ottone, perchè sull'inox si salda male a stagno.
Avvitando nel dado una vite da 4MA sarà possibile regolare la frequenza da 10475MHz a salire, ma purtroppo non a scendere!
A questo punto è finalmente chiaro il motivo del foro fatto nel pezzo di laminato inferiore!
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| ipotesi di lavoro per la vite di regolazione |
--- LA MODULAZIONE --- DOLENTI NOTE !!! (o forse no)
Riporto lo schema di un classico modulatore con LM317, di cui avevo già parlato nell'articolo "10GHz FACILI prima parte"
La tensione di uscita (4.8V) è fissa, determinata dai resistori R1 e R2. Considerate le tolleranze dei componenti, consiglio di verificare che la tensione prodotta non superi i 4.9V prima di connettere l'HB100. Comunque lo zener da 5.1V, marcato "OBBLIGATORIO", aiuta a preservare in vita il gasfet interno, abbastanza poco incline a sopportare tensioni oltre ai 5V, così come i due diodi 1N4148 evitano che i picchi audio portino la tensione a valori pericolosi.
AGGIORNAMENTO: mi è stato segnalato che alcuni moduli HB100 "nuovi" sembrerebbero essere modulabili anche con il sistema "IF".. attendo verifiche e vi terrò informati.
Con questo è veramente tutto. Ringrazio l'amico Carlo IK1INW di Genova, fornitore ufficiale del modulo e di idee in merito a queste modifiche.
Riporto Il link al venditore (uno dei tanti) di questi moduli :
https://www.ebay.it/itm/5Pcs-HB100-Microwave-Sensor-Doppler-Radar-Wireless-Module-Motion-Detector/173396869910?hash=item285f424316:g:scsAAOSwj3xbP0Vk
Link alla serie di articoli sull'uso dei moduli HB100:
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
a disposizione per ogni chiarimento.
Buon lavoro e a presto in frequenza.
73 da Mauro IK1WVQ – K1WVQ
28 gennaio 2020
"10GHz FACILI" prima parte:
TX 10GHz CON MODULO "HB100"
Questa serie di articoli fa seguito a un paio di "serate tecniche" che ho tenuto presso le sezioni ARI di Ivrea e di Genova, in cui ho parlato di questa possibilità per iniziare a trasmettere e a divertirsi in microonde (10GHz, per ora).
In queste due slide sono riassunte le caratteristiche salienti del progetto:
Rimando gli interessati alle slide delle serate e alla registrazione video delle medesime.
In fondo a questo articolo troverete tutti i link ai fornitori dei componenti e agli articoli di approfondimento.
il modulo "HB100" è un dispositivo utilizzato primariamente come "radar doppler" nei sensori di presenza "volumetrici" e nei sistemi di misurazione della velocita' di un oggetto.
Sostiuisce i vecchi moduli con diodo Gunn, noti impropriamente come "Gunnpplexer", molto apprezzati dai radioamatori negli anni 70, con cui si realizzarono i "gigafoni", ovvero RTX portatili molto performanti (per i tempi).
l'HB100 richiede una singola alimentazione a 5V, valido quindi per essere alimentato da un "power bank" per telefonini e consuma una trentina di mA.
E' possibile modularlo in WBFM iniettando l'audio (o il video) nella porta "IF" del modulo, sfruttando la curva tensione-capacità della giunzione di uno dei dei diodi mixer (idea di Paulo CE3VNA).
Detto ciò, procediamo con la costruzione del trasmettitore.
Questo è lo schema che utilizzo normalmente:
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| schema completo del trasmettitore |
Come potete vedere non c'è nulla di complicato. Sono veramente pochissime saldature.
Il modulo microfonico è un piccolo mostro: utilizza il chip MAX9814, amplificatore con AGC della MAXIM. L'ho scelto perchè ho voluto improntare il tutto alla massima semplicità, visto che questo articolo è pensato per gli OM alle prime armi.
E' comunque possibile sostituire il modulo audio con un piccolo preamplificatore audio, semplice ma con prestazioni minori del MAX9814.
Vi propongo uno schema di un possibile modulatore convenzionale:
Come vedete nello schema del TX compare un resistore in parallelo al power-bank, senza valore indicato. Purtroppo per alcuni power-bank i circa 30mA di consumo dell'HB100 sono troppo pochi e quindi tendono a spegnersi. Il resistore serve appunto a fornire una corrente aggiuntiva che costringa il Power-bank a rimanere acceso. Nei tre modelli testati, uno non richiede alcun resistore, un altro invece vuole 100 ohm, il terzo si accontenta di un LED con in serie 220 ohm. Tutto dipende quindi dal power-bank che adottate.
Chi vuole invece usare una classica batteria da 6 o 12V non ha bisogno di questo artificio, ma si ricordi che i 5V devono essere stabilizzati, quindi utilizzare un regolatore di tensione (7805 per batterie a 12V).
il potenziometro da 2k va regolato in modo che l'inviluppo di modulazione occupi un canale di circa 150kHz, parlando con voce normale nel microfono.
Il montaggio può essere effettuato su una basetta 1000 fori, non essendoci collegamenti interessati da RF.
Per ottenere una sufficiente stabilità di frequenza dall'HB100 è necessario posizionarlo in modo che risulti il più lontano possibile da masse in movimento (mani, persone), oppure schermarlo adeguatamente, per esempio mettendolo dentro a un'antenna horn come ho fatto con il mio prototipo di "DROplexer":
Come potete vedere dalle foto, tanta schermatura con nastro metallico, e ancora non basta..
L'deale è comunque mettere l'HB100 dentro a una scatoletta plastica, in modo da isolarlo dal vento, e piazzarlo su un piccolo supporto autonomo, tipo mini cavalletto fotografico.
Tutta l'elettronica e il microfono sono ad almeno un metro di distanza, connessi con il modulo tramite un cavetto schermato con 2 conduttori più schermo (GND, +5V, audio). Ottimi si sono rilevati i cavi bianchi da sistema antifurto (noti agli elettricisti come "2 per 0.22 mmq più schermo").
Come avrete capito, per le prime prove, e per i QSO in vista ottica fino a una cinquantina di km, non è necessaria un'antenna esterna, ma è sufficiente quella a "patch" interna all'HB100.
Oltre all'HB100 esistono in commercio, e nel surplus, altri moduli per 10GHz, più o meno simili, alcuni anche migliori dal punto di vista meccanico. L'amico installatore di sistemi antifurto potrebbe averne, dismessi da impianti obsoleti, pronti per essere utilizzati.
C'è anche un ottimo modulo della Microwave_Solution, venduto da RS_COMPONENTS (Codice RS 883-7844). Costa più del doppio degli HB100, ma ha una meccanica spettacolare ed è dotato di vite di regolazione della frequenza.
I due diodi 1N4148 in antiparallelo servono per clippare i picchi dell'audio, allo scopo di evitare che si verifichi il superamento della tensione massima di alimentazione del modulo.
Allo stesso scopo serve il diodo zener, segnato come "OBBLIGATORIO".
Chi scrive si è messo sulla coscienza almeno un paio di HB100 durante le prove iniziali..
L'alimentazione (da 8V in sù) può derivare da una batteria a 12V, oppure da due power_bank in serie, come vedremo meglio in seguito.
Prima parte (TX 10GHz con modulo HB100):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Seconda parte (ricevitore con LNB e chiavetta DVBT):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-seconda-parte-ricevitore.html
Terza parte ('strumentazione' e taratura del TX):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-terza-parte-strumentazione.html
Quarta parte (antenne e setup):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-quarta-parte-antenne-e.html
Slide della serata tecnica del 24/01/2020 all'ARI di Genova:
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| Modulatore audio alternativo senza l'uso del MAX9814 |
Come vedete nello schema del TX compare un resistore in parallelo al power-bank, senza valore indicato. Purtroppo per alcuni power-bank i circa 30mA di consumo dell'HB100 sono troppo pochi e quindi tendono a spegnersi. Il resistore serve appunto a fornire una corrente aggiuntiva che costringa il Power-bank a rimanere acceso. Nei tre modelli testati, uno non richiede alcun resistore, un altro invece vuole 100 ohm, il terzo si accontenta di un LED con in serie 220 ohm. Tutto dipende quindi dal power-bank che adottate.
Chi vuole invece usare una classica batteria da 6 o 12V non ha bisogno di questo artificio, ma si ricordi che i 5V devono essere stabilizzati, quindi utilizzare un regolatore di tensione (7805 per batterie a 12V).
SUPERANDO I 5.2 V SI BRUCIA IL GASFET INTERNO ALL'HB100 !!!
(nel dubbio mettete uno zener da 5.1V tra ingresso +5 dell'HB100 e GND!)
Il montaggio può essere effettuato su una basetta 1000 fori, non essendoci collegamenti interessati da RF.
Per ottenere una sufficiente stabilità di frequenza dall'HB100 è necessario posizionarlo in modo che risulti il più lontano possibile da masse in movimento (mani, persone), oppure schermarlo adeguatamente, per esempio mettendolo dentro a un'antenna horn come ho fatto con il mio prototipo di "DROplexer":
Come potete vedere dalle foto, tanta schermatura con nastro metallico, e ancora non basta..
L'deale è comunque mettere l'HB100 dentro a una scatoletta plastica, in modo da isolarlo dal vento, e piazzarlo su un piccolo supporto autonomo, tipo mini cavalletto fotografico.
Tutta l'elettronica e il microfono sono ad almeno un metro di distanza, connessi con il modulo tramite un cavetto schermato con 2 conduttori più schermo (GND, +5V, audio). Ottimi si sono rilevati i cavi bianchi da sistema antifurto (noti agli elettricisti come "2 per 0.22 mmq più schermo").
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| (setup di Paolo IK1ZYW) |
Come avrete capito, per le prime prove, e per i QSO in vista ottica fino a una cinquantina di km, non è necessaria un'antenna esterna, ma è sufficiente quella a "patch" interna all'HB100.
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ALTRI TIPI DI MODULI PER 10GHZ
C'è anche un ottimo modulo della Microwave_Solution, venduto da RS_COMPONENTS (Codice RS 883-7844). Costa più del doppio degli HB100, ma ha una meccanica spettacolare ed è dotato di vite di regolazione della frequenza.
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| altro tipo di modulo |
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| modulo Microwave_solution |
Purtroppo parecchi di questi moduli non si lasciano modulare tramite l'iniezione dell'audio sulla porta "IF", a causa di una diversa circuiteria interna, e quindi occorre realizzare un modulatore classico che sovrapponga l'audio alla tensione di alimentazione "5V" del modulo.
Lo schema di questo tipo di modulatore non è nulla di trascendentale:
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| schema modulatore tradizionale per moduli non HB100 |
I due diodi 1N4148 in antiparallelo servono per clippare i picchi dell'audio, allo scopo di evitare che si verifichi il superamento della tensione massima di alimentazione del modulo.
Allo stesso scopo serve il diodo zener, segnato come "OBBLIGATORIO".
Chi scrive si è messo sulla coscienza almeno un paio di HB100 durante le prove iniziali..
L'alimentazione (da 8V in sù) può derivare da una batteria a 12V, oppure da due power_bank in serie, come vedremo meglio in seguito.
Nel prossimi articoli analizzaremo nel dettaglio il sistema ricevente (ancor più semplice!) e sopratutto come mettere in frequenza il TX, pur non disponendo di strumentazione.
Per ogni delucidazione o domanda non esitate a contattarmi:
LINK UTILI:
Prima parte (TX 10GHz con modulo HB100):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Seconda parte (ricevitore con LNB e chiavetta DVBT):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-seconda-parte-ricevitore.html
Terza parte ('strumentazione' e taratura del TX):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-terza-parte-strumentazione.html
Quarta parte (antenne e setup):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-quarta-parte-antenne-e.html
Slide della serata tecnica del 24/01/2020 all'ARI di Genova:
Modulo HB100:
Amplificatore microfonico:
Gruppo Facebook: "HB100 10GHz"
"10GHz FACILI" seconda parte:
RICEVITORE FM 10GHz CON LNB TVSAT
Continuiamo con il secondo articolo della serie esaminando la parte ricevente del nostro sistema di cui abbiamo iniziato la desrizione qui:
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Cominciamo con la slide che lo descrive:
La "chiavetta DVBT" è un piccolo ma potente ricevitore SDR nato per la TV digitale terrestre, e in seguito utilizzato dai radioamatori come ricevitore da 30 a 1800 MHz circa, a seconda dei modelli.
In alternativa e' possibile collegare la chiavetta DVBT a uno smartphone ANDROID e scaricare l'APP "SDRTouch". Otterremo circa le stesse potenzialità del SDRsharp in uno spazio molto più ridotto (zaino per gli escursionisti)..
Un'ultima ulteriore alternativa è l'utilizzo di un RX "scanner" al posto della chiavetta.
Tantissimi sono i modelli disponibili, però bisogna verificare che possano ricevere la WBFM nelle frequenza tra 600 e 800 MHz . Ho trovato alcuni modelli in cui la WBFM è limitata alle frequenze da 88 a 108 MHz .. occhio!
Nelle "serate tecniche" ho usato il modello YAESU VR-120 prestatomi da un amico (Grazie Luca!), ed è visibile nella prima slide della serata.
Come indicato sopra, l'LNB richiede una alimentazione tra i 9 e 1 14V. Al di sopra dei 14 V avviene la commutazione tra polarizzazione orizzontale (quella che normalmente usiamo) e verticale.
Siccome il criterio base che ha ispirato del progetto è la portatilità e quindi il peso molto ridotto, una batteria al piombo tipo antifurto sarebbe troppo pesante, per cui ho risolto il problema collegando in serie due power bank da telefonino, seguendo questo schema:
Così avremo a disposizione sia i 5V per il TX che i 10V per l'LNB (o per.l'alimentazione di un modulatore classico per i moduli non HB100).
Mi raccomando di non dimenticare i 2 diodi indicati (1N4007 o simili, vanno tutti bene), servono a non danneggiare i dispositivi nel caso che uno dei due power bank si dovesse spegnere.
Nel prossimo articolo vedremo come trasformare il nostro ricevitore appena assemblato in un potente RICEVITORE PANORAMICO ("mai dire Analizzatore di Spettro" direbbe in questo caso la Gialappas.. e avrebbe ragione! HI!), che ci sarà molto utile per esplorare segmenti di banda più larghi dei circa 2 Mhz permessi dal SW SDRsharp, e per mettere finalmente in frequenza il nostro TX.
Slide della serata tecnica del 24/01/2020 all'ARI di Genova:
http://www.stmb.it/presentazione_10GHz_semplici_Genova_2020_V1.pdf
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Cominciamo con la slide che lo descrive:
"un grande passo in avanti" è riferito ai sistemi con "Gunnplexer" che utilizzavano in ricezione un diodo mixer molto rumoroso.
Vediamo lo schema per poi trattare i singoli componenti.
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| schema del ricevitore per 10GHz |
L'LNB svolge funzioni di frontend e downconversion, dai nostri 10GHz a frequenze intorno ai 700MHz.
Deve essere alimentato a tensione tra 9 e 14V, e questa tensione viene iniettata nel cavo coassiale di discesa tramite un dispositivo chiamato "Bias Tee", facilmente autocostruibile o acquistabile su Ebay (vedi al termine dell'articolo i link relativi). In alternativa al Bias Tee è possibile usare uno "splitter" per TVSAT, reperibile presso qualsiasi rivenditore di materiale elettrico.
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| Splitter TVSAT |
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| Bias_Tee |
La "chiavetta DVBT" è un piccolo ma potente ricevitore SDR nato per la TV digitale terrestre, e in seguito utilizzato dai radioamatori come ricevitore da 30 a 1800 MHz circa, a seconda dei modelli.
E' disponibile praticamente ovunque su internet, a prezzi veramente bassi, basta fare una ricerca per "dongle DVBT RTL2832" e si trova il tutto. L'importante è che utilizzi al suo interno i chip RTL2832 e R820T. normalmente il venditore lo specifica
Ultimamente è uscito un modello più performante, ma solo per chi lo vuole usare come ricevitore in HF o VHF/UHF. Per io nostro scopo va bene uno qualsiasi, dal momento che è l'LNB che conta ai fini delle prestazioni in ricezione. Comunque in fondo trovate il link anche a questo modello.
A questo punto serve un software specifico che ci permetta di interagire con la chiavetta e visualizzare, oltrechè ricevere, i segnali dei nostri corrispondenti.
Rimando per tutto ciò a un ottimo articolo di Ivo I6IBE che potete trovare qui:
Per quanto riguarda il software, il più diffuso e il migliore è senz'altro "SDRsharp", lo consiglio caldamente. Trovate nell'articolo di I6BIE le istruzioni per installare il SW e i drivers.
In alternativa e' possibile collegare la chiavetta DVBT a uno smartphone ANDROID e scaricare l'APP "SDRTouch". Otterremo circa le stesse potenzialità del SDRsharp in uno spazio molto più ridotto (zaino per gli escursionisti)..
Un'ultima ulteriore alternativa è l'utilizzo di un RX "scanner" al posto della chiavetta.
Tantissimi sono i modelli disponibili, però bisogna verificare che possano ricevere la WBFM nelle frequenza tra 600 e 800 MHz . Ho trovato alcuni modelli in cui la WBFM è limitata alle frequenze da 88 a 108 MHz .. occhio!
Nelle "serate tecniche" ho usato il modello YAESU VR-120 prestatomi da un amico (Grazie Luca!), ed è visibile nella prima slide della serata.
Come indicato sopra, l'LNB richiede una alimentazione tra i 9 e 1 14V. Al di sopra dei 14 V avviene la commutazione tra polarizzazione orizzontale (quella che normalmente usiamo) e verticale.
Siccome il criterio base che ha ispirato del progetto è la portatilità e quindi il peso molto ridotto, una batteria al piombo tipo antifurto sarebbe troppo pesante, per cui ho risolto il problema collegando in serie due power bank da telefonino, seguendo questo schema:
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| alimentatore per RX e TX |
Così avremo a disposizione sia i 5V per il TX che i 10V per l'LNB (o per.l'alimentazione di un modulatore classico per i moduli non HB100).
Mi raccomando di non dimenticare i 2 diodi indicati (1N4007 o simili, vanno tutti bene), servono a non danneggiare i dispositivi nel caso che uno dei due power bank si dovesse spegnere.
Nel prossimo articolo vedremo come trasformare il nostro ricevitore appena assemblato in un potente RICEVITORE PANORAMICO ("mai dire Analizzatore di Spettro" direbbe in questo caso la Gialappas.. e avrebbe ragione! HI!), che ci sarà molto utile per esplorare segmenti di banda più larghi dei circa 2 Mhz permessi dal SW SDRsharp, e per mettere finalmente in frequenza il nostro TX.
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LINK UTILI
Prima parte (TX 10GHz con modulo HB100):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Seconda parte (ricevitore con LNB e chiavetta DVBT):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-seconda-parte-ricevitore.html
Terza parte ('strumentazione' e taratura del TX):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-terza-parte-strumentazione.html
Quarta parte (antenne e setup):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-quarta-parte-antenne-e.html
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Seconda parte (ricevitore con LNB e chiavetta DVBT):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-seconda-parte-ricevitore.html
Terza parte ('strumentazione' e taratura del TX):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-terza-parte-strumentazione.html
Quarta parte (antenne e setup):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-quarta-parte-antenne-e.html
Slide della serata tecnica del 24/01/2020 all'ARI di Genova:
http://www.stmb.it/presentazione_10GHz_semplici_Genova_2020_V1.pdf
Bias_Tee:
Chiavetta DVBT adatta alle nostre necessità (una delle tante):
Chiavetta DVBT performante (per uso come ricevitore HF/VHF/UHF):
Software SDRsharp (vedere istruzioni nell'articolo di Ivo I6IBE):
"10GHz FACILI" terza parte:
'strumentazione' e taratura del TX
LA 'STRUMENTAZIONE'
Come già detto, i software che gestiscono le chiavette DVBT non permettono di visualizzare più di un paio di MHz di banda alla volta. La cosa è più che sufficiente per l'uso nel QSO, ma in laboratorio occorre disporre di uno strumento che ci permetta di "vedere" una banda maggiore, dal momento che la frequenza dei moduli HB100 presenti in commercio spazia all'origine da circa 10300 a 10600 MHz, e quindi per portarli all'interno della nostra banda, (che nel caso della WBFM è compresa tra 10400 e 10500 MHz), occorre "pescare" la frequenza iniziale del modulo.
Un simile strumento esiste da decenni, è l'Analizzatore di Spettro: molto potente e anche MOLTO costoso!
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| tipico Analizzatore di Spettro commerciale |
E' ovvio che serve una soluzione alternativa a prezzo basso, anche accettando una riduzione delle performances, ma che ci permetta di effettuare le misure che ci servono.
Fortunatamente è possibile convertire il nostro RX (LNB + chiavetta DVBT) in un qualcosa che possa emulare le funzionalità di un analizzatore di spettro.
Come? semplice: con un software che effettui velocemente una scansione del range di frequenze impostato e ci presenti il risultato su un display.
Occorre qui usare tutte le cautele del caso: il risultato non è così perfetto come quello che si ottiene con uno strumento professionale, ma, visto che per chi ha già pronto il ricevitore il costo è ZERO, diciamo che ce lo possiamo far andare bene!
Un consiglio: per rispetto a chi ha investito migliaia di euro in uno strumento in "carne ed ossa", il nostro non chiamiamolo "analizzatore di spettro", ma magari "ricevitore panoramico". HI!
Il software che propongo si chiama "SPEKTRUM", lo trovate in rete al link indicato in fondo all'articolo.
non richiede installazione, basta scompattare lo zip in una cartella e lanciare l'eseguibile "spektrum.exe"
All'inizio sembra un pò ostico, ma dopo una mezzoretta di pratica, leggendo l'help, lo si maneggia facilmente.
Chi si trovasse in difficoltà può editare il file "config.csv" con un qualsiasi editor, e sostituire la riga "autosave" (la seconda) con questa:
640000000,740000000,1000,-60,0,0,24000000,1800000000,240000000,1,20,0,AutoSave
Vedrete che ho settato le configurazioni in modo che le frequenze, nella riga in basso siano indicate tenendo conto dell'offset di 9750 MHz dovuto alll'oscillatore locale dell'LNB.
"400" significa "10400" .. "500" -> "10500" ecc.
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| il nostro "ricevitore panoramico" |
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REGOLAZIONE IN FREQUENZA DEL MODULO HB100
Dolenti note!!
Fino al 2018 gli HB100 erano forniti con una vite di regolazione della frequenza (posizionata sotto il bollino di garanzia) che permetteva di spaziare facilmente da 10300 a 10550 MHz..
Purtroppo a un certo punto il produttore ha levato la vite di regolazione e cambiato il DRO, e adesso i moduli arrivano con una frequenza fissa intorno ai 10500MHz, rendendoli inusabili per noi.
Il foro della vite c'è ancora, ma è inutile filettarlo e inserire una vite adatta, dal momento che AVVITANDO LA VITE LA FREQUENZA AUMENTA, peggiorando ancora di più la situzione.
Quindi si è cercato di aggirare l'ostacolo.
Diciamo che il 50% dei moduli arrivano con frequenze tra i 10470 e i 10500. Quindi ancora utilizzabili per i nostri scopi. Ne ho trovati un paio da 10450, e inserendo una vite ho potuto regolare da 10450 a 10500, ma in fondo non è indispensabile il poter muovere la frequenza, basta che sia nota e in banda, e poi ci pensa il corrispondente a sintonizzarci.
Per gli HB100 fuori banda invece occorre effettuare una piccola modifica meccanica.
Come potete notare dalla foto, i moduli arrivano col coperchio di alluminio distanziato dal circuito stampato tramite alcune gocce di colla a caldo trasparente.
La prima modifica consiste nel levare il coperchio metallico allargando DELICATAMENTE le quattro alette di fissaggio nel lato inferiore del circuito stampato, indi rimuovere con un cutter tutte le gocce di colla presenti, e infine riposizionare il coperchio e richiudere, sempre con delicatezza, le quattro alette.
Normalmente in questo modo la frequenza si abbassa (strano ma vero) e potrebbe bastare per rientrare in gamma.
Nel caso non bastasse, occorre intervenire sul coperchio, asportando con una fresetta l'alluminio che protrude dal foro della vite verso l'interno (in cui era ricavato il filetto), in modo da allontanare la massa metallica dalla pastiglia DRO.
Per chi non se la sente di lavorare di fresetta, è possibile asportare il dentino cerchiato in nero nella foto con una lima o con le tronchesine, e poi montare il coperchietto ruotato di 180°, in modo che sopra al DRO non ci sia più il foro ma la parete del coperchietto.
Con queste semplici modifiche si riesce nella stragrande maggioranza dei casi a rientrare nei ranghi delle frequenze ammesse.
AGGIORNAMENTO: https://ik1wvq.blogspot.com/2020/06/nuovi-hb100-modifiche.html
Nella prossima parte vedremo le possibili antenne e il setup tipico di un QSO in portatile.
<- seconda parte
AGGIORNAMENTO: https://ik1wvq.blogspot.com/2020/06/nuovi-hb100-modifiche.html
Nella prossima parte vedremo le possibili antenne e il setup tipico di un QSO in portatile.
<- seconda parte
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LINK UTILI
Prima parte (TX 10GHz con modulo HB100):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Seconda parte (ricevitore con LNB e chiavetta DVBT):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-seconda-parte-ricevitore.html
Terza parte ('strumentazione' e taratura del TX):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-terza-parte-strumentazione.html
Quarta parte (antenne e setup):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-quarta-parte-antenne-e.html
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-prima-parte-tx-10ghz-con.html
Seconda parte (ricevitore con LNB e chiavetta DVBT):
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Terza parte ('strumentazione' e taratura del TX):
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Quarta parte (antenne e setup):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-quarta-parte-antenne-e.html
Slide della serata tecnica del 24/01/2020 all'ARI di Genova:
Spektrum:
Spektrum download diretto:
"10GHz FACILI" quarta parte:
antenne e setup
ANTENNE
Per le prime prove e i primi QSO, su distanze fino a 50km in ottica, le antenne sono del tutto inutili, sia lato TX che lato RX. l'antennina composta dalle due patch sul PCB dell'HB100 è sufficiente a garantire un guadagno di ben 8dBi, mentre l'apertura conica con lente di Fresnel dell'LNB anch'essa presenta un guadagno apprezzabile (probabilmente simile a quello dell'HB100).
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| diagramma di irradiazione del modulo HB100 (normalizzato a 0dB !) |
Visto che l'HB100 è molto sensibile al vento e alle variazioni di temperatura, oltrechè ai movimenti di mani, fronde ecc. nelle vicinanze (fino a 1 metro), è fondamentale rinchiudere il modulo dentro a una scatoletta di plastica, e se il caso coibentarlo con del polistirolo messo dentro alla scatola plastica.
Vanno bene quelle da alimenti (vedi foto in basso dei setup di Paolo IK1ZYW e di Dario IK1BLK).
Per verificare che la vostra scatola non assorba RF, mettetela, vuota, dentro al forno a microonde per qualche minuto. Se resterà fredda potete essere certi che va bene!
Altro aspetto importante è la polarizzazione. Normalmente noi OM usiamo quella ORIZZONTALE, e per ottenerla bisogna orientare il modulo come indicato nella immagine qui sotto.
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| Polarizzazione del modulo HB100 |
Anche l'LNB va posizionato per polarizzazione ORIZZONTALE. Nel caso di alimentazione al di sotto dei 14V, il cavo TVSAT deve uscire di lato, NON dal basso come nei normali impianti TVSAT.
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| LNB in polarizzazione ORIZZONTALE: il cavo coax esce di lato! |
Per le tratte impegnative diventa indispensabile mettere in campo delle antenne più performanti.
La classica parabola è senz'altro la migliore scelta in quanto a guadagno e dimensioni, e presso i rivenditori di materiale elettrico se ne trovano di molto compatte (da 30cm in sù) a prezzi veramente bassi (sulla ventina di euro). Quella che vedete in foto è una 40cm che uso nelle postazioni portatili raggiungibili in auto, dal momento che oltre alla parabola occorre portare anche un adatto treppiede fotografico per il montaggio. Per le scampagnate a piedi sulle cime dei monti l'antenna HORN resta una buona soluzione: piu' essere fatta con materiale plastico, o addirittura cartone, rivestito di foglio di alluminio da cucina, è meno problematica della parabola in quanto a fissaggio, guadagna di meno, quindi ha il fascio più largo, semplificando quindi il puntamento.
Come vedete dalle foto il modulo HB100 viene fissato all'interno della HORN, semplificando di molto la meccanica del tutto.
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| antenna HORN di cartone metallizzato |
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| antenna HORN di cartone metallizzato |
Nel caso della parabola, l'HB100 si può fissare agevolmente incollandolo, come suggerito F6HCC, su un vecchio LNB guasto, o addirittura sull'LNB operativo, riducendo il meno possibile l'oscuramento della bocca. si perdono circa 3dB , ma non è un problema. In questo modo avremo una sola antenna per RX e TX, e questo a tutto vantaggio del peso e della trasportabilità.
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| un vecchio LNB guasto usato come supporto per l'HB100 (Jean F6HCC) |
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| HB100 + RX LNB operativo, anche se parzialmente oscurato (Jean F6HCC) |
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| piccola parabola TVSAT da 30cm per uso portatile |
per i contest del 2019 ho fissato l'LNB a un supporto abbattibile, per poter sfruttare il massimo guadagno possibile dell'antenna in ricezione. Nelle immagini qui sotto si vede il sistema in posizone TX (l'HB100 risulta appoggiato all'LNB), e in posizione RX(HB100 ruotato verso il basso.
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| IK1WVQ in posizione TX |
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| IK1WVQ in posizione RX |
Ecco alcuni setup di amici attivi con questo sistema. Spero presto di poterne aggiungere altri: i vostri!
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| Paolo IK1ZYW |
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| Paolo IK1ZYW e Andrea IZ1IVA |
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| Dario IK1BLK |
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| Giuseppe IK8XFR |
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| Nino IZ8WLZ |
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| Giuseppe IK8XFR e Giacomo (figlio di Nino IZ8WLZ) |
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| Giuseppe IK8XFR |
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| dal Cile: Paulo CE3VNA e Miguel CE3MSB |
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| Prove notturne dai monti liguri (IK1WVQ) |
* IN COSTRUZIONE *
<terza parte
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LINK UTILI
Prima parte (TX 10GHz con modulo HB100):
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Seconda parte (ricevitore con LNB e chiavetta DVBT):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-seconda-parte-ricevitore.html
Terza parte ('strumentazione' e taratura del TX):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-terza-parte-strumentazione.html
Quarta parte (antenne e setup):
https://ik1wvq.blogspot.com/2020/01/10ghz-facili-quarta-parte-antenne-e.html
Slide della serata tecnica del 24/01/2020 all'ARI di Genova:
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