9A HAM portal QRZ.com.hr

Naslovna » Mala škola » Radioamaterske parabolične antene i dileme – 4. dio

yu1aw_parabolicna_antena_mKonačno uspjeh!

Antena je prezimila bez žičane mreže, jer je stara gusta mreža, koja je bila stavljena samo za ovu priliku, bila skinuta, da ne bi antena opet postala žrtvom snijega, koji je te godine baš dobro padao. Na proljeće 1981. godine, počelo je pletenje mreže koje je potrajalo sve do sredine travnja i ARRL EME natjecanja. U prvom dijelu kontesta zbog rijetke i nedovršene mreže imali smo na 432 MHz vrlo jak šum zemlje koji je iluminator “vidio” kroz mrežu. Rad na 144 MHz davao je malo bolje rezultate, ali još uvijek to nije bilo ono pravo zbog neodgovarajućeg i na brzinu sklepanog iluminatora.

Do drugog dijela kontesta, koji se održavao sredinom svibnja, rađeno je na pletenju mreže, ali je ona, zbog velikog obima posla, privedena kraju tek nekoliko sati poslije izlaska Mjeseca prvog dana natjecanja. Konačno je, sa kako-tako završenom mrežom i novim iluminatorom, antena podignuta i onda je nastalo “ludilo”. Mata – 4N1AW, koji je bio na radio uređaju u momentu kada smo pogodili Mjesec i kada je počeo pile-up od desetina stanica koje su nas zvale i koje su “grmjele”, zinuvši od čuda uzviknuo je: “Ljudi, pa ovo je kao na KV-u!”.

Kontest je prošao u izuzetnom raspoloženju i neočekivano velikom broju veza. Konačno je to bilo ono pravo jer je novi “kišobran” pokazao što može, a kada su objavljeni rezultati, mnogima je zluradi smijeh zbog vica o “polomljenom kišobranu na vjetru” zastao u grlu! Tih je dana u Beogradu zelena boja lica bila izrazito moderna. “Kameleoni” na sve strane! Međutim, i te male, zelene životinjice su nam, sasvim nehotice, puno pomogle. Prije svega, time što su nam raspršile neke iluzije o “radioamaterima” i “prijateljstvu” i drugo, što su nas, svojim “zlim buljookim očima” i “dugačkim zmijskim jezikom”, možda, na “najbolji način” motivirale da ustrajemo! HI! Hvala im!
Uostalom, što mislite zašto je pjesnik ispjevao onaj poznati stih: “Šta bi dao da si na mom mjestu da te mrze, a da ti se dive…?”

yu1aw_parabolicna_antena

Provjere mjerenjem

Poslije je mreža dorađena, i ne samo mreža – vazda je bilo ponešto da se dotjera tijekom slijedećih  godina dok je antena bila u upotrebi. Kasnije je, pošto su mjerenja pokazala da se na opsezima od 1296 i 2300 MHz ne može koristiti cijela površina parabole, poglavito zbog mreže koja je na periferiji suviše “rijetka” za ove valne duljine, odlučeno je da se koristi samo središnji dio antene u promjeru oko 6m. Na taj dio je postavljena stara gusta mreža preko one ispletene. Osim toga bilo je potrebno izvršiti konverziju F/D iluminatora sa vrijednosti 0.6 na 1.2, što je učinjeno pomoću dodatnog hiperboličnog reflektora. Time je antena pri radu na 1296 i 2300 MHz postala Cassegrain tipa sa dva reflektora. Da bi se ovo uradilo, trebalo je mnoge mehaničke i elektromagnetne probleme riješiti za što je postojala snažna motivacija.

Za šest godina upotrebe isprobano je na svim opsezima po nekoliko različitih iluminatora, jer je u EME radu svaki djelić decibela bitan! Neki od njih su bili sasvim nova i originalna rešenja, kao recimo iluminator za 1296 MHz za cirkularnu polarizaciju sa ukupno 6 heliksa, tri za lijevu i tri za desnu polarizaciju.

Tijekom dugog vremena upotrebe antene permanentno su vršena mjerenja galaktičkih radio izvora kako bi se imale pod kontrolom sve eventualne promjene uslijed raznih dorada, modifikacija i promjene tipova iluminatora i pretpojačala za svaki opseg posebno.

Evo i nekih tipičnih mjerenja odnosa snage šuma poznatih galaktičkih radio izvora u odnosu na “hladno nebo” u oblasti  zviježđa Lava (LEO) i Vodenjaka (AQU), kao i termičkog šuma zemlje prema hladnom nebu. Mjerenja su izabrana između nekoliko desetina datuma sa po više mjerenja dnevno, i mogu korisno poslužiti prilikom nekih eventualnih usporedbi.

yu1aw_tablica_1
EME uređaji za 4 opsega

Uređaji, sa kojima je rađeno na pojedinim opsezima, bili su koncipirani tako da maksimalno budu kompatibilni, recimo da koriste zajedničke ispravljače, kablove, releja i drugo, kako bi se maksimalno smanjio broj uređaja, a time i dobila ušteda u prostoru i vremenu potrebnom za prelazak sa jednog na drugi opseg.

Zajednička baza bio je KT uređaj Kenwood TS820 S sa 500 Hz kristalnim CW filtrom. On je ujedno služio za rad na VHF netu na 14.345 MHz. Na 144 MHz izlazilo se preko “žestoko” modificiranog transvertera Kenwood TV502. Za 432 MHz korišćen je transverter MMT 432/28, takođe modificiran i pripremljen za ozbiljan rad na EME. Na opseg od 1296 i 2300 MHz izlazilo se preko transvertera SSB Eectronic 1296/144 i 2304(2320)/144.

Ispred svakog ulaza u transverter na prijemnoj strani bio je po jedan niskošumni GaAs FET  predpojačavač, a na višim opsezima i po dva, koji su se nalazili u samom iluminatoru na anteni. Sva pretpojačala bila su vlastite izrade, a pojedina i prema vlastitim proračunima i dizajnu.

Na odašiljačkoj strani, zavisno od opsega, bio je jedan ili više stupnjeva pojačanja, drajver i na kraju izlazno pojačalo snage.

yu1aw_tablica_2
Svi drajveri i izlazna pojačala bili su vlastita konstrukcija, proračun i dizajn.
Izlazni stupanj za 144, 432 i 1296 MHz koristili su zajednički ispravljač 3.5 kV; 1.5 A.
Izlazni stupanj za 2320 MHz i drajveri za sve opsege koristili su zajedničke ispravljače.

U slijedećoj tablici pikazane su izmjerene vrijednosti pojačanja antene i odnos signal / šum vlastitog eho signala sa Mjeseca.

 

yu1aw_tablica_3

Kao kuriozitet vrijedi spomenuti da je u dobrim prilikama za EME rad, bilo moguće dobiti, na 432 MHz, razumljiv eho sa svega 40 W izlazne snage mjereno kod lineara! Uobičajeni eho signal sa punom snagom, na 432 MHz je na “Kenwood” S-metru  išao preko 7  S-jednica.

Održavajući veze jednom od najtežih i najzahtevnijih tehnika u telekomunikacijama uopće, gdje slabljenje signala do Mjeseca i nazad iznosi oko -260 do -280 dB ovisno o opsegu, doživljavao sam i izuzetne trenutke koji ostaju u sjećanju cijelog života. Pokušati ću sada, posle toliko godina  osvježiti uspomene i spomenuti neke od zaista nezaboravnih događaja vezanih za EME rad sa ovom, dugo vremena, najvećom radioamaterskom paraboličnom antenom na svijetu.

Interesantne veze

Među mnogobrojnim vezama koje su urađene ističu se pojedine koje su u tehničkom pogledu izuzetne. Veza sa DJ5MS je sigurno jedna od takvih, jer je DJ5MS koristio Jednu 16 el. Yagi antenu i ja sam mu bio dvadeseta stanica sa kojom je radio preko Mjeseca na 432 MHz. Također su interesantne SSB EME veze sa nekoliko korespondenata koji su koristili relativno male antene (2-4 Yagi) na 432 MHz.  Big-Gun stanice su, kada su bile dobre prilike, obično radile tzv. “kružne QSO” na SSB i “čavrljale”, često i radi izmjene informacija, jer mora se imati u vidu da tada još nije bilo Interneta i “DX clustera”, a propagacije na 14 MHz ponekad su bile vrlo hirovite. Tako je u više navrata i urađen kružni SSB QSO sa stanicama I5MSH, DL9KR, K2UYH i drugima na 432 MHz.

I preko Azije i preko Amerike

Pojedine veze su interesantne po nekim drugim mjerilima. Tako recimo valja izdvojiti vezu sa KL7WE sa Aljaske koji je rađen i u istočnom i u zapadnom “prozoru”, tj. kako bi to KV amateri rekli i “short” i “long path”. Naravno, ovo je tehnički bilo moguće samo zahvaljujući vrlo velikoj sjevernoj geografskoj širini Enkoridža gdje je postaja bila locirana, i gde Mjesec, pri velikim pozitivnim deklinacijama, uopće ne zalazi tijekom nekoliko dana!

EME veze na 3 opsega

Još dvije stanice, SM0PYP i HB9SV, su na izvjestan način “obilježile” svoje prisustvo  u mom radu preko Mjeseca s time što smo imali vezu na 3 opsega (144, 432 i 1296 MHz) i nekompletne veze na 2320 MHz! Posebno je interesantan bio SM0PYP, koji je vezu na 144 MHz uradio sa antenom (dvije Yagi) na terasi svog stana, a na 432 i 1296 MHz sa parabolom od 5 m koju je sagradio na iznajmljenoj livadi, bez ikakve zgrade ili krova nad glavom! Prije početka rada (kaže da je ponekad zimi, noću temperatura bila – 30° C), donio bi stolicu i stol ispod antene, na koji bi poredao uređaje, a posle završetka rada nosio sve nazad u stan! Da li je to više ludilo ili entuzijazam – vrag bi ga znao!  Ali izgleda da bez toga nema ni nekih pravih rezultata! Sjećam se da sam i sam jedne zime u toku noći mijenjao iluminator za prelazak na drugi opseg i da je na vedrom nebu blistao pun Mjesec, osvjetljavajući, zbog jakog mraza, injem pokrivenu blještavo bijelu antenu i prostor oko nje! Iako su mi se rukavice pri dodiru metalnih dijelova trenutno lijepile, nisam ni razmišljao o tome koliko je niska temperatura; tek sutradan sam na TV čuo da je te noći bilo -22° C!

Prirodni kriogeni sustav

To me je podsjetilo na mjerenja šuma zemlje i galaktičkih radio izvora koje je izmjerio sa svojom antenom KL7WE jedne zime i koja su posle objavljivanja bila prihvaćena sa nedoumicom, jer su bila nevjerojatno dobra.

Dileme je otklonila činjenica koju je kasnije objelodanio, a to je da su mjerenja, sasvim slučajno, izvršena jedne noći kada je temperatura bila “malo niža no obično”, a to je – 46° C! Svi smo mu jako zavidjeli, jer je imao “prirodno hlađene” pretpojačala i time mnogo niži šumni broj sustava što je u EME komunikacijama iznimno bitno!

EME preko razglasa

U rujnu 1991. godine sam, po pozivu organizatora, održao predavanje o projektiranju i gradnji bezuvjetno stabilnih GaAs pretpojača za EME na najvećem evropskom skupu VHF/UHF radioamatera u Vanhajmu u Njemačkoj gdje se okupi preko 35.000 zaljubljenika u VHF/UHF amaterske radio komunikacije, među kojima ima i onih koji se bave ili su zainteresirani za EME rad. Održavanje veza refleksijom od Mjeseca je, ne samo materijalno, operatorski i tehnički najteži vid amaterskih komunikacija, već predstavlja skoro jedinu radio komunikaciju u kojoj se čovjek mora osloniti samo na sebe i svoje znanje i umeće, jer se ne koriste nikakvi slučajni prirodni fenomeni prostiranja u atmosferi ili ionosferi. Tu signal sa Mjeseca predstavlja “osobnu iskazniuc”, pokazuje kvalitetu antena i uređaja i nema nikakve “prirodne” ili “božanske” pomoći ni od kuda. Zahvaljujući tome, tu nema “blefiranja” i “foliranja”! To je svakako najelitniji i najcjenjeniji dio amaterskog hobija – svojevrsni radioamaterski Mount Everest! Shodno tome i broj onih koji se njime bave je proporcionalno vrlo mali.

Jedan od oko stotinjak slušatelja predavanja mi je po završetku prišao i ispričao od prilike slijedeće: U jednom gradu u Engleskoj se, negdje početkom osamdesetih (on mi je tada rekao ime grada i godinu, ali sam ja nažalost zaboravio), održavao sličan zbor radioamatera, ali ne tako brojan kao ovaj u Vanhajmu, na kome je bila instalirana EME stanica za 432 MHz, koja je radila tokom trajanja zbora. Kako sam ja u to vrijeme imao jedan od najsnažnijih signala preko Mjeseca, oni su često primljene signale sa Mjeseca puštali preko razglasa, tako da su svi prisutni preko zvučnika mogli slušati EME veze koje sam radio. Naravno, slušane su i druge postaje, pa čak i neke SSB veze koje su tadašnje Big-Gun stanice međusobno održavale. Bio je to svojevrstan show program sa Mjeseca!

Kako sam zamalo “spalio” satelit

Efektivna izračena snaga (ERP) kakvu je ovaj EME sustav  imao iznosi oko 400 kW na 144 MHz, preko 3 MW na 432 MHz, oko 2 MW na 1296MHz i oko 800 kW na 2300 MHz, zahtjeva i određenu odgovornost pri njegovom korištenju. Moj stav je uvijek bio da izlazna snaga mora biti primjerena namjeni, tj. u funkciji održavanja veze, a ne u funkciji “demonstracije sile” na opsegu. Strogo sam se pridržavao toga i ove monstruozne snage NIKADA nisu korištene u radu u natjecanjima (osim EME natjecanja) ili za održavanje običnih veza. I dan danas najviše cijenim i volim QRP rad, jer najbolje predstavlja operatora i njegove vještine.

I pored tog etičkoga principa koji sam gajio, dogodilo mi se, pogreškom da sam zamalo “spalio” amaterski satelit Oscar-10 (AO-10). Tih godina preko spomenutog satelita uradio sam na stotine veza sa radioamaterima sa svih kontinenata, iako je to bila samo “sporedna aktivnost”, jer su EME amateri na satelitu držali svoj EME Net, na kome su zakazivali ili komentirali veze, s obzirom da je  to bilo zgodnije nego na KV-u.

Za rad preko AO-10 koristio sam samo pobudu od oko 200 W, ali da bih izbjegavao stalne korekcije antene koja je bila vrlo oštra, upotrebljavao sam i jedan neodgovarajući iluminator kako bih smanjio pojačanje parabolične antene i time joj proširio dijagram zračenja. Međutim i pored toga snaga je bila prevelika pa sam je smanjivao, obično na desetak vati.

I tako mi se dogodilo da sam jednom prilikom kada mi je satelit malo “pobjegao” sa pravca antene i zbog toga oslabio signal, umjesto da pomjerim antenu prema njemu, povećao snagu na oko 150 W i signal preko satelita je opet bio dobar. Priča  na EME Netu se odužila i posle dužeg vremena signal sa satelita se ponovo polako smanjio. Rutinski sam korigirao antenu i satelit se našao u maksimalnom snopu antene. Jednog momenta kada sam progovorio čuo sam u downlinku da se nešto čudno događa,  jer su sve stanice bile snažno “frekventno modulirane” u ritmu mog govora. Za trenutak sam pomislio da nešto sa mojim uređajima nije u redu, jer sam bio potpuno zaboravio na snagu kojom emitiram. Naravno odmah su me ostali amateri na frekvenciji upozorili i smanjio sam snagu. Našem ministarstvu za komunikacije je kasnije stiglo obavještenje o ovome od strane AMSAT-a, u kome traže da me opomenu kako se to ne bi više ponovilo. Ja sam o tome saznao tek puno godina kasnije, i to sasvim slučajno u jednom prijateljskom razgovoru. Naravno, i pored toga što, valjda zbog tromosti birokracije, nisam bio opomenut, to se nije ponovilo jer se to, prije svega, duboko kosi sa nekim mojim osobnim principima i pogledima na radioamaterstvo, koje treba biti izvor zadovoljstva, a ne “terapijsko sredstvo”.

Kada je već riječ o EME amaterima i satelitima treba spomenuti da su negdje početkom osamdesetih godina EME amateri popravili jedan satelit. Naime, greškom računala na satelitu ostao je uključen radio far na opsegu 432 MHz na kome nije trebalo, jer je u tom opsegu satelit imao ulazni link. To je za posljedicu imalo zagušenje prijemnika transpondera. Time je bio blokiran i upravljački kanal, pa nije bilo moguće zapovijedima sa Zemlje upravljati računalom na satelitu da isključi far ili promjeni način rada satelitskog transpondera. Drugi kanal na 144 MHz bio je blokiran downlink signalom transpondera. Jedina nada ležala je u nekoj vrlo snažnoj zemaljskoj stanici čiji bi signal  na ulazu u prijemnik upravljačkog kanala bio jači od signala radiofara, odnosno signala predajnika downlinka, koji se nalaze na samom satelitu!

K1WHS je sa 24 long-yagi antene na 144 MHz, to pokušao ali bez uspjeha. Poslije toga je radio klub  Stanfordskog  univerziteta – WA6LET sa profesionalnom paraboličnom antenom promjera 50 m, na 432 MHz uspješno poslao naredbe koje je računalo prihvatilo i isključilo radio-far čime je satelit vraćen u funkciju.

Dragoslav Dobričić – YU1AW
Izvor: qsl.net/yu1aw

Tags: ,

Komentirajte

*

MIDNEL Web rješenja Internetski servisi MIDNEL