Bli QRV via QO-100’s smalbandstransponder med 100mW

Stort tack till Christer SM0NCL för denna artikel! For english please use Google translate.

Under en tid har praktiska tester gjorts i syfte att utforska en möjlig markstation för 2400MHz upplänken för QO-100 smalbandstranspondern.
BATC’s webSDR nedlänksmottagare har använts som referens och med den så går det att bestämma hur mycket över mottagarbruset en CW signal behöver vara.
I praktiska tester så ser man att BATC’s webSDR har ett brusgolv runt -89dB och lyssnar man på CW och SSB signaler som ligger >4dB över brusgolvet (cirka -85 till -83dB) är dessa fullt hörbara signaler för de flesta CW/SSB motstationer, troligen även med egen 10GHz nedlänksmottagare.

Hur kan en markstation se ut och vad krävs för att generera en >4dB signal på QO-100 smalbandstransponder för att kunna trafikera QO-100?
Ett fast krav för gemene radioamatör är 100mW PEP signal tillförd antennen.

Tester visar att med en 180cm parabol, en enkel 4-5varv helixmatare, 100mW så når man 4-6dB nivån över brusgolvet i transpondern och både CW och SSB är därmed fullt användbara.
En observation är att för SSB krävs en drivsändare med mikrofon-kompressor, utan detta blir SSB-signalerna svaga.
En uppskattning är att med digitala moder som har ytterligare avkodningsmöjlighet närmare transpondern brusgolv – borde det gå att ha QSO med en ännu mindre antenn.
Så länge QO-100 transpondern är konfigurerad med sin nuvarande ytterst känsliga mottagare är det mao. bara att sätta igång och aktivera sig på QO-100.

I markstationsexemplet med 180cm parabol (28.2dBi gain) och 100mW uteffekt så blir utstrålad effekt ur antennen uttryckt i ERP cirka 40Watt (16dBW) eller i EIRP cirka 66Watt (18.2dBW) vilket blir ett riktvärde för att sätta ihop en markstation.

Den teststation jag använder nu och som har riktvärdet 40Watt ERP (66Watt EIRP) ur antennen består av en:

  • 180cm parabol
  • Parabolmatare, en LHCPlindad 5varvs helix (avsedd ursprungligen för AO-40) som då ger en RHCP signal i upplänken
  • 144MHz lågeffekt (2.5W) allmode transceiver som driver en 144-2400 TX konverter via en dämpsats som ger 3mW uteffekt på 144MHz.
  • 144/2400 TX konvertern ger 1.8mW uteffekt på 2400MHz så en förstärkare tillkommer.
  • Mellan TX konverter och förstärkare används en variabel dämpsats.
  • Förstärkare: När man tittar på vilken förstärkare man behöver får man först fundera på hur stationen byggs upp, var antennen ska stå och var sändaren sitter.

I min teststation är allt placerat inomhus så mellan stationen och 180cm parabolen används 15m halvtumskoax med 3dB dämpning vid 2400MHz.
Förstärkaren ska då klara av att ge 200mW för att kompensera koaxförlusterna.
I min teststation finns även ett extra bandpassfilter samt en extra cirkulator, som totalt dämpar ytterligare 3dB vid 2400Mhz.
Förstärkaren ska då klara av att ge 400mW för att även kompensera även för filter och cirkulator.
Nu finns det många olika förstärkare och dom har ofta högre uteffekter så då blir den variabla dämpsatsen användbar för att bestämma effekt vid antennen.
Wattmätare är ett litet problem dels på grund av den höga frekvensen och den låga effekten, men det finns exempel på mätare som är nåbara om man inte redan en mätare, t.ex DAIWA CN801S-II
Min +13V 2400MHz förstärkare kan ge allt mellan 10mW och 400mW bara genom att ändra dämpsatsen mellan konverter och förstärkare. Man kan även justera drivspänningen inom de värden förstärkaren är specificerad för.

Vill man ha en egen nedlänksmottagare så fungerar det med en “HD ready” LNB från Biltema/CjellKo/Elgiganten/KlasseO/ m.m då dessa har PLL och kristall, samt monterar LNB på vanlig satellitTV offsetparabol på 60-90cm storlek. Sen matar man LNB med +15V DC och ansluter en mottagare som klarar 600-700Mhz.

Med fördel så skaffar man en RTL-SDR R820T2 RTL2832U 1PPM TCXO samt ett SDR program med vattenfall vilket underlättar att både rikta parabolen samt hitta QO-100 fyrarna och passbandet i transpondern.
LNB driver trots PLL och kristall en del i frekvens speciellt om den är kall, vilket gör att många modifierar LNB med en 25.000MHz TCXO eller för att anslutas till en extern 25.000MHz stabilare referenssignal.

Ett tips för att hitta delar till 2400MHz stationen är att titta in på AMSAT DLs dedikerade forum för QO-100 smalband transponder.
Man kan idag köpa det mesta av delarna (konverters, förstärkare, parabolmatare) färdiga från många olika håll, både för 10GHz och 2400MHz.

Tillägg angående interferens med WLAN 2.4G:

Skrev inte så mycket om interferens med WLAN 2.4G men min egna försök har visat att:Om man använder en iPad och lyssnar på BARTGs webstream från webSDR och iPad  är ansluten till eget WLAN på 2.4GHz.

Går man utomhus till den markplacerade 180cm parabolen med iPad i handen för att rikta parabolen från baksidan av parabolen så fungerar  webstreamen med 0.1W till parabolen. Det är först när man står cirka 2m framför parabolen som iPad inte längre uppdaterar webstreamen.  Går man sen bort 4 -5m från framsidan på parabolen startar webstreamen igen. Avståndet till mitt eget 2.4G WLAN och trådlösa router är mer än 10m och den står inomhus. Ger en liten indikation på hur det påverkar 2.4G WLAN om man sänder på 2400MHz.

Länkar:
BATC WebSDR:
https://eshail.batc.org.uk/nb/

Räkna på parabol, gain, ERP m.m:
http://www.satsig.net/pointing/antenna-beamwidth-calculator.htm
http://www.csgnetwork.com/antennaecalc.html

En 2400MHz helixmatare för parabolen:
http://www.g6lvb.com/60cm.htm

Forum om sändare och antenner:
https://forum.amsat-dl.org/index.php?board/4-nb-transponder/

Var ska parabolen riktas?
Vinkelkalkylator: http://www.satlex.net/sv/azel_calc.html