QRV op QO-100’s smalbandtransponder met 100 mW

In Zweden mogen zendamateurs maar maximaal met 100 mW PEP in de antenne uitkomen op 2.4 GHz. Dit is het verhaal van Christer, SM0NCL, die met 100 mW toch QRV werd op de QO-100/Es’hail-2 geostationaire satelliet.

Christer SM0NCL met 100 mW QRV op QO-100

Al enige tijd deed ik praktische tests om de mogelijkheden van een grondstation voor de 2400 MHz-uplink van de QO-100 smalbandtransponder te onderzoeken. De referentie daarbij was de webSDR van de BATC. Daarmee kun je vaststellen hoeveel een CW-signaal boven de ruisdrempel van de ontvanger moet zijn. In de praktijk kun je zien dat de webSDR van de BATC een ruisdrempel heeft rond -89 dB. CW en SSB-signalen, die meer dan 4 dB boven de ruis uitkomen zijn goed te nemen. Dat geldt waarschijnlijk ook voor je eigen 10 GHz downlink ontvanger.

Hoe ziet een grondstation eruit en wat is er nodig om een meer dan 4 dB signaal over de smalbandtransponder te genereren? In aanmerking nemend dat gewone zendamateurs in Zweden maar 100 mW PEP aan de antenne mogen toevoeren.

Het theoretische grondstation

Uit testen blijkt, dat je met een 180 cm schotel, een simpele 4.5 windingen helical feed en 100 mW 4-6 dB boven de ruisvloer uitkomt. Daarmee is zowel CW als SSB volledig mogelijk. Een observatie is dat voor SSB een microfooncompressor onontbeerlijk is. Zonder dat wordt het SSB-signaal zwak. Een QSO met digitale modes moet zelfs met kleinere antennes mogelijk zijn. Die kunnen immers dichter bij de ruisvloer nog decoderen. Zolang de QO-100 transponder zo extreem gevoelig blijft ingesteld tenminste. Gewoon beginnen en QO-100 activeren.

In de praktijk

In het voorbeeld met een 180 cm schotel (28 dBi gain) en 100 mW uitgangsvermogen is het uitgestraalde vermogen ERP  circa 40 W (16 dBW) ofwel  EIRP 66 W (18 dBW). Dat wordt het ijkpunt voor het grondstation. De testopstelling die ik nu gebruik, met als streefwaarde 40 W ERP (66 W EIRP) bstaat uit:

• 180 cm schotelantenne
• Een LHCP gewonden 5 windingen helix feed (origineel bedoeld voor AO-40), geeft een RHCP uplinksignaal
• 144 MHz all-mode laag vermogen (2.5 W) transceiver, die via een verzwakker 3 mW levert aan een 144-2400 MHz TX-converter
• Een versterker om de 1.8 mW output van de converter op te krikken
• Een variable verzwakker tussen de converter en de versterker
• Voor de versterker moet je eerst bedenken hoe het station is opgebouwd. Ook waar de antenne en waar de zender staat bepaalt mede welke versterker je nodig hebt.

In mijn teststation is alles binnenshuis geplaatst. Dus tussen de zender en de 180 cm schotel loopt een 12.5 mm coaxkabel. Die geeft een verzwaking van 3 db op 2400 MHz. De versterker moet dan in staat zijn 400 mW te genereren om ook het filter en de circulator te compenseren.

2400 MHz versterker

Nu zijn er veel verschillende versterkers. Maar de meesten hebben een hogere output. Daarom is een variabele verzwakker noodzakelijk om het vermogen te regelen dat aankomt bij de antenna. Wattmeters zijn een klein probleem, deels vanwege de hoge frequentie en het lage vermogen. Maar er zijn voorbeelden van betaalbare meters, als je er al niet een bezit, zoals de Daiwa CN801S-II. Mijn +13 V 2400 MHz versterker kan alles tussen 10 en 400 mW leveren. Dat kan door de verzwakking tussen converter en versterker te varieëren. Ook kan de stuurspanning binnen de specificaties van de versterker geregeld worden.

Ontvanger

Als je een eigen downlinkontvanger wil kun je een voor HD geschikte LNB gebruiken. Deze LNB’s hebben namelijk een PLL en kristal. Die monteer je op een standaard 60-90 cm satelliet-TV offsetschotel. Voorzie de LNB van +15 V DC en verbindt die met een ontvanger die 600-700 MHz kan ontvangen. Gebruik bij voorkeur een RTL-SDR met R820T2 en RTL2832U en een 1PPM TCXO. Daarbij dan een SDR-programma met een watervalweergave. Dat maakt het eenvoudiger de schotel te richten. Ook de transponderbakens en de doorlaatband van QO-100 zijn daarmee makkelijker te vinden.

Ondanks de kristalgestuurde PLL heeft de LNB nog wel drift, met name als het koud is. Daarom modificeren veel amateurs hun LNB met een stabielere 25 MHz TCXO of een stabiele externe referentieoscillator.

Onderdelen

Een tip voor het vinden van onderdelen is te kijken op het AMSAT DL forum voor de QO-100 smalbandtransponder. Tegenwoordig kun je de meeste onderdelen van verschillende kanten betrekken. Dat geldt voor converters, versterkers en schotelantennes, zowel voor 10 GHz als voor 2400 MHz.

WIFI interferentie

Er is niet veel geschreven over interferentie met 2.4 GHz wifi. Maar dit is mijn eigen ervaring met een iPad met daarop de webSDR van de BATC en de iPad verbonden via WIFI met het internet. Buitenshuis met de iPad in de hand blijft de webstream werken achter de schotel tijdens het richten van de antenne. Dat tijdens zenden met 100 mW. Pas als je ongeveer 2 meter voor de schotel gaat staan stopt de webSDR met updaten. Maar zo’n 4-5 meter voor de schotel start de webSDR weer. Daarbij is de afstand tot de WIFI-router meer dan 10 meter. Die staat binnenshuis. Dit geeft enige indicatie hoe de WIFI wordt beinvloed door de transmissie op 2400MHz.

 

Dit bericht is met toestemming overgenomen van AMSAT.se

Auteur: Christer, SM0NCL

Oorspronkelijke redactie: Lars Thunberg, SM0TGU

Vertaling: Poll van der Wouw, PA3BYV