Transverter per 24 GHz (2016)

   Premessa

Quando iniziai ad appassionarmi di microonde era l’anno 1996. Il tutto cominciò con la costruzione di un RTX per trasmissione packet in banda 23 cm.
Il mio primo QSO  in banda 23 cm avvenne  il primo dicembre 1996 appunto in packet. Negli anni a venire passai alla costruzione di rtx e transverter fino a 10 GHz.
A questo punto dicevo a me stesso ‘qui finisce la mia avventura in microonde e mai passerò ai 24 GHz’.
Però ‘mai dire mai’ e al mercatino di Moncalvo di settembre 2014 io e Beppe I1GPE acquistammo due parabole ANDREW (una da 60 cm. per me ed una da 30 cm. per Beppe) complete di illuminatore con uscita in guida d' onda adatte per i 24 GHz. Da quel momento iniziò la nostra grande avventura per la costruzione di un transverter per la banda dei 24 GHz.
Il transverter è composto da diversi dispositivi collegati tra di loro che sono:
1 – transverter DB6NT modello MKU 24G2-432
2 – oscillatore locale con il modulo Elcom DFS 1201
3 – schedina per cambio frequenza sul modulo Elcom DFS 1201
4 – PA da 2 watt by DG0VE
5 – relè coassiale Ducommun modello 2SE1T11JB
6 – schedina di pilotaggio per relè coassiale
7 – sequencer

   IL Transverter MKU 24G2-432

La scelta del transverter senza ombra di dubbio è caduta sul DB6NT modello MKU 24G2-432.
Esso è equipaggiato di 4 connettori SMA: TX out, RX in, LO 12GHz e IF.
Come tutti i transverter DB6NT il PTT si può attivare tramite un piedino presente (PTT) oppure tramite un tensione di 8…12 V sul centrale del cavo coassiale: io ho scelto questa ultima opzione per evitare di aggiungere un ulteriore filo!
La potenza di uscita di questo transverter in 24 GHz è di circa 30 mW.

   L'Oscillatore Locale

Documentandoci sul web scoprimmo che qualcuno usò per l’oscillatore locale il modulo DFS 1201 della Elcom che, opportunamente modificato, poteva essere utilizzato allo scopo. Il costo si aggirava sulla quarantina di Euro. Dopo circa un mese il modulo arrivò a casa pronto per essere modificato.
È un oscillatore apparso sul mercato del surplus qualche anno fa, che copre la gamma da 11.2 a 12 GHz. Cercando su internet si trova molta documentazione e modifiche da parte di molti OM che lo hanno utilizzato come oscillatore locale per un transverter a 24 GHz. Molto utile è stata la descrizione di Roberto IZ4BEH pubblicata sulle sue pagine web ( http://www.iz4beh.net/OL_FSL.html ). 
È necessario costruire una piccola schedina con un PIC da innestare nel connettore del modulo con lo scopo di riprogrammare l’oscillatore con la frequenza utile per i nostri bisogni. Noi abbiamo scelto un IF di 432 MHz per il nostro transverter e i calcoli di programmazione devono quindi essere basati su questa frequenza.
Il problema è che, per come è stato progettato il DFS 1201, non possiamo programmarlo come vogliamo ma bensì  solo a salti di 3 MHz. con una frequenza finale che purtroppo non cade a "zero kilohertz" ma ad un valore random.
Mi spiego meglio con un esempio: un segnale a 24048.100 MHz non lo riceveremo a 435.100 MHz ma bensì a 434.833 MHz.
Sempre per lo stesso problema dovevamo scegliere tra una IF a 428 o a 435 MHz. La nostra scelta è caduta su 435 MHz.
Comunque ritengo che questo non sia un grosso problema anche perché i QSO sui 24 GHz si fanno esclusivamente su sked per cui è sufficiente prendere accordi per esempio sempre a 24048.100 MHz (come nel 99% dei casi avviene). Se poi abbiamo la fortuna di ascoltare qualche beacon ci faremo una tabella con le frequenze convertite.
In ogni caso, il DFS 1201 dopo pochi minuti dall' accensione e' fermo in frequenza e permette QSO con totale stabilità  di frequenza

come si presenta l'interno del modulo DFS 1201

Costruzione della schedina di programmazione della frequenza.
Abbiamo utilizzato allo scopo una piccola piastrina millefori dove viene alloggiato il PIC 12F675 (su zoccolo), un regolatore di tensione 78L05 e qualche condensatore.
È necessario utilizzare un connettore maschio direttamente saldato sulla piastrina per l’innesto al modulo DFS 1201.
Le dimensioni della piastrina devono essere ridotte al minimo necessario per non sprecare spazio.
Il regolatore di tensione 78L05 (sulla piastrina) serve per alimentare il PIC 12F675.  Il modulo Elcom ha bisogno di due tensioni per il suo funzionamento:+8V (120mA) e +12V (260mA). Un 7808 su di una piccola aletta di raffreddamento (esterno alla schedina) fornisce il +8V al DFS 1201.
Il +12V viene fornito dall’alimentazione generale del transverter. Se questa alimentazione fosse maggiore (nel mio caso 13.8V) è meglio inserire in serie un diodo per abbassare di un volt circa questa tensione. Io ho usato un diodo 1N5408 solo perché ne avevo a disposizione.
Una volta cablata la schedina e programmato il PIC per la frequenza scelta dell’oscillatore locale  la innesteremo nel connettore del modulo Elcom.
Collegare a questo punto l’analizzatore di spettro in uscita al modulo DFS 1201, dare tensione e, dopo 3-4 secondi, dovrebbe apparire il picco sulla frequenza programmata.

Schema Elettrico della schedina di programmazione della frequenza

   Il relè coassiale

Non è una scelta facile perché deve essere adatto per una frequenza di almeno 24 GHz.
Per questioni di costo abbiamo acquistato dagli Stati Uniti su Ebay un paio di relè Ducommun modello 2SE1T11JB, con bobina a 12 V e un range di frequenza dalla DC a 26.5 GHz.
Sono relè coassiali a basso costo che però necessitano di un circuito particolare di pilotaggio perché sono ‘latching’ o bistabili. Lo schema di questo circuito è stato scelto tra i tanti trovati sul web e poi modificato per il nostro uso.
Nel mio caso lo spazio a disposizione nel contenitore del transverter  è veramente poco per cui ho deciso di usare componenti SMD per ridurne le dimensioni. Come si può vedere dallo schema per pilotare le due bobine del relè coassiale ho usato un driver SMD FZT751 recuperato da una vecchia scheda da rottamare. In ogni caso non è un componente critico, l’importante è che abbia una corrente sufficiente per il pilotaggio della bobina del relè.

schema elettrico del comando relè

circuito montato su millefori
i componenti SMD si trovano nella parte inferiore

   Il PA

Il PA è stato acquistato da DG0VE che, a parità di prezzo-prestazioni, secondo noi era il migliore.
Facendo riferimento alle caratteristiche descritte sul manuale con 40 mW input (massimo pilotaggio ammesso) si hanno 2 W in uscita. Il dispositivo necessita di una bella aletta di raffreddamento.
È previsto un piedino con una tensione di ‘monitor’ proporzionale alla potenza di uscita che ho portato in stazione per avere un controllo visivo, tramite uno strumento analogico, del buon funzionamento del sistema.

PA con aletta di raffreddamento (by I1GPE)

   Il sequencer.

Il sequencer è sempre lo stesso usato in molte altre occasioni.  (vedi descrizione)
Sempre per ridurre gli spazi è stato cablato su una piastrina millefori e utilizzando il più possibile componenti SMD.