Primeiro QSO em 10 GHz !

 

por  PY4ZBZ    em 15-11-2016   rev.18-11-2016

 

Detalhes do transmissor de 10 GHz

 

 

Em 15-11-2016 fizemos nosso primeiro contato em 10 GHz : 1,83 km com SNR de 45 dB e potência TX de 2 mW !

 

Como não tem nenhuma outra estação QRV em 10 GHz na nossa região, liguei a entrada de áudio do meu transmissor de 10 GHz na saída de áudio de um receptor de UHF. Gleuder PY4JA, da casa dele, operava o meu TX fixo de 10 GHz remotamente via UHF. Eu fui na serra de Santa Helena em operação portátil usando como receptor de 10 GHz um LNBF ligado a um RTL-SDR pilotado pelo SDR# num notebook. O meu retorno era feito com HT em UHF.

A fotos seguintes mostram o transmissor em 10 GHz com apenas 2 mW ligado a uma antena corneta com 17 dBi de ganho (22 graus de angulo a meia potência), orientada para o topo da serra de Santa Helena, amarrada na janela do meu shack:

A visão da serra pela antena é a seguinte:

O setup de recepção em 10 GHz no topo da serra, com o LNBF sem refletor (ganho de 6 dBi, largura de feixe de 65 graus), preso no vidro da janela do carro, é mostrado na foto seguinte. O LNBF é alimentado via bias-T pela tomada 12V do acendedor de cigarro:

A figura seguinte mostra a tela do SDR# durante a recepção no alto da serra de Santa Helena em Sete Lagoas MG, por PY4ZBZ/P:

A modulação usada foi WFM, e o sinal em 10 GHz recebido com 40 dB de SNR, sendo a portadora pura com 45 dB de SNR. (Ruído medido numa banda de 63 Hz)

Como essa margem, de 30 dB para 10dB de SNR, seria possível uma distancia de (antilog(30/20)) = 32 vezes maior, ou seja, uma distancia de 60 km em espaço livre ! E em CW, com 5 dB de SNR, 200 km !

É possível ver a pouca estabilidade causada pelos dois DRO na TX e RX... Mas sem problema para demodular em WFM.

O sinal é recebido pelo RTL-SDR na saída de FI do LNBF, via atenuador de 30 dB, convertido pelo oscilador local do LNBF em 10,012 GHz (veja aqui).

O enlace tem comprimento de 1,83 km, sem obstrução, com 118 dB de atenuação, como mostra a simulação com o Radio Mobile, e que confirma o teste pratico :

A figura seguinte mostra o enlace em 10 GHz no Google  Earth. QTH de PY4ZBZ a 818m de altura e a serra (PY4ZBZ/P) a 1039 m:

 

Detalhes do transmissor de 10 GHz

Retirei de um velho LNB banda Ku, o oscilador DRO, e o montei numa caixinha com conector UHF, como mostram as fotos seguintes:

A foto seguinte mostra o circuito do oscilador DRO, com a pastilha de cerâmica (titanato de bário) próxima a linha de 1/2 onda na porta do GASFET:

O esquema do oscilador é o seguinte. A pastilha do ressonador dielétrico (DR) funciona como um circuito LC paralelo de alto Q, em 10 GHz, acoplado eletro-magneticamente à linha de 1/2 onda terminada com Zo numa extremidade e a outra ligada na porta (gate) do FET. A capacitância parasita G-S permite a realimentação que causa a oscilação, controlada em freqüência pela pastilha cilíndrica DR. A áreas retangulares do circuito impresso são stubs abertos de 1/4 de onda (Ss eDs)

A variação da tensão de alimentação produz uma variação da freqüência, a razão de 650 Hz por mV. Injetei então o áudio via capacitor de acoplamento e um resistor de 100 ohms em serie com o +12 V, podendo assim modular o TX em FM.

O oscilador DRO fornece pouco mais de 2 mW, como mostra a figura seguinte:

 

A foto seguinte mostra o TX ligado a antena corneta de 17 dBi via transição coaxial para guia de onda, e tendo a sua freqüência medida com uma antena 1/4 de onda com plano de terra (um conector UHF fêmea !), ligada ao medidor de freqüência:

 

A freqüência original era de 10750 MHz, mas só consegui abaixá-la para 10,604 GHz.

 

Detalhe da antena corneta:

 

Medidas:  Ie = Ih = 15,3 cm   e   a = b = 7,62 cm. Guia retangular para a faixa X. Ganho em 10 GHz = 17 dBi, largura de feixe = 22 graus.

A figura abaixo mostra o calculo do ganho da antena usada no teste:

(Marconi Instruments - Sanders)

 

Bias-T

Como Bias-T usei um simples combinador VHF/UHF para TV, pois o lado VHF passa de DC a 300 MHz e o lado UHF passa somente RF acima de 350 MHz, em relação ao ponto comum onde é ligado o LNBF e por onde vai a alimentação DC e volta a FI no mesmo cabo:

E tem a vantagem de eliminar as interferências locais em VHF, com mostra a figura seguinte (a direita):

 

Conclusão : foi um teste extremamente interessante ! mas...:

Me sinto uma formiguinha perto do Bruce PY2BS com a sua estação EME em 10 GHz !!! :

 

 

O sinal de PY2BS refletido pela lua em 10 GHz !!! :

 

 

Links sobre DRO:

http://www.gedlm.com/DRO/

https://www.miteq.com/docs/D210B.PDF

http://www.cel.com/pdf/appnotes/an1035.pdf

http://tycho.usno.navy.mil/ptti/1989papers/Vol%2021_33.pdf

 

Veja também :

eshail.htm

 

73 de Roland.