De Radiogroep in 2020

De Radiogroep heeft in 2020 vooral gewerkt aan het project “Demonstratie satellietcommunicatie” en de verplaatsing van de Radiohoek.

Project “Demonstratie satellietcommunicatie”

Dit laat project zien hoe je radioverbindingen gemaakt via een  satelliet. Deze draait op precies dezelfde snelheid met de aarde mee en heeft daardoor een vaste plek aan de hemel. Hij hoeft dus niet te worden ‘gevolgd’ (geostationair). Een vaste opstelling van de antenne volstaat dus.

De Eshail2 (omroep) satelliet heeft voor radiozendamateurs een transponder aan boord met een downlink in de 10.4 GHz band en een uplink op 2.4 GHz. Het gebied dat dat deze transponder kan bedienen heeft in tegenstelling tot normale omroep TV een veel grotere “footprint” en loopt van het puntje Brazilië in het westen tot voorbij India in het oosten. Daarmee heeft deze transponder een semi-wereldbereik en dat met een normale TV satelliet antenne en zo’n 5 -10  W zendvermogen.  

Bij onze sterrenwacht is een drietal gelicenseerde radiozendamateurs actief. Die hebben de bevoegdheid om via de Es’hail2 verbindingen te maken met andere radiozendamateurs. Twee daarvan zijn lid van de Radiogroep. De techniek van communiceren via de ‘repeater’, genaamd QO-100,  lijkt op het eerste gezicht eenvoudig maar blijkt in de praktijk toch met het nodige vallen en opstaan gepaard te gaan. Maar dat hadden we bij het Melkwegproject natuurlijk ook..

Footprint van Es’hail2

Dit hangt samen met de relatief hoge zendfrequentie van 2400 MHz en ontvangfrequentie 10.489 MHz waarop met zeer smalbandige signalen van slechts 3 KHz breed wordt gewerkt. Dit vraagt om een zeer hoge frequentiestabiliteit. Standaard verkrijgbare componenten hebben die van huis uit niet en moesten door ons worden gemodificeerd.
Tot nu toe had de radiogroep ervaring met de ontvangst van neutrale waterstof (H1) op 1420 MHz (1.42 GHz). De lat wordt nu naar 2.4 GHz verglegd. Net als bij het Melkwegproject moet een aantal onderdelen zelf worden gebouwd, zoals de antenne-feed en de apparatuur behuizing.
Ook dit project werkt op basis van Software Defined Radio (SDR).
Software neemt bij radio op die manier steeds meer functies van hardware over.
Het gebruikte professionele programma SDR Console werkt erg mooi maar heeft een steile leercurve.
SDR Console biedt o.a. de mogelijkheid om frequentiedrift op deze hoge frequenties te compenseren d.m.v. referentie aan het zeer stabiele satelliet- baken op 10.489,750 MHz.
Deze compensatie geldt niet alleen voor de ontvangst, ook de zendfunctie wordt gestabiliseerd. Het  programma koppelt de ontvang- en zendfrequentie aan elkaar. Hiermee wordt voldaan aan de hoge eisen van frequentiestabiliteit voor ontvanger en zender.

Ontvangst van het referentiebaken op 10.489,750 MHz met SDR Console. In het onderste scherm wordt de ontvangstfrequentie gesynchroniseerd met het referentie-signaal van het baken

In de eerste opzet gingen we uit van een voor handen zijnde 144 MHz zendontvanger uit de jaren 80. De zendfrequentie werd met een z.g.n. “upconvertor” naar 2400 MHz gebracht. Die leverde echter problemen op met te weinig stuursignaal voor de eindtrap en daarmee te weinig output.
Ook lieten de lineariteit en de modulatie-diepte en verstaanbaarheid te wensen over. Maar het bleek vooral lastig om lokaal exact in te tunen op een tegenstation (tot op 100 Hz nauwkeurig) zonder dat (letterlijk) de halve wereld hiervan kon meegenieten..

Daarom is in het najaar gekozen voor een geheel nieuwe aanpak. Hierin maakt de mini-computer Adalm Pluto (opgezet als leerproject voor studenten) rechtstreeks het zendsignaal op 2400 MHz.
Alles rond de modulatie kan met software worden ingesteld voor een optimale verstaanbaarheid. Deze opzet bevalt veel beter en is ook goed reproduceerbaar. Op diverse forums is er uitleg van mede-amateurs en ‘how-to” video’s.

De zendontvanger is klaar voor gebruik en uitgetest bij mij thuis. De grootste gewerkte afstanden tot nu toe: Brazilië en India, dus precies tot aan de rand van de footprint!

Veel aandacht is besteed aan het nauwkeurig kunnen uitrichten (in azimut en elevatie) van de 132 cm professionele TV schotel die op 10.4 GHz een openingshoek van maar 1,5 graden heeft.
Hiervoor is een unieke constructie bedacht die in de praktijk goed werkt (met de groene balk op onderstaande foto).

De laatste hand is inmiddels gelegd aan het doortrekken naar het dak van de verliesarme (maar ook erg stugge) kabel voor het zendsignaal. Rest het waterdicht maken van de zender-feed en combineren daarvan met de ontvangst-feed, zodat voor ontvangen en zenden met één en dezelfde satellietschotel kan worden gewerkt. Dat moet begin 2021 gaan rondkomen, mede afhankelijk van de weersomstandigheden.

Boven: de draaibare Melkweg schotel, onder: de vast opgestelde QO-100 schotel
Apparatuur kast; met links: de Adalm Pluto, rechts: de  10 W eindtrap voor 2.4 GHz op koelblok

Zowel de Melkweg metingen als de ontvangst via Oscar-100 zijn nu online voor leden van de Radiogroep toegankelijk. Met de ontvangst van meteoren via het baken in Graves (Frankrijk) is dit nog niet het geval. We willen we in het nieuwe jaar 2020 ook deze ontvangst via SDR laten verlopen, zodat de Doppler-effecten van de meteoren zichtbaar worden (het Pioewww geluid).
Dit vraagt om een extra SDR-dongle en USB aansluiting, waarbij ook geregeld moet worden dat je ze naar keuze op één computer kan laten draaien. 

Melkweg ontvangst

Het afgelopen jaar is de software rond de Melkweg ontvangst sterk verbeterd.
De bediening is hierdoor makkelijker geworden en de grafische mogelijkheden om de Melkwegkaart in één keer te laten zien zijn vereenvoudigd.
In 2021 willen we gaan uitproberen, of we naast de spiraalarmen ook de ‘dikte’ van de Melkweg kunnen laten zien, dit mede geïnspireerd door het contact met een aantal amateurs in Nederland die ook hiermee bezig zijn, waaronder enkele bekende CAMRAS leden. Het gaat daarbij o.a. om een soort 3D opname van de Melkweg.