Ontvangst van Bakens op 70cm

(2018-04-14) PE1ITR


Begin april ben ik begonnen met het inbouwen van mijn 432MHz naar 28 MHz converter in een kastje. 1 kanaal van de 2 kanaals ontvanger zit er nu in. Tijd om dit is te testen. Intussen ook een Afedri Dual Channel SDR aangeschaft. Deze SDR kan je over het wifi netwerk connecten. Dat gaf me te mogelijkheid om met de laptop in de woonkamer te luisteren. Voor de antenne besturing een leuke eenvoudige maar effectieve interface geprogrammeerd. Deze is gemaakt met een Labjack U12 interface en een script in Python geprogrammeerd. Via een raspberry pi kan ik nu in een commandline een antennerichting opgeven of de callsign van het baken. De antenne draait daar dan naar toe.



Fig 1: 432 MHz transverter in 19 inch kast met daarboven de Afedri SDR voor ontvangst


Simpele antenne besturing

Om de antenne vanuit de laptop te besturen heb ik een commandline interface gemaakt waarin de callsign van het baken of de gewenste antennerichting wordt ingetypt. De hardware om de rotor te besturen is een Labjack U12 interface. Deze interface had ik al 10 jaar in bezit en is een universeel board waarop analoge en digitale in en outputs zitten die via een usb poort kunnen worden aangestuurd. Voor de aansturing konden de libraries nog van de labjack website worden gedownload en op de raspberry pi worden gecompileerd. In python is een programma gemaakt waarin ik de gewenste antenne richting ingeef en die de labjack aanstuurt. Vanaf de laptop log ik in om de raspberry pi. Een idee is nog op dezelfde raspberry pi een sdr aan te sluiten en dan het monitoren van de bakens te automatiseren als ik het station niet gebruik.


Fig 2: de labjack U12 verbonden met het rotorkastje



Fig 3: commandline interface


Noise Power meting

Ik heb altijd al in de richting Oost, rond QTF 95-100, een flinke ruisbult gehad. Dit maakt het altijd lastig om zwakke OK stations te werken omdat deze stations precies in die antennerichting zitten. Ook richting Noord zit een ruisbult, maar daar heb ik nooit zo'n last van gehad omdat deze richting afgeschermd is met hoge gebouwen. Het gehele gebied tussen 300 en 20 graden azimut is niet echt bruikbaar. Hier staat een eerdere analyse van mijn qth.
Ik heb de antenne rond laten draaien en met linrad het ruis niveau gemeten. En dan blijkt dat richting 95 graden het ruisniveau met ongeveer 8 db stijgt. Ook richting noord een verhoging van het ruisniveau. Voor de rest blijft het ruisniveau redelijk gelijk. Opgemerkt dat de meting overdag is uitgevoerd; de led lampen van de straatverlichting op het industrieterrein stonden uit.
Op google maps is te zien dat wanneer de antenne op QTF 95 staat deze direct staat gericht op een flatgebouw op 250m afstand. Op 170m staat precies in dezelfde rochting een huizenblok met een plat dak met daarop zonnencellen. Deze verdenk ik ook voor de verhoging van het ruisniveau.


Fig 4: 360 graden noise power distributie. De db schaal is relatief. De gemiddelde minimale waarde zit iets boven 45db. De maximale waarde is 54db.
De schaal is aangepast op deze waarde. Hierdoor onstaat een wat overdreven beeld, maar het maakt wel de situatie duidelijk. De ruisvloer richting 95 graden ligt ongeveer 8 db hoger dan "normaal".




Bakens

Het blijkt dat ik deze bakens vanuit mijn QTH altijd kan ontvangen. Ik beperk me tot de bakens die op redelijke afstand staan of die in PI4 mode uitzenden.



Fig 5: Kijk op het scherm van de operator. Linux laptop met Linrad, MSHV om de PI4 bakens te decoderen en de commandline interface voor de antenne besturing


CallsignLocatorKmQTFRapportScreenshot
OZ7IGYJO55WM63540PI4PNG
DB0JGJO31HS9466PI4
DB0XYJO51EU34880PNG
DB0MMOJN49RV334119PI4PNG
DB0LBJN48OV394135
HB9FJN36XN574160
F5ZBUJN18KE404207PNG
DB0IHJN39HJ158244PI4
GB3UHFJO01EH351270JT65



Effect van pre-amp bij de antenne

Een vraag die altijd naar boven komt is of het op 144 of 432MHz bij Tropo verbindingen wel of geen zin heeft de pre-amp bij de antenne te monteren. Theoretisch gezien heeft het natuurlijk altijd zin, zeker bij EME. Het idee was om de volgende proef uit te voeren voor een tropo station en eens kijken welke waarden dat zou opleveren.
Ik krijg van de PI4 bakens uit de decoder een SNR waarde in 2500Hz. Als ik nu voor langere tijd een zwak baken monitor en net onder de antenne de coax voor de pre-amp afwissel met stukje coax van 0.5m en met een van 25 meter. De lange coax was 25 meter hyperflex 13. Ik heb dit over een periode van 2 dagen gedaan voor OZ7IGY, een baken op 635km afstand. Vervolgens de waarden gemiddeld voor de korte coax en ook voor de situatie met de lange coax. Toen het verschil hiervan genomen. Ik kwam uit op een verschil van ongeveer 1 db. Dus het plaatsen van de pre-amp bij de antenne zou mij in deze meting een 1 db betere signaal ruisverhouding opleveren.

Nu een theoretische benadering van dit experiment. Ik neem aan een ruistemperatuur van 350k in het gezichtsveld van de antenne. Het zou meer of minder kunnen zijn afhankelijk van man-made-noise, maar in de literatuur een redelijke aanname voor een antenne die de warme aarde ziet. De antenne zelf heeft een ruistemperatuur van 50k. De LNA heeft een ruisgetal van 0.4db en een gain van 18db. De pre-amp doet mee voor 28k in het systeem. De ontvanger zelf schat ik in op een ruisgetal van 2 db.
Het korte stukje coax heeft 0.5db demping. De 25m hyperflex 13 heeft op 432 MHz een demping van 2 db.
Op basis van de parameters hierboven ligt de ruisvloer in het systeem met de korte coax op -137.9 dbm. De ruisvloer in het systeem met de 25meter coax voor de preamp op -136.7 dbm. Een signaal zou met de korte coax volgens deze berekening 1.2 db harder zijn dan met de lange coax voor de pre-amp.
Theoretisch dus 1.2db verschil en gemeten 1 db verschil. Dit komt aardig overeen.



HOME | Go Back