VERON A63
Friese Wouden
____________

VERON afdeling Friese Wouden
Afdelingsblad 'CQ Friese Wouden'

door PAoBVD

Radcom juli 2000

In de rubriek Cave Radio the story so far even weer kijken hoe de mensen het doen die grotten onderzoeken. We hebben hier al eens eerder aandacht aan besteed maar ook daar staan de ontwikkelingen niet stil en het is goed om hier zo nu en dan eens bij stil te staan. In Nederland zij er niet zoveel grotten maar in Groot Britmanie zijn er veel meer en er is een groep die zich CREG noemt welke zich bezig houdt met verbindingen onder de grond. CREG staat voor Cave Radio and Electronics Group. In deze groep, en hoe kan het ook anders zitten ook zendamateurs. Uiteraard zijn het allemaal geen zendamateurs, per slot van rekening zijn we grot onderzoekers en hebben we nog andere specialiteiten aan boord, zoals technici voor locatie bakens, fotografische zaken, alternatieve verlichting en grotten tellers en uiteraard voor de registratie en in kaart brengen van het geheel. U ziet een heel team. Nog niet zo lang geleden hebben we nog en twee weg slow scan televisie uitzending gepleegd van uit verschillende grotten. Hiervoor gebruikten we de Kenwood VC-Hi adaptor die verbonden was met onze grot transceivers. Voor onze spraak communicatie zijn onze werkpaarden de laatste ontwikkelingen in deze lijn welke werken op een frequentie van 87kHz. Hoewel de zaak ook wel zal werken op 73 en 136kHz. Onze eerste pogingen om iets te doen aan grot communicatie waren gebaseerd op het oude White Rose project, die ons verder op weg hielp (White Rose is eerder in de RTTY ronde gepubliceerd). Communicatie door steen heen was toch zeker voor radio amateurs een gehele ander uitdaging. Heel anders dan waar men normaliter mee bezig is, namelijk communicatie door de ether. Bij traditie waren de serie resonantie loop antennes (1m hola-hoops) de geaccepteerde antennes voor propogatie en ontvangst systemen. Deze systemen zenden alleen een magnetische veld uit, welke minder worden naar mate men dieper gaat volgens een formule. Dit is ongeveer 18dB elke keer de afstand wordt verdubbeld, te beginnen bij 1m. Dit komt er op neer dat wij denken dat op een diepte van 120m de signalen kleiner zullen zijn dan 1uV. Onze eerste experimenten waren om de loop antenne te verbeteren. We vonden al gauw uit dat wanneer je de loop voorzag van 6 spaken i.p.v. 4, waardoor de loop een rondere vorm kreeg, dat het signaal niveau 2dB beter werd, een flinke vooruitgang dus. Als materiaal voor de antennedraad werd eerst gebruik gemaakt van bandkabel. Echter was deze kabel nogal kwetsbaar, ook al door de ruige omgeving waarlangs de loop moest worden getransporteerd. De kabel werd vervangen door een ander soort enkeldraadskabel van een wat robuustere uitvoering. Wat we zagen dat deze 6A kabel (zegt iets over de dikte) ons gelijk een signaal winst opleverde van 6dB. Deze loop werd nog eens dubbel uitgevoerd en dat leverde warempel nog eens 6dB op. Echter dit kon natuurlijk niet eindeloos zo doorgaan dat zou te mooi zijn. En laten we eerlijk zijn als je onder de grond in een grot moet slepen met een antenne van de afmetingen van een autowiel wordt dat een hele klus. Tijdens deze experimenten kwamen we er achter dat de resonantie capaciteit erg warm werd, zeg maar heet. En hoewel het een polyester type was van 400V was dit waarschijnlijk toch te veel. De condensator werd vervangen door een serie- en parallel schakeling van 10 nF polipropyleen 1600V condensatoren. Al de nu genoemde veranderingen hebben uiteindelijk geresulteerd in hetzelfde effect of was het zendvermogen met 40 keer verhoogd. Berekeningen gaven aan dat als je twee keer zoveer wilt komen onder dezelfde condities je je zendvermogen 64 keer moet verhogen, dus al met al geslecht resultaat denk ik. Er werd verder nog wat gexperimenteerd met kleine voetjes onder de antenne om hem van de vaak natte grotvloer te houden. Experimenten thuis met deze modificaties in nat gras, modder en op natte steen hadden weinig of geen effect op de werking van het geheel. Echter wanneer de antenne geheel werd onder gedompeld in water ging het wel goed mis. De resonantie frequentie verschoof 11kHz en de Q ging van 60 naar 10. Het in water proberen werd gedaan omdat een aantal mensen die wilden communiceren onder water bij hen hadden aangeklopt om hulp. Er werd wel een soort gelijke antenne gebruikt met afgeschermde kabel, wat wel bleek te werken. Nu iets over de ontvangers. De eerste onvangers maakten gebruik van low noise hf versterkers, echter was de ruis toch nog een te groot probleem. Hiervoor in de plaats werd een fet cascade versterker gebruikt met dezelfde versterking maar met een ruis reductie van 22dB. In de eerste mixers werd het ic 1496 toegepast, dit was een goedkoop en goed werkend ic, maar had een balans potentiometer nodig voor de optimale instelling. Later werden er analoge schakelaars toegepast. Het experimenteren met operationele versterkers en schakelende mixers hebben er uiteindelijk toe geleid dat het signaal zo schoon werd dat de uitgangsfilters zijn verwijderd. De sideband rejection is nu 32 tot 40dB, hierbij opgemerkt dat er tussen de hf versterker en de mixer een buffer is geplaatst met een versterking van 6dB. Daarnaast is er nog veel gesleuteld aan audio circuit direct na de discriminator, waarbij veel gexperimenteerd is met audio phase shift netwerken. Ook is er nog een derde orde Butterworth en de tweede orde Chebychev filter geplaatst. Tezamen met een audio AGC circuit en hierna een gewone volumeregelaar is de zaak compleet. De zenders bestaan uit de familie phasing exciters met een eentraps microfoon versterker een derde orde low-pass filter van 2.8kHz en omkeer versterker met een signaal ratio van 3.5:1 voor het phasing-netwerk. Als schakelende modulators worden gebruikt de 4053 ic's aangestuurd door een 4046 deler met een 5568kHz kristal en een 4013 voor de productie van quadrature signalen. En in de eindtrap bevindt zich een TDA2003 audio versterker. De voeding is 12V en trekt ongeveer 1,2A. Als antennes worden onder anderen de loops gebruikt zoals al eerder in dit stuk. Ook werd er gekeken wat voor effect deformatie van de loop voor invloed had op de werking. Deformatie van de loop door een drager weg te halen gaf een verslechtering van 18dB. Een alternatief voor de loop is de grondstroom elektrodes. Deze methode stamt al uit de eerste wereld oorlog. Hiermee kunnen, indien goed geplaatst verbetering worden verkregen van 35dB. In Frankrijk werden metingen gedaan en kon men de signalen over een lengte van ongeveer 1km langs de kalk rotsen detecteren. Bij andere gesteenten was het resultaat slechter. Wanneer er gewerkt wordt met het elektrode systeem dat is gebleken dat de optimale afstand tussen de elektroden ongeveer 200m is en dat als de afstand groter wordt dan 400m de signalen slechter worden. Ook is er gemeten met gesoleerde elektrodes aan de ingang van de grot in vergelijk met de elektrodes in de grond boven de grot. Hierbij waren de gesoleerde elektrodes in het voordeel. Al met al ziet u dat grot verkenners en zeker degene die voor de communicatie zorgen mensen zijn van de slogan, heb je dit al geprobeerd en waarom het je dat nog niet geprobeerd. Misschien zijn mensen die aan deze zaken verslaafd zijn geen echte zendamateurs in de strikte zin van het woord. Een ding is zeker ze zijn met communicatie bezig, met experimenteren, met radio en zeker met zelfbouw. Voor deze tak van hobby zijn er gewoon geen commercile oplossingen, het lijkt mij zoals wij ook ooit zijn begonnen.

In de rubriek Technical Feature, het eerste deel van het onderwerp Chirps een nieuwe manier om hf condities te bestuderen, door Peter Martinez G3PLX. In mei 1998 publiceerde ik een hoe er met behulp van een smalle spectrum analyzer en dsp techniek een goede propegatie kon worden gegeven van hf signalen, gereflecteerd door bewegende propegatie lagen zoals meteoor regens, ionosfeer lagen en zelf vliegtuigen. Deze techniek verschaft een methode waarbij een ieder met een ssb ontvanger afgestemd op een ongemoduleert draaggolf dopplergrams kan laten zien. Dit de aanwezigheid van reflecterende lagen laat zien dat ze er zijn zolang ze blijven bewegen. Doplergrams hebben beweging nodig. De noodzaak van bewegen is essentieel voor deze techniek. Het is bijvoorbeeld niet mogelijk om twee gescheiden lagen te detecteren als er geen relatieve beweging is tussen de lagen. Bovendien zolang als de grootte van de Doppler shift afhankelijk is van de hoek van intreding, is er nauwelijks Doppler shift voor lage hoek reflectie vanuit de ionosfeer. Met andere woorden dit systeem is niet geschikt voor lange afstand propogatie. Bijvoorbeeld a dopplergram van een draaggolf bijna halverwege de aard omtrek laat niet zien dat er korte- en lange pad signalen zijn. Dit is een uitdaging voor een nieuwe techniek die dit soort zaken wel aan kan en een heel nieuw hoofdstuk opent in nieuwe avonturen met betrekking tot het propogatie ontwikkeling op de hf banden. In plaats gebruik te maken van ongemoduleerde carriers is het beter om een puls techniek te gebruiken. De uitgezonden pulsen zouden dan opgevangen kunnen worden en zichtbaar gemaakt worden op een oscilloscoop. Als we gebruik maken van een SSB ontvanger met een bandbreedte van 3kHz dan zou het mogelijk zijn pulsen te onderscheiden met een afstand van 0,33ms. Dit is net genoeg om de reflecties te onderscheiden van bijvoorbeeld de e en de f laag bij een bijna verticale hoek. Echter niet genoeg om de structuur te ontrafelen van de onregelmatige propogaties met een smaller pad. Daar ik daar ook niet geinteresseert ben mis ik dus niets als ik binnen deze 3kHz blijf. Ik zou best pulsen kunnen proberen als ik een andere amateur kon vinden die op een geschikte afstand van mij verwijderd was. Ongemoduleerde carriers zijn er wel te vinden op de HF banden waarmee gexperimenteerd kan worden. Echte als men uitkijkt naar pulserende signalen dan is er niets te vinden, ook de woody woodpecker was niet beschikbaar. Tot zover de studie van de hf propagatie, natuurlijk gaat het nog veel verder maar wordt het wel heel technisch. Dus voor de liefhebber er is altijd een kopie aan te vragen.

In de rubriek Technical feature het tweede deel van een compacte hf lineair door Bruce Edwards G3WCE. In dit deel met name de constructie van de uitgangsspoel met de mechanische constructie gegevens. Ook de opstelling en bedrading van de bandschakelaar tezamen met de uitgangsspoel uiteraard en dat met name de aftakkingen voor elke band. Hiernaast wordt er ook nog aandacht geschonken aan de relais besturing van het ontvang en zendrelais. Zoals u zult begrijpen is er nogal wat warmte ontwikkeling en die moet wel onder controle worden gehouden. Bruce maakt hier gebruik van een 120 mm blower die toch nogal wat herrie maakt. Met een eenvoudige schakeling is het toerental te regelen en daarmee neemt de herrie ook af. Maar er moet natuurlijk wel voldoende koeling overblijven. Verder de beschrijving van een audio gestuurde s-meter voor direct conversion ontvangers, door Chas Fletcher G3DXZ. Directe conversie ontvangers hebben normaal gesproken geen agc regeling simpel weg omdat ze geen midden frequent versterkers hebben die geregeld kunnen worden afhankelijk van het binnen komend hf signaal. Daar de agc spanning een directe afgeleide is van het hoogfrequent signaal dat wordt ontvangen en is dit dus de aangewezen spanning om een s-meter te sturen en dat gebeurt dus ook. Bij dc ontvangers wordt het signaal direct na de mixer versterkt door een low-noise versterker met een vaste versterking en een groot dynamisch bereik. De primaire versterkingsregeling zit meest al achter de audio voorversterker. Bij zo'n uitvoering is het audio over de volume regeling direct proportioneel met het hf signaal over het lineaire bereik van het frontend. Met andere woorden waarom gebruiken we dit audio signaal niet om een s-meter te sturen door de audio signalen gelijk te richten. Het antwoord op de vraag is misschien het beste te begrijpen als men zich realiseert typies deze signalen zijn op de hf banden en hoe ze variren. S-units is de uitdrukking van signaal sterkte. Radioamateurs gebruiken de uitdrukking van s1 tot s9 waarbij s9 in elk geval een schoon en ruisvrij signaal moet zijn. In 1940 hebben de fabriekanten van commercile ontvangers geprobeerd een standaard te ontwikkelen met betrekking tot de sterktes van ontvangen signalen. S9 moest dan een spanning van 50uV zijn over een belasting van 50 Ohm. En dit is nog steeds waar het nu nog neerkomt. Dus laten we hier dan ook maar vanuit gaan 50uvolt is dus s9. Een s punt wordt beschouwd als 6db signaal verandering. Met andere woorden wordt de sterkte 1 s punt hoger dan is er 6db bij gekomen. Als het signaal zwakker wordt dan 1 s punt dan wordt het -6db. Als je van s9 naar s8 gaat is de helft van de spanning nog aanwezig. Dit betekend s9 is 50uV s8 is dan 25uV en dan is s1 0,19uV en dat is een zeer zwak signaal. Gezien deze signalen zult u begrijpen dat bij de toepassing van een conventionele versterker s9 volle schaal is en s8 ongeveer de helft en s1 is nauwelijks meer te zien. Nou hoe dit allemaal weer goed komt is te lezen in de rest van het verhaal. Verder zit er bij dit verhaal een schema van het geheel en zelfs een print ontwerp De print heeft de afmetingen van 83 x 35mm.

In de rubriek down to earth een stukje over een elektrische noise detector. Een zelfbouw project om een apparaat te bouwen die gebruikt kan worden voor het opsporen van alle kraakjes, piepjes en ander onheil wat de tegenwoordige apparatuur kan veroorzaken.

Dan tenslotte de rubriek technical topics door Pat Hawker G3VA. 1. Een nieuw leven voor de skirted dipole. 2. HF propogatie bakens en voorspellingen. 3. V-mos lineaire versterkers voor 50MHz. 4. Multi wire antennes.