EME на 77.5ГГц
Назад-
Прошедший четверг 21 ноября получился у меня очень насыщенным. Перед связью с Олегом UA3ATS на 305 км (24 ГГц) я еще успел попробовать получить эхо от Луны на 76 ГГц. Первый раз я это сделал в феврале 2013 года и вот теперь , через более чем 6 лет решил повторить эксперимент на новой аппаратуре. Специально для этого эксперимента я готовил твердотельный РА с выходной мощностью 5 Вт. К сожалению по различным причинам я пока сделал только половинку усилителя с выходной мощностью 2.7 Вт и временно приостановил работу. Правда надеюсь в ближайшее время завершить эту работу. В общем решил больше не ждать и провести эксперимент на половинке РА. Итак в январе 2013 года у меня была ЛБВ мощностью 60 Вт и довольно тупой приемник с коэффициентом шума более 6 дБ. Антенна 2.4 м. Лучшее эхо тогда было на уровне примерно -14 дБ в полосе 2.5 кГц.
На данный момент передатчик 2.7 Вт и приемник с коэффициентом шума 0.85 дБ (МШУ, охлаждаемый жидким азотом). Антенна прежняя, правда с улучшенной точностью сопровождения Луны.
В четверг была последняя в этом месяце возможность использовать оптимальное время с точки зрения минимальной либрации Луны. Оптимальными были понедельник и вторник (минимальная ширина сигнала 20 Гц при высоте Луны 26 градусов), но сплошная облачность и дожди не позволили этим воспользоваться. Только в четверг погода улучшилась, но минимальная ширина отраженного сигнала увеличилась до 140 Гц при высоте Луны всего 20 градусов. Ну что же, надо было пробовать в этих условиях, в пятницу эксперимент уже терял всякий смысл.
Итак я начал в 9:00 по московскому времени. Передавал тире с периодом 0.6 с, или, если хотите букву Т со скоростью 12 WPM. Луна в это время была на высоте 41 град. и либрация 640 Гц. Всего записал шесть серий примерно по 5 минут. Первые четыре серии без охлаждения МШУ (кш 2.7 дБ). Потом поднял на крышу насос, шланги и жидкий азот и последние две серии записал с охлаждением.
Результаты таковы. Прежде всего надо было вырезать периоды передачи из всех шести файлов. Я это делал вручную с помощью аудиоредактора. Занятие очень муторное, но в результате получаются файлы с как бы непрерывным приемом отраженнного сигнала. В результате возможно использовать программу накопления сигнала, что является единственным способом выделить слабый сигнал, находящийся ниже уровня шума.
В результате с помощью программы MWCW удалось выделить эхо сигнал во всех шести файлах. Наилучший результат получен в последнем файле в оптимальное по либрации Луны время. Оценочный уровень эхо сигнала -20...-21 дБ, хотя это требует уточнения. Там даже виден слабый трек на экране водопада. Радует то, что результат получен. Получен на новом техническом уровне.
Сигналы несколько слабее, чем я ожидал, но у меня уже есть список того, что надо проверить и постараться улучшить.
Следующий оптимум 15...16 декабря, но на этом диапазоне нужна хорошая погода. Посмотрим.
Дождусь ли корреспондента, чтобы two way qso сделать...
На фото антенный блок.
76ab.jpg
-
Здравей Сергей,
Поздравления.
Думаю,что възможно ШСО яерез Луна при етим параметри.
Что сказал Ал за первъе связи.
При меня в порядке завершение комплекса 24гхз за связ через Луна.
Съобщя когда буду готов.
Нед LZ1DX
lz1dx@lz1dx.org -
Прокрутил на MWCW файл с записью лунного эха, который любезно предоставил Сергей Георгиевич. Усреднение общее (прием и передача) - 5 минут, соответственно усреднение приема - около 2-х минут. Длина сообщения (тире+пауза) - 0,6 секунд. После усреднения детектором выделяется огибающая, которая перемножается с тоном 700 Гц. Это и слышно ушами на выходе MWCW. Ну и видно на осциллографе вверху окошка программы.
mwcw1.jpg
eme_77GHz.wma
-
Поздравляю, Сергей! Сделан еще один шаг к EME QSO на 77.5 ГГц. В следующий раз, может быть, попробовать использовать WSJT-X для фиксации эха. В программе есть режим Echo. У меня, правда, этот режим почему-то не работает как надо, может быть, из-за слабого ПК. Потренироваться можно на 24 ГГц.
-
К сожалению мой улов в марте был опять невелик. В оптимальное время 6 марта был дождь и туман. Записать эхо удалось только 9 марта, но без визуального контроля и сквозь облака. Шум Луны был всего 0.9 дБ (без жидкого азота). Тем не менее, при уровне -25 дБ серия из 30 точек вполне читается. Длительность сообщения соответствует примерно одному позывному.
Да, этот эксперимент отличался тем, что я использовал двухчастотный телеграф ДЧТ или BFSK с разносом частот 144 Гц. Поэтому неплохой результат получен при уровне всего -25 дБ.
mar2020.png
-
Последняя неделя с периодами низкой либрации луны прошла для меня не очень удачно. Сначала была плохая погода а затем что-то случилось с аппаратурой. Все вроде работало но эхо отсутствовало. Шум луны показывал что приемник работал нормально. Первое что меня испугало это подозрение, что неисправен усилитель мощности. У меня пока нет индикатора выходной мощности, поэтому пришлось снять антенный блок и измерить выходную мощность на столе. Как говорится отлегло. Выходная мощность была в норме. Все остальное было уже не таким ужасным.
Проверил все что мог, но так и не нашел точной причины. Возможно одна из причин был плохой земляной контакт в BNC разъеме 10 МГц GPS стандарта. Это давало очень грязный спектр на 76032 МГц. Эхо удалось получить только в 2:00 МСК 6 апреля. Ширина сигнала была уже около 80 Гц.
Успел записать два звуковых файла. Сначала свою обычную последовательность "тире", а затем попробовал передавать свой позывной. На экране "осциллографа" эхо сигнал выглядит не очень красиво, но в звуковом формате сигнал можно читать неплохо.
Длина записи 10 минут, но за вычетом времени на передачу и на переключение, чистое время приема менее 4 минут.
rw3bp2.png
rw3bp1.wav
-
579 !
-
Здорово, Сергей Георгиевич ! Да так громко, - даже не вериться, что это 77 Ггц !...Как будто обратну сторону Луны видишь...А Вы посылали эту запись потенциальным корреспондентам ? Неужели ни у кого из них нигде "не зачешется" ?...73 ! Николай.
-
Здорово Сергей,
Мои поздравления,
Надеюс что скоро будет QSO.
73 Нед LZ1DX -
Супер ! Отличный результат !
-
Сергей, отлично! Рад за тебя, что система работает нормально.
-
Сергей, результат вполне готов для проведения QSO через луну. Оптимизм вселяет Manfred DL7YC, который похоже серьёзно готовит свою аппаратуру для такого события. Мы все ждём. Удачи Вам!
-
Спасибо за поддержку!
Я, конечно, мечтаю завершить этот "проект" проведением QSO. К сожалению, это может получиться не так быстро. Пока, тот же Манфред DL7YC, планирует только принять мой сигнал. Это тоже здорово, но у него усилитель мощности для передатчика только в перспективе. Главное, что он загорелся идеей и готов тратить свои силы и средства на это дело. Так что я пока вынужден заниматься "самоудовлетворением" (если не сказать хуже) путем приема собственного эхА.
Теперь несколько слов о принятом позывном. Для приема была использована программа MWCW, которая была написана в 2004...2005 годах для проведения первых EME QSO на 47 ГГц. Программу я написал в содружестве с моим товарищем Володей Барчуковым (возможно кто-то помнит его еще по прграммам для "Радио-86", была такая команда Фадеев - Барчуков). За мной была разработка прнципа работы программы, основных алгоритмов, вида экранного интерфейса и тестирование программы. Володя сделал большую работу по реализации этого в виде работающей программы.
Программа работает следущим образом. Передача идет обычным телеграфным кодом (код Морзе). Возможны два варианта - амплитудная манипуляция и частотная манипуляция ДЧТ (BFSK). Сообщение формирует программа и оно многократно повторяется. Теперь о приеме. С выхода приемника сигнал в шумах поступает на аудио вход компьютера.
Дальнейшая обработка идет в цифровом виде. Сигнал с частотой тона около 1 кГц поступает на входной полосовой фильтр. Полоса пропускания фильтра должна соответствовать ширине спектра принимаего сигнала (реально в программе гребенка из 16 фильтров, так как возможна ошибка при коррекции допплера). Далее сигнал детектируется. Полученная огибающая дополнительно фильтруется фильтром нижних частот. Частота среза ФНЧ определяется скоростью пепедачи (чтобы не срезать точки). Далее сигнал нарезается на кусочки, равные длительности сообщения (в данном случае длительности позывного) и все кусочки суммируются. За счет усреднения отношение сигнал/шум улучшается в корень квадратный из числа повторов. В данном случае количество повторов около 12, что дает выигрыш за счет усреднения 5.4 дБ.
Для удобства восприятия отфильтрованная огибающая модулирует по амплитуде низкочастотный генератор, частоту которого можно выбирать по вкусу. В данном случае это 700 Гц. Именно это мы слышим в wav-файле.
По принципу работы программы мы всегда будем слышать сигнал громко и без шумов. Просто при слишком слабом сигнале будет громко и без шумов слышна беспорядочная белиберда. В данном случае мелодия позывного хорошо читается. Пожалуй только в цифре "3" точки не совсем отчетливые. Еще бы добавить 1 дБ и все было бы совсем идеально. -
Я все таки считаю, что это телеграф. Программа выполняет функции фильтрации, а финальное декодирование делает оператор.
-
Сергей Георгиевич, а ваша программа будет работать на более низких диапазонах, кажем 23см, 6см и 3см. Поражаюсь вашей терпеливости в достижении результата! Удачи вам в проведении QSO.