scouting – Dwingeloo Radiotelescoop

Auteur(s): Simon Bijlsma (PA7SB)

Foto(s): CAMRAS Cees Bassa

Afgelopen vrijdag- en zaterdagavond 6 en 7 september 2019 hebben Michel Arts (PE1NVK) en Simon Bijlsma (PA7SB) de Dwingeloo telescoop bediend om deze te laten fungeren als een ‘Earth Moon Earth’ (EME) relaisstation voor scoutinggroepen die hun zelfgebouwde antennes wilden uitproberen in verband met de komende ‘Jamboree On The Air’ (JOTA) op vrijdag 18 en zaterdag 19 oktober 2019. De Dwingeloo telescoop is vanwege haar enorme gevoeligheid heel geschikt om de uiterst zwakke EME signalen te kunnen ontvangen. De ontvangen signalen worden door middel van de door Pieter-Tjerk de Boer (PA3FWM) ontwikkelde webSDR over het internet aangeboden.

Elf jaar geleden is dit JOTA-EME project geïnitieerd door Frans de Jong (PE1RXJ) die een bouwbeschrijving voor de benodigde ‘23 elements Long-Yagi antenna voor de 70cm band’ heeft geschreven. Zie ook de pagina JOTA-JOTI en het blog bericht daarover uit 2008.

Vrijdag hebben Frans bij de scoutinggroep in Veldhoven en Bart Laarkamp (PD1BCL) bij de groep in Zutphen hun antennes succesvol getest. Ook de volgende dag konden Frans en Bart opnieuw verbindingen maken via de maan. Op zaterdag was Michiel Vonk (PB0MV) van de Scouting groep in Uitgeest samen met zijn vader (Fred PE1PAB) en broer (Jeroen PA2JV) actief vanuit Reeuwijk. Bij een groep uit Breda was Peter Ravestein (PE1NLU) actief. In Eindhoven hebben scouts via de webSDR meegekeken met de uitzendingen van de andere groepen. Helaas is het Michiel en Peter beiden op het zenden van de cijfers ’73’ na, de radio amateur code voor ‘de hartelijke groeten’, niet gelukt om een volledige verbinding te maken. De transceiver die Michiel had geleend bleek geen TCXO te hebben waardoor de frequentie erg verliep tijdens zijn uitzending, bovendien had hij per abuis in WSJT-X de instellingen voor HF gebruikt zonder de 2,5 seconden ‘EME delay’. Hieruit is gebleken dat het voor het eerst instellen en gebruiken van de door Nobelprijswinnaar Joseph Taylor (K1JT) ontworpen decoder software WSJT-X bepaald geen sinecure is. Zelf hebben Michel en Simon in voorgaande jaren ook een tijd moeten stoeien met de instellingen om de signalen te kunnen decoderen die we via de webSDR aanbieden. De instellingen, waaronder het audio niveau, luisteren heel nauw vanwege de extreem zwakke maanechosignalen die de scouts met hun antennes uitzenden. Als het echter wel werkt dan zijn de resultaten geweldig! De software is zo gevoelig dat signalen tot -30dB (1/1000) onder de ruis gedetecteerd kunnen worden. Dit is zo zacht dat je op het gehoor helemaal niks hoort, slechts ruis en je ziet nauwelijks iets in het ‘FFT-watervalscherm’ (lichtblauw met gele lijntjes op onderstaande foto).

Tijdens de geslaagde testuitzendingen van Frans en Bart waren hun signalen in de verschillende doorgangen tussen de -28dB en -16dB onder de ruis. Deze sterkte verschillen werden veroorzaakt doordat de antenne steeds moet worden bijgericht op de maan. Door de bewolking was de maan zaterdagavond echter vaak niet zichtbaar en daardoor was het met de hand uitrichten een lastig klusje. Even vijf of tien minuten ‘vergeten’ de antenne bij te richten betekent dat het signaal veel zwakker wordt ontvangen in Dwingeloo. Zie hiervoor de uitleg bij de bouwbeschrijving van Frans.

Interessant om te zien was dat er naast de maanecho’s ook reflecties te zien waren tegen vliegtuigen en de ionosfeer. Een keer had Bart in Zutphen zijn antenne naar Dwingeloo gericht en toen kwam het signaal met +6dB dat is hoorbaar sterk door. Doordat er geen vertragingstijd (delay time ‘DT’) in het signaal zat was dit duidelijk te onderscheiden van de echte maanecho’s omdat die signalen met ongeveer 2,5 seconden vertraging worden ontvangen. De afstand van de aarde naar de maan bedraagt ruim 385.000 km en dan kun je dus uitrekenen dat met de lichtsnelheid de echo tijd ongeveer 2,5 seconden bedraagt.

Met dit blogbericht hopen we andere scouts of radiozendamateurs die scoutinggroepen ondersteunen tijdens de JOTA te interesseren om ook mee te kijken via onze webSDR met de activiteiten van de JOTA groepen die met EME bezig zijn. En hopelijk worden ze dermate enthousiast dat ze een volgend jaar ook zelf mee gaan doen met eigen gebouwde antennes. Om mee te kunnen kijken is het noodzakelijk om WSJT-X te installeren en via een geluidsmixer of ‘virtual cable’ de audio van de webSDR te injecteren in de WSJT-X software zodat de JT65 mode B signalen gedecodeerd kunnen worden. Uiteraard nodigen we ook andere geïnteresseerden uit om dit te gaan proberen met hun PC of laptop.

Auteur(s): Frans de Jong (PE1RXJ)

Foto(s): CAMRAS Frans de Jong

Ofwel DT en QRP

Tijdens mijn JOTA activiteiten met scoutinggroepen had ik al eens bedacht om tijdens JOTA te gaan moonbouncen. Bij QRP-verbindingen gebruiken radiozendamateurs laag vermogen. Zou het met de enorme antennewinst van de Dwingeloo Radiotelescoop mogelijk zijn om zwakke stations te ontvangen? Het zou dan gaan om tijdelijke JOTA-stations met relatief simpele antennes en simpele laag-vermogen zendapparatuur die richting de maan zenden en waarvan de radioreflecties van de maan in Dwingeloo worden ontvangen. Met webstreaming van de gereflecteerde radiosignalen kan de scoutinggroep zichzelf terug horen. Zij kunnen op die manier zelfs andere scoutingstations horen die hetzelfde doen en daarop reageren. Het contact is dan gemaakt. De Dwingeloo Radiotelescoop speelt hierbij een cruciale rol. In dit blog vertel ik of het wel of niet lukte en of het bij JOTA kan worden uitgevoerd.

De uitdaging

Kan ik een signaal omhoog sturen naar de maan met een enkelvoudige wat langer dan normale’ yagi antenne en is vermogen uit een standaard radio zoals een IC-706mkII voldoende om in Dwingeloo gehoord te worden? Simpel houdt ook in op 70 cm, want dat is voor veel amateurs goed haalbaar tijdens JOTA.

De antenne

Opgespannen PVC buis antenne.

De yagi moet goedkoop zijn want scoutinggroepen hebben in principe geen geld en een full size yagi van een radioamateur de bossen in slepen en op een toren hijsen is gedoemd te eindigen als een bosje oud ijzer (aluminium). Dus kan dat anders?
Wanneer je het simpel houdt is ‘full size’ een zogenaamde ‘long yagi’. Stacken (parallel plaatsen) van meerdere yagi’s is geen oplossing want de kans op fasefouten en andere problemen zal niet bijdragen aan het gewenste succes. Ik denk aan een long yagi met een lengte van 10 m. Met het rekenschema volgens radioamateur Günter Hoch (DL6WU) is een long yagi goed te maken.
Mijn eerste gedachte is om een yagi uit te voeren als een soort touwladder. De scouts zagen alle element en boren er twee gaatjes erin. Verder is het een kwestie van knoopjes leggen in twee lijnen en de element op de juiste volgorde erop schuiven. Echter, knoopjes leggen in een touw op een mm nauwkeurig wil ik ze niet aandoen, dat is niet reproduceerbaar.
Mijn tweede gedachte is tussen de elementen pvc-buisjes over de draden schuiven zodat de afstanden gegarandeerd zijn. De totale constructie wordt iets zwaarder maar de kosten en de nauwkeurigheid zijn heel goed te doen. Als je nylon draad van 3 mm neemt kun je dat aardig opspannen.

Moet in mijn achtertuin passen

Voor de test zocht ik een antenne met een nog iets betere antennewinst. Die is dan nog iets korter en past dan bijvoorbeeld in mijn achtertuin. Ik koos een 7 meter lange 27-elements yagi volgens Martin Steyer (DK7ZB). Als boom heb ik twee aan elkaar gekoppelde stukken pvc-buis van 4 meter genomen en voor de elementen 6 mm aluminium buisjes. De elementen heb ik binnen 1 mm nauwkeurig op lengte gemaakt en vervolgens op zadeltjes gemonteerd met tie-wraps. De zadeltjes klikken eenvoudig op de pvc-pijp. Door er nu een touw doorheen te halen en strak te trekken kan ik een redelijk rechte antenne krijgen. De antenne hangt wat door maar dat geeft aan de punt een richtingsafwijking die ongeveer 5 graden is. De bundel is ongeveer 15 graden, dus het effect van de doorbuiging zal niet heel groot zijn.

De eerste test

Vrijdagavond 14 november wordt in de Dwingeloo Telescoop alles klaar gemaakt voor een EME contest. Op het RadioEyes programma kijk ik waar de maan staat om ongeveer 23:00 uur. Ik zal de antenne zo goed en zo kwaad mogelijk op die positie richten. In het programma heb ik een cirkel gezet van de antennebundel (15 graden) op de positie die de maan om 23:00 uur zal hebben. Als het programma op real-time loopt zien we hoe de maan de bundel binnen loopt.

: De maan loopt in de bundel.

: Symmetrische feed van de antenne.

: Outdoor shack met richtmechaniek.

Intussen heb ik nog wat veranderd aan het actieve element van de antenne. Het begint te regenen en de output power van mijn IC-708 (maximaal 20 Watt) blijft steken op 14 Watt. Zal dit lukken? Tegen 23:00 uur bel ik de Dwingeloo Telescoop en krijg Jan van Muijlwijk (PA3FXB) aan de lijn. Daar zit Rene Hasper (PE1L) achter de PC en ze laten mij wat radiosignalen in de lucht brengen terwijl ze het watervalscherm afturen. Niets … helaas … maar het lijkt ook druk te zijn met testsignalen voor de EME contest die over een uur zal starten. Jan vraagt opnieuw om een signaal te sturen. Dan is het even stil. En nog maar eens een signaal. En nog eens … en toen … JA!! Helemaal links op het scherm komt iets door. Nog eens aan en uit en … INDERDAAD … dat ben ik. Ik ben redelijk goed te zien in de radiotelescoop, ongeveer -26 dB, dus voor het programma WSJT moet het heel goed te doen zijn.

Detectie! Tja, in de gele cirkel … het blijft QRP …

Dit is een fantastisch succes! Met ongeveer 14 Watt en 27 elementen op een kromme pvc-pijp en dan helemaal naar de maan en terug en nog gehoord ook! Die reus heeft goede oren! Ik was wel redelijk gelukkig met deze uitkomst, want ik had de hoop al lang opgegeven met dit natte weer. Tja, in de gele cirkel … het blijft QRP …

De tweede test

Jan stelt voor de antenne nog eens opnieuw te richten en goed te luisteren. Met het vermogen dat de Dwingeloo Telescoop op 70 cm omhoog stuurt naar de maan is het misschien mogelijk dat ik met de lange yagi iets van het gereflecteerde radiosignaal kan oppikken. Omdat het regent heb ik geen laptop buiten en dus geen WSJT. Daarom nog even geluisterd in het frequentiegebied rond de QRG van de Dwingeloo Telescoop want een paar honderd Hertz Dopplerverschuiving zal er zijn. De ruisonderdrukking heb ik op stand 2 gezet om teveel DSP effecten te voorkomen (digital signal processing), de ingebouwde voorversterker staat aan en ik luister op USB (upper sideband) met een bandbreedte van 1,9 kHz. Ik ben benieuwd. Warempel … heel zacht in de ruis hoor ik een WSJT signaal en ik weet dat de Dwingeloo Telescoop op die frequentie bezig is! Een beetje draaien aan de pvc-buis van de antenneboom om te zien of polarisatie wat uitmaakt en dat doet het!
Ik heb eerst mijn fototoestel gepakt en een filmpje met audio gemaakt. Daarmee ligt het bewijs vast. Later nog een andere opname gemaakt.

QRP en DT… wie doet er mee?

Welnu, als het voor mij hoorbaar is dan kan moonbouncen met scouts en de Dwingeloo Telescoop zeker! Het vervolg zal zijn om met een iets langere antenne nog wat meer winst te halen en om met een beter afgestemd actief element alles uit de kast te halen. En dan kan het moonbouncen met scouts en het communiceren beginnen! Wie doet er mee?

Berichten

Dwingeloo Telescoop ontvangt maanecho’s voor de Scouting Jamboree