• Nederlands (Nederland)
  • English (United Kingdom)
Van het “FRONT – END” PDF Print E-mail
Geschreven door Jan Kappert   
maandag, 29 augustus 2011 18:10

Het is interessant om in nagenoeg elk schotelbulletin te kunnen lezen wat er allemaal al met de DT mogelijk is. Er worden allerlei activiteiten ontwikkeld die op basis van dit grote instrument te realiseren zijn. Natuurlijk moet ook gedacht worden aan een verdere perfectionering en uitbreiding van de mogelijkheden met de DT.

Teneinde het radiostation Pi9CAM voor EME activiteiten verder te optimaliseren is er in 2010 vanuit de HAM IG-V groep een voorstel ontwikkeld dat de komende jaren zou kunnen worden uitgevoerd. Dit voorstel kan worden opgesplitst in een aantal delen. De algemene doelstelling daarbij is Pi9CAM voor de aspirant operator eenvoudiger toegankelijk te maken qua bediening. Hierbij wordt uitgegaan van een vaste uitrusting voor het station, met name in de radioruimte. Door het toepassen van standaard apparatuur zal het voor de gemiddelde radio amateur eenvoudig zijn om het station te bedienen, zonder daarbij de noodzaak om kennis van zaken te hebben omtrent het specifieke van dit Radiostation, n.l. het kunnen maken van verbindingen via de maan.

Voor de bediening van het EME station wordt momenteel gebruik gemaakt van een type transceiver waarvan er bij Camras’ers een of meerdere in eigendom zijn.
Een Kenwood TS2000X voor de PI9CAM als vaste transciever in de DT zou een goede investering zijn.
Dit toestel heeft de prettige bijkomstigheid dat het voor de verschillende banden tot en met 1296Mhz, volledig is uitgerust.  Hetgeen inhoudt dat bijvoorbeeld de huidige in gebruik zijnde frequenties direct vanuit deze transceiver kunnen worden gebruikt.
Voor het bedrijven van EME heeft deze transceiver verschillende nuttige functies, die het maken van dit soort verbindingen in SSB, CW en JT65 veel eenvoudiger maken.

 Kenwood TS-2000X

Het zou geweldig zijn als voor de aanschaf van zo’n transceiver een sponsor gevonden kan worden.

Het gebruik van de huidige frequenties, 144-432-1296MHz hebben het bestaansrecht van Pi9CAM overduidelijk aangetoond. Echter de samenstelling van de apparatuur voor deze frequenties moet verder geoptimaliseerd worden.
In het voorstel is met name aandacht besteed aan het optimaliseren van de zend en ontvangst capaciteiten van het station voor 1296MHz.  
Door de grootte van de Dwingeloo Telescoop, kortweg “DT” is het zeer interessant om deze te kunnen gebruiken voor hogere frequenties, zoals een eerste test in November 2009 tijdens de ARRL EME wedstrijd al heeft bewezen. Er is met veel succes getest op 2.3Ghz, 3.4Ghz en 5.6GHz
Het is dan ook de bedoeling om de mogelijkheden met de DT uit te breiden naar hogere frequenties. Als eerste nieuwe frequentieband is 2320Mhz gekozen.

Verder is er al een project “DEEP SPACE”, onderhanden, welke met een ontvangst frequentie werkt van 8.4GHz. Dit zal wellicht duidelijk maken of de DT zich leent voor hogere frequenties dan de in historische stukken genoemde maximale beperking van 6GHz.

Bovenstaande ideeën gaan uit van een bemand radiostation Pi9CAM.
Er is een groeiende behoefte aan een mogelijkheid om de DT o.a. onbemand de maan te laten volgen, waardoor het via de WEBSDR beschikbaar komt voor velerlei experimenten uit te voeren door stations, waar ook ter wereld. Hiermee zal Pi9CAM als station een uitzonderlijke positie innemen binnen de EME community. Omdat Pi9CAM het grootste EME amateurstation is qua schotelafmetingen leent zich de DT hiervoor bij uitstek voor. Door de ontvangstkwaliteiten van de DT, kan op een zeer laagdrempelig niveau door de meer gevorderde radio amateurs het phenomeen EME worden beoefend met de WEBSDR op het internet als feedback. Daarnaast zal dan ook een eerste opzet kunnen worden gerealiseerd voor het koppelen van de DT met onderwijs instellingen, die Radio Astronomie in haar opleidingspakket hebben en vanuit de instelling, op afstand de DT, via internet zouden kunnen bedienen voor het uitvoeren van waarnemingen. Gelijk aan de activiteiten die in Zweden met op Radioastronomie station in Onsela al enige tijd wordt gedaan met een kleine antenne.
Het realiseren van onbemande activiteiten van de Dwingeloo Telescoop en Pi9CAM wordt hier verder niet behandeld, te meer, omdat hiervoor met name de veiligheids aspecten een belangrijke rol spelen en de realisatie hiervan bepalen. Dat neemt niet weg dat het nadenken en komen met voorstellen hiervoor geen slecht idee is.

Momenteel zijn de volgende onderwerpen gerealiseerd of bijna operationeel:

  • Uitbreiding bestaand 23cm station
  • Uitbreiding voor 13cm
  • Deep Space Satelite ontvanger

 

Uitbreiding 23cm station.

Tot op heden wordt de uitrusting van het station opgebouwd met een externe versterker. Deze wordt in de shack geplaatst op het moment dat deze benodigd is.
Een SSPA oplossing is in 2009 gerealiseerd en wacht op installatie in de focusbox. Hierdoor wordt het gebruiksklaar maken van het station voor EME activiteiten aanzienlijk vereenvoudigd. De transceiver, die momenteel gebruikt wordt, TS-2000X, levert hiervoor het benodigde RF stuur vermogen.


Naast deze aanpassing is er ook een aanpassing gerealiseerd om de ontvangst gevoeligheid te verbeteren. Een voorversterker volgens G4DDK , is gebouwd en getest op specificaties. Ten opzichte van de huidige voorversterker, heeft deze voorversterker een lager ruisgetal en een grotere bandbreedte. De verwachting is daarom dat er ook betere resultaten op 1420Mhz worden verkregen.


 

Algemeen concept frequentie uitbreiding.

Het gebruik van frequenties boven 1296MHz is in 2009 onderzocht. De DT leent zich in ieder geval om gebruikt te worden tot 5.6GHz. Aangezien de interesse voor deze frequenties wereldwijd enorm aan het toenemen is, lijkt het implementeren van deze voorziening in de DT een goede stap voorwaarts. Vooral de enorme versterking geeft ons hierbij een machtig wapen. Dient wel te worden vermeld dat bij een optimale belichting van de DT, de openingshoek voor het bedrijven van EME op deze  frequenties te klein is en zeker niet optimaal. De in 2009 gekozen opstelling echter, laat zien dat door een Off – focus opstelling van de antennes, juist de openingshoek groter wordt, waardoor de toepassing voor EME activiteiten gunstiger wordt. Hiermee werd een betere belichting van de maan gerealiseerd, terwijl bij optimale focus aanpassing juist slechts een klein deel van het oppervlak wordt belicht. Reflectie signalen zijn in het geval van een gedeeltelijke belichting van de maan vrij van de zogenaamde “smear” zoals dat wel optreedt met kleinere stations die de maan wel volledig belichten. Recentelijk is dit effect nog eens aangetoond door de experimenten met de 25m Antenne van het Onsela RadioAstronomy station in Zweden.


Voor Radioastronomie toepassingen zal het exact uitrichten op een object natuurlijk prevaleren.
Nadat het ontvangst station is geïnstalleerd zal dan ook met behulp van een software correctie programma de besturing worden aangepast als deze frequentie in gebruik is.

De uitbreiding voor hogere frequenties wordt grotendeels opgebouwd in de focusbox.
Dit om minimale verliezen te hebben op deze frequenties. Alle antennes zijn van het type circulaire septumfeeds. De transverters, die worden toegepast maken allen gebruik van een  gezamenlijke middenfrequent tussen 144-150MHz, welke door een coaxkabel naar de radio ruimte wordt gevoerd. Hiertoe wordt zowel in de focusbox als in de radio ruimte beneden een multi-pole coax relais toegepast dat door de operator kan worden bediend om zodoende de verschillende transverters te selecteren.
De benodigde voedingen voor deze oplossingen zijn in Januari dit jaar gesponsord aan CAMRAS.



Belangrijk te realiseren in dit concept is dat de bereikbaarheid van deze apparatuur, niet direct eenvoudig zal zijn. Hetgeen betekent dat er voldoende controle en schakelmogelijkheden moeten worden gecreëerd om bij eventuele calamiteiten, beneden in de radioruimte voldoende mogelijkheden zijn om vast te stellen wat er aan de hand is. Zonodig zou een mogelijkheid moeten worden gemaakt om bepaalde delen van een opstelling te kunnen “by-passen” indien nodig.

Concept 13cm station.

De realisatie van deze uitbreiding is met name te danken van een financiële schenking door een CAMRAS lid. De stations configuratie voor 13cm is opgebouwd uit een aantal elementen.
De basis wordt gevormd door een transverter systeem van DEM, Down East Microwave.
Deze transverter is uitgerust met een multifunctionele local oscillator, die de mogelijkheid geeft om eenvoudig tussen de verschillende 13cm frequentie banden te kunnen schakelen. Momenteel worden 2304, 2320 en 2424MHz gebruikt afhankelijk van het betreffende wereld deel.
Onderstaande tabel geeft een overzicht van de diverse delen waaruit deze uitbreiding bestaat.

 

Deel Transverter Preamp SSPA Antenne
Fabrikant DEM G4DDK 2nd hand Septum
RX- noise Nf : 1.9dB Nf : 0.2dB   sma
TX output 20mW   Ex UMTS unit N
  No-tune     RL: 30dB
IF 144Mhz     Iso: 30dB

 


De antenne is geschonken door onze Belgische radioamateurs Eddy, ON7UN en Walter ON4BCB.
Met name voor de uitbreiding naar hogere frequentie banden is het essentieel dat de gebruikte RF oscillatoren in elke transverter op de juiste frequentie staat.
Alle transverters van DEM hebben de mogelijkheid om gebruik te kunnen maken van een externe referentie oscillator op 10Mhz. Hiervoor wordt een Rubidium oscillator gebruikt, die ook in de focusbox wordt ingebouwd.

Deep Space 8.4GHz.

Voor deze activiteit is een ontvanger module gebouwd door Cor, PE0SHF.
Bert, PE1RKI heeft met zijn mechanische specialisatie een zeer fraaie septumfeed voor deze frequentie gefreesd.



Septumfeed antenne voor 8.4GHz – PE1RKI

Op een bandpass filter na is de ontvanger compleet en klaar om ingebouwd te worden in de focusbox van de DT voor de eerste testen.
Enige hulp kan hiervoor zeker nog wel worden gebruikt.

Wat kunnen we zoal verwachten?
Ik heb eens op het internet gegoogled en onderstaande tabel samengesteld omtrent DSN satellieten.

Satelliet Frequency Erp
Chandrayaan-1 Launched: 22-10-2008 and arrived at the moon on the 8 Nov.2008. 8484MHz 8kW
Dawn
Launched: 7-7-2007
8435.37030Mhz
28dBw
Deep Impact / EPOXI Launched: 12-01-2005.   Deep Impact / EPOXI mission website here 8434.1203MHz 20W @ 36dB
Ikaros solar sail Launched: 21-05-2010   Ikaros mission website here 8431.296295MHz ?
Kepler Launched:6-03-2009   Herschel mission website here 8424.5061MHz
25W @ 6.5dB
Herschel Launched: 14-05-2009 and will be on station at the L2 point. Herschel mission website here 8424.5061MHz 22W @19dB
Mars Express Launched: 2-07-2003 and arrived at Mars in December 2003 MEX at the ESA's website is available here MEX Orbiter radio science document available here 8420.432097MHz 630kW
Mars Odyssey Launched: 7-04-2001 and arrived at Mars on October  the 24th 2001 Press pack available here Odyssey telecommunications overview - well worth a read here 8406.851853MHz 107kW
Mars Reconnaissance Orbiter Launched: 12-09-2005 and arrived at Mars on March the 10th 2006 MRO press kit available here 8439.444446MHz 100W @ 46.6dB
New Horizons Pluto Charon Launched: 11-01-2006 and is en-route to Pluto New Horizons 'advances in telecommunications concepts' available here 8437.894737MHz
8438.181818MHz
200kW
Planck Launched: 14-05-2009 at 13:12 GMT and will be on station at the L2 point.  Planck mission website here 8455.000MHz 22W @ 19dB
Planet-C Launched: 21-05-2010.   Planet-C mission website here 8410.92592MHz 20W @ slotarray
Rosetta Launched: 2-03-2004 and is en-route to Comet 67 P/Churyumov- Gerasimenko. Rosetta engineering information available here Rosetta mission overview available here 8421.790123MHz 467kW
Spitzer Space Telescope Launched: 25-08-2003.   Spitzer current status information is available here.  Interesting design document on Spitzer is also available here 8413.626490MHz 158kW
Stereo A & B Launched: 25-10-2006 8443.1585MHz
8446.2345MHz
23dBW erp,
54.4dBW erp
Venus Express Launched: 9-11-2005 and arrived at Venus on April the 11th 2006 Venus Express engineering information available here  8419.074073MHz 426kW


Voorbeeld ontvangst van een DSN satelliet door Luis, CT1DMK. Antenne: 5.6m Dish
Stereo A & B
at 8443.518520 and 8446.234570 GHz orbiting the sun trailing earth at about 0.5 AU distance from earth, approx. 152 million Km from earth. (first detection 08/05/2006 at 10:10)


Signal has about 21dB [Hz] S/N, picture of FFT with 5Hz resolution and 8x average.


Zoals dit artikel aangeeft worden er een aantal project gerealiseerd.
Wil je hier meer over weten of wil je ons helpen om e.e.a. te realiseren neem dan kontakt op. Hulp kunnen we altijd gebruiken!


 

 
Sponsors van CAMRAS:
Banner
Schotelbulletin:
Banner
Website Sponsor:
Banner

Designed by:
SiteGround web hosting Joomla Templates