Msg Nr. : 104003 Da : I1CPN Per : TUTTI @ITA Tipo/status : BF Data/ora : 0124/2223 Dimensione :10139 Titolo : 10 GHz/2Mbit/s N.1 Bid (Mid) : 98362_I1YLM Un link per trasmissione dati a 2 Mbit/s in 10 GHz. Glenn Elmore N6GN e Kevin Rowett N6RCE ( ARRL HANDBOOK 1994,capitolo 32 pag.4-11 ) Traduzione...libera di I1CPN. Uno degli aspetti piu' interessanti delle microonde e' la possibilita' di usarvi segnali a larga banda. Una applicazione e' la trasmissione di dati a velocita' molto alta. Qui si descrive un sistema che permette la tramissione di dati fino a 2 MBit/s. Questo sistema e' stato progettato da Glenn Elmore N6GN e Kewin Rowett N6RCE. Era gia' stato descritto in " Link economico per tramissione di dati Multi MegaBaud a microonde " su Ham Radio di Dicembre 1989 Pag.9-29. Insieme al link per dati e' installato anche un analogo canale fonia,che richiede solo l'aggiunta di microfono e altoparlante per permettere comunicazioni audio full-duplex simultanee. Il link funziona nella gamma amatoriale dei 10 GHz e utilizza una economica antenna a parabola commerciale con una testina antifurto di basso costo che permette comunicazioni a medio raggio. Perche' affrontare il rischio di montaggio di una radio digitale piu' veloce di circa 1000 volte che i sistemi a 1200 Bd solitamente in uso ?? Per sperimentare il piu' possibile novita' applicative in packet,comprendendo una nazione,o anche tutto il mondo,in una rete digitale amatoriale. Quando sia disponibile una sufficiente velocita',quasi tutte le informazioni possono essere trasmesse per via digitale,audio,facsimile,grafica e anche televisione digitale. Le microonde e le comunicazioni ad alta velocita' stanno fortunatamente molto bene insieme. Piu' si aumenta la velocita' dei dati,piu' e' richiesta larghezza di banda. Solo se si arriva alle UHF o alle SHF le bande OM permettono di avere la larghezza di banda sufficiente per questi segnali digitali ultraveloci. Salendo di frequenza le antenne di ragionevoli dimensioni sono piu' adatte a trasmettere in un'unica direzione piuttosto che in omnidirezionale e senza attenuazione di segnali.Le microonde con i 10/24 GHZ danno la miglior performance a costi accettabili per queste comunicazioni. Il link descritto qui e' stato montato come fase iniziale di una rete amatoriale digitale nel Nord California, da usarsi con la neonata rete TCP/IP. Questo era necessario per incoraggiare molte interessanti applicazioni, e per portare gli OM all'uso della loro preziosa porzione di microonde, che rischiamo di perdere se non impariamo ad usarle realmente. L'articolo originale descrive l'uso di quest'apparecchiatura con un PC IBM surplus a schede plug-in. Quando leggerete questo articolo saranno reperibili prodotti amatoriali che vi eviteranno ricerche nel surplus. Progetto dell'insieme. Precedenti successi ottenuti usando Gunn 10 GHz come oscillatori locali e transceiver a banda stretta hanno fatto intravvedere la possibilita' di usare questi economici circuiti per velocita' piu' alte di trasmissione dati. Oltre al basso costo questi componenti,che sono normalmente usati per misure di velocita',per antifurto o per ricevitori a microonde,hanno tutti i componenti principali entrocontenuti (vedi fig.7). Una parabola di 50 cm a 10 GHz ha un guadagno di circa 33dB,cioe' 2000 volte.Quando sia alimentata da questo transceiver a microonde,l'E.R.P. e' pressoche' uguale a quello di un transceiver 2M. con un'antenna a quarto d'onda. Le due stazioni operano in split. L'oscillatore di un trasceiver funziona tipicamente a 10.450 MHz,mentre l'altro e' 105 MHz piu' basso,a 10.345 MHz. La differenza tra le frequenze dei due tx corrisponde alla prima media frequenza dei ricevitori. Questo segnale e' generato in ciascuno dei due rx dalla mescolazione del segnale dell'altra stazione con quello del proprio tx. Cosi' ciascuna stazione usa il proprio tx come oscillatore locale,ed entrambe trasmettono ininterrottamente. Ogni rx usa percio' la stessa media frequenza. Il tx ha da 5 a 10 MW ed e' modulato in fm variando il bias con rapporto freq./tensione. La prima IF e' a 105 MHz con possibilita' di +/- 10 MHz per compensare derive di temperatura.L'uso di IF a questa frq. permette anche semplici riparazioni,modifiche e prove potendo utilizzare normali ricevitori commerciali fm. Se la deriva delle due frequenze coincide,non e' necessaria alcuna correzione,non risultando variazioni di IF. Per correggere derive di frequenza divergenti,e' presente un circuito di A.F.C. che accorda il secondo osc. locale a 150 MHz nominali.L'uscita di questo e' mescolata col segnale della prima IF per avere la seconda IF a 45 MHz,dove viene fatta la rivelazione dall'IC Motorola MC 13055,il cui uso specifico e' di operare fino a 2 Mbit/sec,ma e' stato attualmente usato anche fino a 10 Mbit/sec. Oltre all'A.F.C. che insegue la freq. del segnale ricevuto,la ricerca e' fatta anche per permettere che il ricevitore trovi il segnale quando il link e' stato appena acceso,o quando il segnale sia mancato momentaneamente. La ricerca e' controllata dal circuito DCD. Quando il segnale e' stato trovato,la ricerca viene interrotta, e l'AFC sintonizza l'rx normalmente. Essendo i dati digitali,nell'rx e' introdotto un adatto offset secondo che il dato ricevuto sia zero o uno. Il canale audio e' stato poi aggiunto per permettere comunicazioni in fonia in particolare per le prime prove e messe a punto. E' usato un microfono dinamico,e il segnale e' amplificato e limitato da filtri lassa basso e passa alto. I livelli sono limitati per permettere una modulazione audio stretta rispetto a quella del canale digitale.Cosi' il canale audio puo' funzionare senza interferire apprezzabilmente o peggiorare i dati digitali. In ricezione c'e' un amplificatore b.f. sufficiente a pilotare un auricolare o un piccolo altoparlante. Microfono,modulatore e preamplificatore sono montati in una scatola collocata nel punto focale della parabola. Si e' progettato un illuminatore tronco-piramidale per illuminare sempicemente ed efficacemente la parabola,ottenendo quasi il massimo teorico. Il resto dei circuiti si puo' collocare in una scatola separata. Questo sistema permette che l'antenna e la parte microonde siano collocati a notevole distanza dal ricevitore,su traliccio a palo. Per dati in e out e' usata la logica ECL. Si possono usare diversi sistemi anche con una notevole lunghezza di linea, come quando la parte microonde e' collocata su un traliccio alto,o se il ricevitore e' posto lontano dal computer. Per l'rx si e' usato un connettore standard a 15 pin,che si usa solitamente per connettere un computer a un cavo coax in L.A.N.e M.A.U. L'intera apparecchiatura richiede solo 12 V a circa 350 ma. COSTRUZIONE. Antenna e illuminatore. La parabola e' montata su un mast tramite un pannello posteriore. Questo e' tagliato in forma quadrata da lamiera di alluminio (di spessore adeguato al peso della parabola) e piegato in modo da ottenere sui quattro angoli degli appositi appoggi con foro per l'attacco della parabola (vedi fig.10).Due " U " filettate fissano questo pannello al mast. Agendo opportunamente sui dadi delle "U" si potra' ottenere il corretto puntamento della parabola sia come orientamento che come elevazione,questa da tenere presente in particolare se le due stazioni non sono allo stesso livello rispetto al mare,ma sia l'Azimuth che lo Zenith sono entrambi molto importanti dato che questa antenna ha circa 4 gradi di larghezza di fascio per 1/2 potenza. L'illuminatore e la testina sono fissate nel punto focale della parabola con tre (o quattro) tondini di alluminio filettato lavorato ad ogni estremita' come si vede in fig. 11). L'illuminatore troncopiramidale si costruisce dapprima col ritagliare da lamiera di ottone o rame le parti come in fig. 12.Dato che questa e' sottile, si puo' prima saldare solo in alcuni punti con saldatore di media potenza,e poi,quando sia "in quadro" saldare completamente. La flangia,visibile in fig. 13,ha una breve sezione di quida d'onda al centro,che puo' essere autocostruita con fresa o lima e trapano,fino ad avere l'interno di 23 x 10 mm ca. Qui non e' necessaria grande precisione nella costruzione per ottenere un buon risultato. Asseblaggio parte SHF. Non c'e' particolare criticita' o difficolta' nell'assemblaggio del transceiver. Solo per il preamplificatore,che usa MMICs,sono necessari terminali corti e buoni collegamenti a massa. Se si usa materiale per circ. stamp. tutto il lavoro puo' essere fatto con una lima e un coltellino;usare piaste ramate doppia faccia. Per connettere l'MMMICs si e' usata una microstrip a 50 Ohm,che si puo' autocostruire limando da entrambe le parti dei connettori da 2.5 mm fino a 1.2 / 2mm. La linea e' tagliata in piccole sezioni e i componenti vi sono saldati direttamente. Sono stati fatti dei fori nello stampato per permettere ai terminali del MMICs il contatto con la linea di trasmissione. Ci sono anche fori per tutti i componenti che vanno a massa,e i terminali sono saldati da entrambe le parti. Lo schema dello stabilizzatore e del modulatore non e' critico,e la logica ECL si puo' montare sulla scheda senza difficolta'. Lo stampato deve essere montato in scatola metallica con corti spaziatori. Usare un doppio filo intrecciato per connettere lo stampato al mixer. Un disegno approssimativo dello stampato e' visibile in fig. 14. La fig. 15 riporta lo schema della parte SHF e preamplificatore. ( Segue parte 2a.) Msg Nr. : 103999 Da : I1CPN Per : TUTTI @ITA Tipo/status : BF Data/ora : 0124/2215 Dimensione : 9417 Titolo : Radio larga banda per i 10 GHz Bid (Mid) : 98363_I1YLM Un Link per trasmissione dati a 2MBit/s in 10 GHz. ( parte seconda ) Assemblaggio del ricevitore. Anche la costruzione del ricevitore non e' critica.La fig. 16 ne riporta lo schema. Usare piu' superficie di massa possibile nel lato componenti dello stampato, e tenere i collegamenti del filtro a 45 MHz e del discriminatore piu' corti possibile. Non sono necessarie altre precauzioni. E' preferibile montare tutti gli integrati su zoccolo. La fig. 17 riporta i collegamenti tra lo stampato del tx e preamplificatore con il ricevitore. Taratura e prove. Se non e' disponibile un generatore di segnale SHF,questo lavoro deve essere fatto in coppia,anche se le due parabole non sono necessarie per brevi collegamenti o prove. La tensione sul diodo Gunn deve essere regolata con R102 a circa 6.3 volt prima di collegare il trasceiver.Verificare che il controllo di deviazione R101 possa far variare da 0.25 a 0.5 la tensione sul diodo quando la linea ECL del ricevitore e' posta fra le due condizioni. Quindi alimentare il transceiver. Molti transceiver saranno sintonizzati a 10.525.Con le due apparecchiature a poca distanza,collegare un frequenzimetro o un ricevitore a copertura continua all'uscita del preamplificatore.Lasciando ferma la sintonia su uno,sintonizzare l'altro fino a trovare il segnale col ricevitore a cop. continua o col contatore.Agendo sulla vite di sintonia meccanica della testina,abbassare la frequenza. Quando l'apparecchiatura e' sintonizzata circa 70 MHz piu' in basso dell'altra,il contatore dovrebbe leggere la differenza di frequenza. Con questo sistema si dovrebbe riuscire a far funzionare le due apparecchiature sulla parte bassa della gamma OM,regolando alternativamente una e l'altra finche' siano spaziate di 105 MHz. Se non conoscete la frequenza,probabilmente le porte automatiche del supermercato locale avranno una testina sintonizzata a 10.525 GHz circa. Se invece si dispone di strumentazione SHF la taratura e' banale. Con le due apparecchiature funzionanti,si puo' tarare i ricevitori. Regolare R5 a meta' corsa.Con un frequenzimetro o un ricevitore per 2M porre il VCO a 148-150 MHz regolando T1. Ci si deve sintonizzare parecchi MHz oltre questo punto con il contollo manuale di sintonia (l'AFC puo' sintonizzare anche oltre una volta che tutti i circuiti funzionino). Sintonizzare il VCO 45 MHz piu' alto della misura fatta in precedenza (105 MHZ nominali) e regolare la bobina L1 dei 45 MHz per il massimo sull'S-meter. Regolare la bobina L2 del discriminatore per centrare la tensine del rivelatore ai pin 10 e 11 dell'MC 13055. Quando regolate il nucleo,prendete nota dei punti di massimo e di minimo, e fermatevi a meta'. Nelle prossime prove potra' essere necessario attenuare il segnale tra le due apparecchiature per avere una indicazione utile sullo strumento. Per questo allontanarle o interporre materiale assorbente come la spugna sintetica di imballaggio degli integrati. L'ultimo sistema consiste nel mettere fogli (se necessario,molti) rettangolari di spugna negli illuminatori,in modo da bloccare l'apertura. Con lo squelch per il massimo della resistenza (5 K),una variazione di 0.35 volt sul pin 12 del 13055 corrisponde ad una variazione di 10 dB del segnale ricevuto. Mantenendo i ricevitori sintonizzati manualmente,regolare la posizione delle apparecchiature e delle spugne assorbenti per avere un'attenuazione di 10dB. Quindi regolare lo squelch in modo da spegnere appena il led del DCD. Misurare ancora la resistenza dello squelch e tarare la lettura del segnale calcolando la sensibilita' con questa formula: V p12 = 0.070 x R squelch R squelch = resist. squelch in Kohm V p12 = tensione in Volt su pin 12 del MC 13055 per 10 dB di variazione. Cambiare posizione alle apparecchiature e spugne assorbenti per avere un aumento di segnale,quindi regolare R2 per zero in assenza di segnale,ed R3 per una lettura adatta al segnale presente. In uno strumento da 4 volt,potete cercare di avere 1 volt = 10 dB. Regolare la sensibilita' R4 di uscita del discriminatore per una lettura di fondo scala dell' s-meter allo stesso modo che e' usata la sintonia con un segnale in arrivo.Verificare infine che l'oscillatore di ricerca AFC funzioni quando non c'e' segnale IF a 105 MHz. La funzionalita' di questo si puo' vedere come un segnale a dente di sega sul pin P2-2. Il canale audio deve funzionare senza altre tarature. Si puo' sentire molto rumore di fondo anche con segnale forte,per rumore di fase o di oscillatore,ma il livello non deve preoccupare. Si deve usare un oscilloscopio per verificare la trasmissione dati e la regolazione di deviazione. Puo' essere necessario regolare il bias R102 per avere il bias del transceiver centrato a 6.3 Volt. A questo punto entrambi gli apparecchi devono funzionare correttamente e possono essere usati per traffico audio o trasferimento dati,e quando siano molto distanti o con segnale debole puo' essere utile monitorizzare il canale audio perche' qui il traffico sara' ancora possibile quando il segnale sara' troppo debole per lo scambio di dati senza errori. Prestazioni,risultati e problemi relativi. Il puntamento di parabole per microonde richiede molta abilita'. Se non l'avete mai fatto prima metteteci del tempo,usate una struttura ben costruita e non aspettatevi che sia facile come in due metri. Usate il canale audio del ricevitore per prendere confidenza su quanto sia stretto il fascio dell'antenna. Non provate a muovere le antenne da entrambe le parti dato che tutte due devono essere contemporaneamente ben puntate.Puo' essere utile inizialmente usare il controllo di sintonia manuale. Se una delle due stazioni puo' essere temporaneamente collocata in posizione elevata,e' possibile dall'altra stazione posta su un'auto girare attorno alla prima per vedere come funzionano le microonde. L'esperienza accumulata cosi' potra' fare di voi un buon giudice per scegliere il luogo dove porre il link. Poiche' questa e' una apparecchiatura economica,e' probabile una ricerca di ogni altra soluzione che aumenti le possibilita' del link. Un aiuto per questo puo' essere un buon piano riflettente collocato da una delle due parti e puo' essere usato come un efficiente specchio riflettente. Questa tecnica puo' essere usata per tenere l'apparecchiatura in basso quando si usa un palo o un traliccio sotto il riflettore. Questo permette dei vantaggi ambientali all'apparecchiatura. Misurazioni effettuate hanno indicato trasferimenti di dati con pochi errori con segnali di 15 dB. E' importante che sia usata la via diretta,perche' possono avvenire distorsioni quando esistono riflessioni. Riflessioni multiple possono causare guai al link anche con buon segnale. Quest'apparecchiatura deve fornire trasferimento dati con bassa percentuale d'errore fino a circa 70 km in assenza di ostacoli. In particolari condizioni propagative,come in presenza di aria marina o altre cause di qsb o stratificazione dei segnali,puo' esser necessario ridurre la distanza per garantire un trasferimento affidabile. Come in ogni progetto radiantistico,c'e' certo la possibilita' di miglioramento di questa realizzazione. Dato che il progetto originale era a 2Mbit/s,deve essere possibile un miglioramento con l'ottimizzazione della larghezza di banda del rivelatore. L'apparecchiatura deve essere impermeabilizzata se esposta alle intemperie. Come alternativa si puo' montare un adattatore coassiale a guida d'onda all'illuminatore,e i circuiti possono essere messi a distanza in ambiente protetto. Per il collegamento deve essere usato cavo coassiale semirigido a bassa perdita. Funzioneranno bene quasi tutti i rivelatori Gunn radar del surplus, Il Gunnplexer M/Acom,per quanto piu' dispendioso,ha funzionato molto bene. Con la sintonia elettronica interna,puo' anche essere modulato a piu' alto indice per trasferimenti a 10 Mbit/s o per usi ATV. Puo' essere possibile modularlo in frequenza pilotando l'ingresso della sintonia elettronica dall'uscita ECL,con una opportuna rete di resistenze. Il primo prototipo di questo progetto era attualmente in funzione a 24 GHz con un'antenna a parabola ex illuminazione. Questo sistema funziona molto bene e,grazie al disegno modulare,questi assemblaggi SHF possono essere sostituiti a quello qui descritto a 10 GHz senza alcuna modifica. Il maggior guadagno ottenibile dall'antenna usando i 24 GHz puo' attualmente fornire prestazioni migliori su ogni collegamento. In caso di difficolta' puo' essere usata un'antenna piu' grande. Se viene usata una lunghezza focale diversa da 0.5,si deve rifare l'illuminatore per avere il massimo risultato. 51 de I1CPN @ I1YLM - Gian - Mondovi (CN) JN34vh.