sabato 28 maggio 2016

The QRSS Experiment

QRSS


Nel gennaio del 2011 iniziai la mia attività QRSS, sia in ricezione che in trasmissione.
Il QRSS è un metodo di trasmissione dei segnali in modo molto lento; nel codice Q il termine QRS sta ad indicare "rallenta la tua velocità", l'ultima S indica "ancora più lentamente".

La potenza del trasmettitore è di solito inferiore al watt, generalmente intorno ai 100 mW; i modi usati sono il CW lento, l'FSK lento, il Feldhell lento, e così via.
Il tempo per trasmettere un punto nel CW lento è uguale o maggiore di  1 secondo, la velocità normalmente utilizzata è di 3 o 10 secondi per carattere.

Per generare il pattern si usa un microcontrollore (Atmel o similari), i quale modula in frequenza tramite un diodo varicap (oppure un diodo LED) la portante generata da un semplice oscillatore quarzato, collegato attraverso un buffer al filtro di uscita a più celle. Il buffer è un semplice amplificatore in classe C, notoriamente ricco di armoniche.

Ascoltando queste trasmissioni, con un ricevitore USB, magari a banda stretta per il CW, si ascolta solo rumore. Ma collegandone l'uscita audio alla scheda audio del PC possiamo però decodificare questi deboli segnali tramite un opportuno programma.

Il software installato nel PC estrae i deboli segnali dal rumore e li mostra come waterfall nella finestra di visualizzazione.

Vista la stretta banda a disposizione, generalmente 100 Hz, è importante curare la stabilità dell'oscillatore locale; ovviamente una cura particolare deve essere prestata al sistema antenna - linea di trasmissione per ottenere il massimo guadagno con un minimo rumore di fondo.

Manned Experimental Propagation Transmitter

Questi trasmettitori vengono definiti come Manned Experimental Propagation Transmitter, ovvero Trasmettitori Sperimentali Presidiati per lo studio della propagazione ionosferica.
Non sono propriamente dei Beacon (ci vorrebbe anche il suffisso /B), poichè vengono accesi ed utilizzati solamente in presenza dell'operatore radio.
Si potrebbe benissimo fare QRSS con il proprio ricetrasmettitore, sempre se si riesce a ridurne la potenza di uscita a qualche decina di milliwatt.
Il trasmettitore da me usato è tuttavia un semplice circuito funzionante a 10140 kHz, con una potenza di uscita attorno ai 25 mW (!). Il kit viene descritto e fornito dal radioamatore inglese Hans Summers G0UPL. Trovate tutte le informazioni nel suo sito,
http://www.hanssummers.com/

L'antenna è auto costruita ed è una Half Wave End Feed tarata per la banda dei 30 metri. E' un progetto ricavato dalle informazioni trovate sul sito di Steve Yates, AA5TB, http://www.aa5tb.com/efha.html.

La frequenza operativa  è approssimativamente 10140040 Hz. E' in cantiere un upgrade per stabilizzare la frequenza del quarzo nei confronti della temperatura.

Il ricevitore SDR

Il ricevitore utilizzato nell'esperimento è un 
Software Defined Radio (SDR) autocostruito, ed è Qui trovate lo schema elettrico. E' un kit purtroppo non più disponibile, troverete comunque molte informazini utili nel sito di Richard R Robson WB5RVZ, http://www.wb5rvz.com/
precisamente un kit di Tony Parks KB9YIG, il Softrock Lite V6.2.
L'antenna è la EFHW per i 30 metri, accoppiata al ricevitore mediante un accordatore Yaesu FRT-7700.
In alternativa utilizzo il ricevitore del transceiver SDR Softrock V6.1, ricevente nelle bande dei 40 ed 80 metri. Utile, anche se non proprio con il massimo della sensibilità, il ricevitore Sangean AT505.
Il software per la decodifica preferito è lo Spectrum Lab V2.76 b8 di DL4YHF, un ottimo tool per decodificare, filtrare e visualizzare i deboli segnali. Ho utilizzato anche gli ottimi Spectran ed Argo: http://www.weaksignals.com/; sviluppati da Alberto I2PHD e Vittorio IK2CZL.
L'attività del mio grabber può essere visualizzata a questo link: https://iv3onz.blogspot.it/p/blog-page.html

L'attività

Talvolta accendo il MEPT e lo lascio acceso o durante il giorno, oppure durante la notte. L'ascolto può essere monitorato su uno dei tanti grabber QRSS sparsi in rete. Esiste un gruppo, i Knights QRSS, dove iscrivendosi uno può postare informazioni sulla propria attività:
The KnightsQRSS blog http://knightsqrss.blogspot.com/
La mailing list http://cnts.be/mailman/listinfo/knightsqrss_cnts.b

I primi risultati

Questa è la mia prima stazione QRSS ricevuta, si tratta della stazione francese F6DHI su 10140060 Hz:



Questo è uno screenshot della mia prima trasmissione, preso dal grabber di G4CDY il 10 gennaio 2011:


Altra immagine del mio segnale ricevuto nei Paesi Bassi da PA0TAB il 12 gennaio 2011:


Nel gennaio di quell'anno (2011), con un ciclo solare quindi non particolarmente intenso (se non proprio nullo) i miei segnali nella banda dei 30 metri furono ricevuti senza problemi nel nord Europa tra le 0900 UTC e le 1400 UTC.

Spero che queste informazioni siano un invito nei vostri confronti nell'iniziare questa interessante sperimentazione nel campo della propagazione radio ionosferica, nell'autocostruzione e nella ricerca di continui miglioramenti.

73 de IV3ONZ Andy!!!

lunedì 23 maggio 2016

Esperimenti di ricezione di echi radar delle meteore


La sera dell'8 ottobre 2011 ho sperimentato la ricezione di echi radar provenienti dall'impatto nell'atmosfera terrestre delle Draconidi.
Ci sono stati due picchi: il primo tra le 17.30 e le 18.00 UTC; il secondo tra le 20.00 e le 20.30 UTC.


Lo sciame meteorico dell'8 ottobre.
Le Draconidi, chiamate anche Giacobinidi, fanno parte della scia di detriti lasciati dalla cometa Giacobini-Zinner. Lo sciame, visto dalla Terra, proviene dalla regione del cielo occupata dalla costellazione del Drago.
Ogni anno, per un periodo che va dall'8 al 10 ottobre, la Terra incrocia questo sciame detritico. A seconda di quanto l'orbita terrestre ne sia vicina, ci sono alcuni anni in cui il numero di meteore è particolarmente intenso. E il 2011 è stato uno di questi anni.

Propagazione dei segnali via Meteor Scatter.
L'impatto con l'atmosfera terrestre delle meteore provoca, oltre ad una scia luminosa dovuta all'incendiarsi del materiale che compone l'asteroide per attrito, anche una ionizzazione dei gas e della materia circostante. Questo avviene ad una quota di 80-90 km, al limite della ionosfera. La presenza di queste scie ionizzate favorisce la riflessione di segnali radio, alle frequenze da 30 a 300 Mhz (VHF).
La durata di queste scie ionizzate varia da alcuni secondi a decine di minuti. Data la quota dello strato riflettente, possono venire ricevute via radio trasmissioni distanti 1000 e più chilometri su frequenze che normalmente sono vuote, a causa della distanza del trasmettitore (ben oltre l'orizzonte ottico e radio).

Il radar GRAVES in Francia.
Il radar GRAVES (Grand Réseau Adapté à la Veille Spatiale) si trova a Digione, in Francia (JN27si). Opera su 143.050MHz ed è attivo dal gennaio 2006.
Il segnale è una portante non modulata con una potenza elevata. E' disponibile 24 ore al giorno per tutto l'anno.
Il sistema radar GRAVES è composto da una stazione trasmittente e da una ricevente che si trovano in luoghi separati. Lo scopo principale è quello di monitorare i satelliti e di determinare i loro parametri orbitali.
Il radar ha 4 sistemi separati di antenne tipo phase-array che emettono fasci radio in direzioni diverse, dal basso verso l'alto e da E verso W.

Il setup per la ricezione.
Sfruttando l'esperienza che ho accumulato nella ricezione di segnali QRSS e QRPP, ho facilmente allestito le attrezzature che in parte avevo a disposizione.
  • Ricetrasmettitore ICOM IC-820 H
  • Antenna verticale bibanda autocostruita
  • PC Pentium IV 2.4 GHz, 750 MByte ram, Win XP
  • Software acquisizione SW Spectrum Lab V2.76 b8
La ricezione degli echi radar può essere facilmente effettuata sintonizzandosi su 143.049 MHz USB. Grazie all'amico Franco IV3PTU, ho avuto in prestito il suo ICOM IC-820 H.



Ho collegato l'antenna, una verticale bibanda autocostruita, e ascoltando dopo un po' di tempo già si sentivano dei fischi, simili a sibili, uno ogni 15/20 minuti.




Ho collegato l'uscita cuffia all'ingressi LINE della scheda audio del pc ed ho visualizzato il segnale con il programma Spectrum Lab, impostato per la ricezione QRSS 1 sec.
Regolati i livelli audio e di visualizzazione del waterfall, ho lasciato che il programma mi salvi gli screenshoot ogni 5 minuti.



L'immagine mostra quanto ricevevo all'inizio del test. Erano presenti numerose righe orizzontali, disturbi generati dall'alimentatore switching che adopero normalmente con il transceiver HF. Ma mentre in hf non si sente nulla, in VHF vengono ricevuti tutti i disturbi irradiati dal modulatore PWM dell'alimentatore. Il problema è stato risolto sostituendo lo switching con uno lineare.

Il risultato dell'esperimento.
Dalle 17.30 UTC in poi è iniziato lo spettacolo. Questi alcuni esempi di quello che si può ascoltare: (File wav)
Ed alcuni screenshoot che ho salvato:

    Cliccando sulle immagini se ne ottiene un ingrandimento.
      Chi non ha a disposizione un ricevitore VHF con ricezione in banda laterale USB, può provare a sintonizzare un comune buon ricevitore FM casalingo su una frequenza libera da segnali di emittenti private e pubbliche nazionali. Ci si può aiutare meglio se il ricevitore ha l'indicazione di sintonia digitale.



      Si estrae completamente l'antenna e la si posiziona a 45°.
      L'ascolto avviene quando, dal rumore di fondo, appare il segnale di una trasmissione radio (parlato o musica) per alcuni secondi, e poi scompare. E' meno affascinante di un eco radar, ma il concetto rimane lo stesso.
      Spero questo sia di aiuto a chi vuole come me fare esperimenti con la radio!

      Automatic Packet Reporting System

      L'Automatic Packet Reporting System è un sistema di comunicazioni veloci via radio packet inventato da Bob Bruninga, WB4APR (SK). Grazie al recente sviluppo di tecnologie e circuiti è ora, dopo più di vent'anni dalla sua introduzione, più che mai popolare.

      Le applicazioni più comuni vanno dalla trasmissione della posizione, all'invio di dati meteorologici, alla disseminazione di bollettini e l'invio di brevi e-mail.

      Le frequenze utilizzate in Europa sono:

      • 144.800 MHz a 1200 bit/s;
      • 432.500 MHz a 1200 bit/s.

      L'APRS non è solo un sistema di posizionamento dei veicoli. un sistema tattico bidirezionale di comunicazioni digitali in tempo reale, tra tutte le stazioni presenti in un'area locale. Questo significa che, se sta accadendo qualche cosa ora, o c'è una qualche utile informazione di carattere generale da diffondere, questa può essere ricevuta e visualizzata per mezzo della propria radio.
      Maggiori informazioni sulla tecnologia APRS la potete trovare sul sito di Bob.

      APRS GLOBAL INTERNET SYSTEM

      Sebbene l'APRS sia un sistema locale, i pacchetti vengono instradati in Internet dal sistema APRS-IS attraverso stazioni gateway, in modo da essere monitorato ovunque. Non solo viene registrata l'attività locale, ma anche la messaggistica punto-punto tra qualsiasi due utenti APRS in un qualsiasi posto del pianeta (purchè ci sia una infrastuttura APRS). Qualunque cosa passi da qui sarà disponibile a chiunque in internet.

      Il paradigma n-N

      Durante la conferenza nel novembre del 2008, venne discusso l'uso di TRACEn-n verso WIDEn-n e la IARU convenne che la Regione 1 debba adottare il Paradigma n-N.

      Funziona così:

      • Alias WIDE1-1

      Nella propria configurazione inserire WIDE1-1, lo scopo è di permettere la soppressione dei duplicati WIDEn-n.

      • SS(S)n-n

      La rete APRS viene divisa in regioni. Questo può essere fatto mettendo al posto di SS(S) il Codice Paese ISO 3166-1 oppure il Codice di Suddivisione ISO 3166-2; per esempio, gli utenti con unproto APRS,ITA7-7 agirebbero solo all'interno dell'Italia oppure APRS,GO7-7 agirebbero solo all'interno della ex provincia di Gorizia.


      Percorsi Unproto

      Questi sono alcuni esempi di configurazione della propria stazione:

      • Home: APRS,WIDE2-2
      • Mobile: WIDE1-1,WIDE2-2
      • Area specifica: APRS,IT2-2
      • Configuring UIDIGI: UIFLOOD ⇒ ITA - UITRACE ⇒ WIDE

      Suggerimenti per una impostazione corretta

      • Stazioni mobili: WIDE1-1,WIDE2-2

      Le stazioni mobili dovrebbero trasmettere la propria posizione in funzione della loro configurazione. Tipicamente la temporizzazione dovrebbe essere di due minuti, con un massimo di 3-5 minuti. Dipende dall'uso che se ne fa.

      • Stazioni fisse: WIDE2-2

      Le stazioni fisse dovrebbero trasmettere la propria posizione ogni 30 minuti. Le stazioni meteorologiche personali (PWS) possono trasmettere i propri dati ogni 15 minuti. Via APRSWXNET (Internet) viene richiesto un invio ogni 5 minuti, a partire dal primo minuto di ogni ora (1, 6, 11, ecc...).

      Ulteriori informazioni le troverete sul sito di Bob oppure sul sito di M0CYP.