Amb les darreres modificacions aplicades a la balisa ED3YBF que ha passat a modulació FSK s’ha aconseguit reduir l’impacte radioelèctric. Presentem un breu estudi tècnic descriptiu de les millores.
Anàlisi de la balisa en ASK
La balisa ED3YBF es va posar en funcionament l’1 de març de 2021 i està situada en el municipi de Sant Fost de Campsentelles, a 390m asl, locator JN11CL. La potència d’emissió és de 2,5W, la freqüència 432.405 MHz, i l’antena és una trebol omnidireccional (polarització horitzontal).
El fet d’estar situada en una zona amb alta densitat de radioaficionats es pot donar el cas que algunes estacions la rebin amb senyals molt intensos. Tot amb tot, ningú ha aportat mesures fiables del senyal per a avaluar possibles afectacions mesurades en µV/m o dBm.
En el projecte inicial l’oscil·lador de la balisa era un Fractional-N PLL (ADF4351) d’Analog Devices. Aquest xip ha estat utilitzat en multitud d’aplicacions, sempre amb resultats exitosos. És totalment programable però no hi ha massa accés a la circuiteria: tot es predisposa a través de firmware. Com que la freqüència de la balisa és de 432.405 MHz, la freqüència de comparació del PLL ha de ser de 5 kHz. En connectar un analitzador d’espectre a la sortida del PLL es pot observar que, amb aquesta freqüència de comparació, apareixen senyals espuris que es repeteixen cada 20 kHz per sobre i per sota de la freqüència central (432.405 MHz). El nivell màxim d’aquests senyals espuris és de -60 dB per sota de la portadora (dBc)
Aquest nivell d’espuris és totalment ajustat a norma. El Reglament de Radioaficionats, Annex-1 4.0 Prescripciones Técnicas, en l’apartat 4.1 diu:
4.1 La potencia media de todo componente de una emisión no esencial suministrada por un transmisor a la linea de transmision de la antena no debe rebasar los siguientes valores:
I en l’apartat 4.1.3 diu:
4.3.1 Frecuencias entre 235 y 960 MHz: 60 dB ( 60 decibelios) por debajo de la potencia media, dentro de la anchura de banda necesaria, cuando dicha potencia es superior a 25 vatios, sin exceder de 20 milivatios o 40 dB (40 decibelios) por debajo de la potenica media, dentro de la anchura de banda necesaria, cuando es igual o inferior a 25 vatios, sin exceder de 25 microvatios.
Per tant la balisa en ASK complia totalment la normativa pel que fa a emissions espúries establertes per Reglament de Radioaficionats.
En CW-ASK el modulador anul·la o dóna pas a una portadora (ON/OFF). En aquest cas, quan s’anul·la la portadora l’oscil·lador queda atenuat 72 dB. Hi ha algunes estacions que reben el residual de l’oscilador, el que vol dir que el seu nivell de recepció del senyal és superior a 72 dB sobre el soroll, amb aquesta sensibilitat, els espuris a +/- 20 kHz els rebran com a mínim 12 dB per sobre del soroll, inclús arribaran a rebre els espuris de +/-40 kHz o de +/- 60 kHz.
Amb aquestes dades es va decidir decidir posar en marxa la balisa, pensant que això permetria avaluar possibles afectacions a les estacions de radioaficionats més properes i intentar corregir-les.
Solució de millora: FSK
La solució adoptada ha estat dissenyar un nou modulador que incorpora la tecnologia DDS (Direct Digital Synthesis). Això permet canviar el tipus de modulació de la balisa: originalment era CW-ASK (A1a) i ara passa a ser CW-FSK (F1a). En modular FSK no hi ha “clics” de manipulació. L’ús de DDS per generar el senyal de RF també millora el soroll de fase. En l’espectre generat pel DDS no s’observa cap senyal espuri.
Seguint les recomanacions de la IARU el desplaçament de freqüència en FSK és de 400 Hz. La velocitat de transmissió en CW continua sent la mateixa: 12 ppm. El DDS ha permès incorporar una codificació MGM (Machine Generated Mode).
La seqüència està programada per enviar l’indicatiu codificat en PI4, seguit de l’indicatiu i locator en CW-FSK per acabar amb 16 segons de portadora. PI4 és un mode digital dissenyat específicament per balises i estudis de propagació; és similar al JT4, JT9, i WSPR
La nova seqüència de transmissió de la balisa queda així:
-
-
- Inici seqüència en el segon 00 de cada minut
- Indicatiu MGM 24 sec
- Pausa 1 sec
- Indicatiu + locator en CW-FSK ~ 15 sec
- Pausa 1 sec
- Portadora ON 16 sec
- Portadora OFF 3 sec
-
Mitjançant el software de recepció PI-RX, el senyal de la balisa es pot arribar a descodificar 25 dB per sota del soroll del receptor, molt abans que la CW-FSK sigui audible. El sistema PI4 l’ha desenvolupat el grup de balises OZ7IGY; és un projecte anomenat “Next Generation Beacons”.
Els controls de recepció es poden enviar a la pàgina de UK Microwave Group (gratuït, requereix registre ). També a la pàgina d’URCAT. Més informació al web EA3CNO.
Font: EA3CNO, URCAT
͏͏ ͏͏ ͏
Si t’ha agradat llegir aquesta notícia, associa’t a URCAT, l’Associació Nacional dels Radioaficionats Catalans.
͏͏
