← На главную

Самодельный апконвертер для спутника QO-100

Около полугода назад я успешно провел первые радиосвязи на QO-100. Вот только качество модуляции оставляло желать лучшего. Также описанный сетап не позволял использовать телеграф. В качестве решения было решено сделать апконвертер для КВ-трансивера.

После некоторых экспериментов я остановился на следующей структурной схеме:

Структурная схема самодельного апконвертера для спутника QO-100

КВ-трансивер передает на 29 МГц с мощностью 5 Вт. Первым делом сигнал проходит через детектор. При наличии сигнала детектор подает питание на усилитель мощности. Во время приема усилитель обесточен. Если не отключать усилитель, то в течение часа-двух он сильно греется.

Далее идет фланцевый аттенюатор на 30 dB, за которым стоит маломощный аттенюатор на 6 dB. Полученный сигнал идет на смеситель HMC213 (даташит [PDF]). В качестве гетеродина применен модуль на базе MAX2870 с дисплеем и кнопками. При подаче питания модуль вспоминает последнюю выбранную частоту. Таким образом, программировать генератор не требуется. Удобно.

Стоит отметить, что вообще-то HMC213 рассчитан на уровень LO +13 dBm. Но на практике все прекрасно работает и с уровнем +3 dBm от MAX2870.

Со смесителя сигнал идет на МШУ с названием «WYDZ-Ultra Low Noise LNA» и заявленным усилением 20 dB. Про этот МШУ есть отличная статья [PDF] за авторством Matt, DD1US. Фактическое усиление на 2.4 ГГц составляет около 17 dB. Модуль основан на MMIC QPL9547.

Усиленный сигнал идет на полосовой фильтр. Фильтр можно найти на AliExpress по запросу «wi-fi cavity filter 2400-2483.5 mhz». Он очень узкополосный:

АЧХ узкополосного фильтра на 2400-2483.5 МГц

С другим фильтром наверняка пришлось бы использовать частоту выше 29 МГц. Было бы досадно, так как мой самодельный трансивер не работает на более высоких частотах.

Далее идут уже знакомые усилитель мощности WYDZ-PA-2.4-2.5GHz-10W и полосовой фильтр из заглушек для медных труб. Измеренная выходная мощность составила 5.5 Вт. Для работы на QO-100 этого более чем достаточно.

Все перечисленное разместилось внутри корпуса таким образом:

Расположение компонентов апконвертера для QO-100 внутри корпуса

Компоненты соединены при помощи полужестких кабелей RG-402, обжатых под SMA. Алюминиевый корпус – такой же, что ранее я использовал для трансивера AYN/A и других проектов. По питанию стоит защита от переполюсовки. Для получения 12 В и 5 В применены LM7812 и LM7805.

В ходе использования устройства выяснилось следующее:

  • Нужен хороший блок питания на 28 В. С первым попавшимся дешевым БП работать не будет. Из того, что было на руках, подошел Rigol DP711;
  • В закрытом корпусе апконвертер не работает должным образом. Как я понимаю, на 2.4 ГГц это не такая уж редкая проблема. Были заказаны листы из радиопоглащающего материала, чтобы обклеить ими корпус изнутри. Пока же я использую апконвертер с открытой крышкой;
  • Частота MAX2870 меняется с температурой. Проблему я митигировал таким образом. На плате находим генератор 25 МГц. К нему через термопасту прикладываем резистор 100 Ом 0.5 Вт. Резистор соединяем с шиной 5 В. Резистор греется, дрейф уменьшается. Само собой разумеется, в будущем предстоит найти менее колхозное решение;
  • Апконвертер был протестирован с HBR/MK2 и Elecraft KX3. Работает и так и так, но KX3 удобнее. Например, он умеет воспроизводить голосовые сообщения. А еще выходная мощность в KX3 регулируется, что позволяет компенсировать потери в коаксиальном кабеле;
  • Пробовал принимать спутник на RTL-SDR и LimeSDR. Последний справляется с задачей намного лучше. За счет 12-битного АЦП LimeSDR обладает большим динамическим диапазоном. С ним я могу принимать сигналы, которые RTL-SDR теряет в шумах;

При помощи апконвертера я провел многие радиосвязи как телефоном, так и телеграфом. К модуляции теперь не придраться. Что радует при работе на QO-100, так это связь 24/7 без помех и замираний, в том числе с Бразилией, Индией и ЮАР.