Il nostro Beacon

Una tecnica di trasmissione che era inizialmente adottata per ricevere segnali emessi con potenze molto basse e ricevuti in condizioni estreme (es. satelliti lanciati verso mete lontane), ora grazie alla disponibilità di software PC adatti al trattamento audio, ha permesso negli ultimi tempi la diffusione, anche in campo radioamatoriale, delle trasmissioni in banda molto stretta e con potenze assai ridotte. Nel campo QRSS, solitamente, si cerca di limitare la potenza intorno ai 100 mW, ma non sono rari i casi di trasmissioni al di sotto dei 10 mW ricevute a molte migliaia di km di distanza (meglio tacere degli exploit con potenze di 0.1 mW –segnali ricevuti attraverso l’Atlantico- che fanno fare ai 100mW di prima la figura da super lineare in HF!!!).

Per saperne di più basta visitare in internet alcuni siti dove potrete avere molte informazioni e da cui partire per ulteriori letture:

http://www.qsl.net/on7yd/136narro.htm
http://www.ussc.com/~turner/qrss1.html
http://www.qrss.thersgb.net/What-is-QRSS.html

Le bande di frequenza in uso sono genericamente le HF e vanno dai 160 m ai 6 m, ma quella che la fa da padrona è la banda dei 30 m, più precisamente la frequenza di 10140 kHz e ancora più in dettaglio la mini porzione di spettro tra 10140.000 e 10140.100 kHz circa. Pensate: in soli 100 /120 Hz, a volte, è possibile ricevere sei-sette stazioni simultaneamente (vedi figura, IQ2DP compare nel riquadro rosso). Questo pone in risalto, tra i requisiti principali che sono richiesti agli apparati in gioco, sia in Ricezione che in Trasmissione, quali la precisione e la stabilità in frequenza.

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Figura 1: Ricezione di IQ2DP (riquadro rosso)

In trasmissione, di solito, ci si affida a oscillatori quarzati o a DDS dell’ultima generazione (è noto anche l’uso di oscillatori al rubidio: un collega OM in Nuova Zelanda lo usa come “base dei tempi” del suo Tx QRSS), mentre in ricezione è bene avere un apparato a stato solido con un minimo di stabilità in frequenza.

Per ricevere i segnali QRSS basta sintonizzare il ricevitore in modalità USB, sulla frequenza di 10139.000 kHZ e connettere l’uscita cuffia della radio alla scheda audio di un PC che avrà in esecuzione uno dei vari software reperibili in rete (sono tutti freeware) quali Argo o Spectran sviluppati dal nostro collega I2PHD che va per la maggiore (reperibile su http://www.weaksignals.com); il segnale a 10140.000kHz produrrà un battimento a 1000 Hz mentre il segnale a 10140.080kHz sarà “visto” come battimento con frequenza audio di 1080 Hz (Fig. 1).

In rete web è possibile vedere il risultato di varie stazioni riceventi dislocate nel mondo; basta andare ad esempio sul sito dell’amico Claudio I2NDT di Bergamo che da anni dona alla comunità dei patiti del QRSS un servizio riconosciuto a livello globale:

http://digilander.libero.it/i2ndt/grabber/grabber-compendium.htm .

La modalità di trasmissione può essere di un semplice CW con i punti che durano 3 secondi e le linee che durano 10 secondi (modalità QRSS3, che è la più usata). Un altro tipo di modulazione è il DFCW (dual frequency CW) in cui il Tx è sempre in trasmissione, ma varia la sua frequenza di pochi Hz in corrispondenza all’emissione del codice (le linee e i punti hanno la stessa durata di 3 secondi), ma le linee sono trasmesse con frequenza più alta di qualche Hz rispetto ai punti; sempre per maggiori dettagli vedasi su http://www.qsl.net/on7yd/136narro.htm. Nel caso dell’emissione QRSS3 in DFCW un piccolo condensatore (varicap, anche un diodo al silicio o addirittura un LED) viene ciclicamente aggiunto al circuito dell’oscillatore in modo da variare la frequenza di 3/5 Hz.

IQ2DP

Il circuito TX beacon che IQ2DP usa da più di due anni è il risultato di un qualche giornata di prove senza troppo impegno e cominciate quasi per scherzo e con molto scetticismo da Teo I2RIT e supportate da remoto da Mirko IK2WFS (che monitorava il segnale e le armoniche…). Lo schema iniziale (catturato in rete) faceva uso di un solo integrato del tipo 74HC240 (un integrato da 8 porte “buffer” invertenti) che faceva da oscillatore quarzato e amplificatore. La parte “drammatica” della storia era che emetteva certamente a 10140kHz ma le sue armoniche erano spaventosamente generose e di certo si potevano ascoltare a orecchio ed a qualche centinaio di metri anche ben oltre i 60 MHz…design semplice ma subito abbandonato. Le tracce di questo sviluppo restano nel prototipo fotografato in Fig. 2; il 74HC240 è l’integrato sul socket blu munito di dissipatore.

Successivi tentativi hanno consigliato una strada più classica; Teo ha lavorato ad uno schema più tradizionale, con un oscillatore tipo Colpitts, che pilota un transistor tipo 2N1711 (spicca al centro della foto Fig. 2); pensate che il primo esemplare di tale transistor, che è durato circa un anno, era un fondo di cassetto con trent’anni di stagionatura!!! …e funzionava ancora !!!. Questo glorioso transistor, recuperato appunto dal cassetto dei miracoli di Teo I2RIT, ha davvero una storia che accompagna la carriera di OM di Teo.

Tutto il complesso sopra descritto viene manipolato da un keyer realizzato con un PIC 16F84, modificando e semplificando lo schema di IK2BCP. Il codice che contraddistingue IQ2DP è emesso in CW a 12 wpm a scopo di identificazione nelle immediate vicinanze (IQ2DP per due volte e JN45PJ per due volte) poi si passa a emettere per tre volte il codice IQ2DP in modalità lenta QRSS3.

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Figura 2: La creatura di Teo nelle sue mani: IQ2DP prima di essere "messo al lavoro" dopo il Beta Test nel QTH di Teo I2RIT; è l'11 Luglio 2008

Queste le testuali parole di Teo:

“All’inizio si manipolava il segnale lasciando attivo l’oscillatore quarzato e attivando solo lo stadio finale RF; in seguito mi sono reso conto che non cambiava molto e allora ho scelto di manipolare  tutto il Tx –oscillatore compreso-; il risultato finale della trasmissione è quello di una forma d’onda non bellissima ma che ha il pregio di essere decisamente riconoscibile anche in situazioni difficili sui diversi grabber mondiali…in sostanza la firma del beacon”.

Il trasmettitore oggi è ubicato presso la sede della sez. ARI di San Donato Milanese e si fa vedere in aria mediante una normalissima antenna Ground-Plane con lunghezza un quarto d’onda installata sul tetto dello stabile che ospita la sezione stessa.

In seguito però si è decisamente azzardato… sempre le parole di Teo: “… Già, quando avevamo fatto delle modifiche per variare la potenza di uscita a soli 10 mW. Avevo lanciato un messaggio sul net degli appassionati di QRSS per pubblicizzare che avevamo ridotto la potenza, leggete la risposta e osservate. Si nota che la traccia non è bella orizzontale ma ha delle “imperfezioni” che la caratterizzano e che la rende ben riconoscibile andando a vedere le varie schermate sui grabbers online…diciamo che è la “sua firma”: IQ2DP”.

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Figura 3: Il compendium di I2NDT riporta le schermate dei grabbers in giro per il mondo. IQ2DP si vede e si legge!

Nella figura 3 si può ben vedere la ricezione fatta da G6AVK (in alto a destra) e di PA1SDB al centro. Nella schermata di G6AVK si può vedere l’emissione in CW normale (quei quattro tratti centrali) e poi la ripresa del QRSS3. Qui di seguito il rapporto di ricezione di G6AVK

10 Milliwatt  940 km e ci ascoltano anche……

Hi Teo,

On Saturday 31 January 2009 10:21:46 tricchiuto wrote:

> just to let you know that IQ2DP QRSS beacon reduced power from 120 mW to 10
> mW. Reports are welcome!

Nice and strong here and audible also. Capture attached from my Online Grabber.
73 Colin - G6AVK

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Figura 4: IQ2DP visto dal grabber di Colin, G6AVK

QRA Loc JO01ho  QRB=940 km

Non male, no? Ma non è certo un record e neanche quello personale (se così si può dire) di IQ2DP, c’è gente che dall’Europa se fatta “ vedere” in California e anche in Nuova Zelanda con pochi mW. Però la soddisfazione di farsi  vedere con soli 10mW a poco meno di 1000Km non è da poco.

Qui di seguito delle schermate che testimoniano la ricezione di IQ2DP anche dall’altra parte dell’Oceano Atlantico.

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Figura 5: il grabber di VE1VDM  Canada (Terranova) - vedi traccia a 10140.010 kHz, “il Record” personale di IQ2DP… al monento

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Figura 6: il grabber di W1BW – si intravvede la traccia di IQ2DP nel riquadro

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Figura 7: l'impronta di IQ2DP distinguibile anche nella folla del QRSS

A volte con propagazione favorevole il segnale può essere molto forte e allora la scheda audio può produrre un’immagine spostata di 50 Hz come nell’esempio della ricezione fatta in Olanda da PA1SDB del nostro segnale che allora aveva solo 10 mW (sopra il segnale regolare e in basso quello immagine attenuato). Questo fenomeno è dovuto al battimento con la frequenza di rete (appunto il ronzio a 50Hz) che si accoppia nei collegamenti radio-PC.

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Figura 8: PA1SDB.... il fenomeno del battimento con i 50Hz sulla scheda audio

Ancora un esempio risalente a marzo 2010, almeno 6 segnali in appena 100 Hz, ma IQ2DP è ben visibile con la traccia rossiccia (segnale forte) si vede anche il messaggio in CW veloce (quei 4 quadratini prima che ricominci il QRSS3).

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Figura 9: …ancora il grabber di Colin G6AVK... la banda di 100Hz è affollata di segnali

Alcune considerazioni di spunto…

L’esplorazione di queste tecniche è sicuramente una di quelle che aderisce quanto più possibile all’Ham Spirit e non richiede enormi investimenti ed inizialmente permette di divertirsi anche semplicemente ricevendo i segnali.

E’ sicuramente una di quelle tecniche per le quali l’integrazione Computer-Radio, almeno nella parte di demodulazione dei segnali, è una strada da percorrere, ma senza che il computer per questo stravolga la ns. passione, anzi…. Ne diventa lo strumento di servizio e di ricezione asservito alla radio, anche senza necessariamente disporre di una connessione internet… ma se state leggendo questa pagina, va da se che “la rete” vi ha già raggiunto.

L’adesione alla comunità internet dei “Cavalieri del QRSS” permette di entrare in contatto con un mondo di appassionati che non solo “giocano” con i segnali minuscoli sfidando la propagazione (spesso solo apparentemente chiusa) e gli “urlatori” da Kw e Kw in aria, ma studiano la propagazione ed il suo comportamento, costruendo semplici circuiti che sono davvero alla portata di chiunque abbia voglia di impugnare un saldatore e “sporcarsi le mani di pasta salda”.

Aggiornamento febbraio 2016

Con l’arrivo della buona stagione riprendono in zona ZL gli ascolti del beacon IQ2DP, non male per i circa 60 milliWatt in uscita (non sappiamo poi quanti arrivano in antenna). Per il resto IQ2DP è ascoltato quasi H24 su un raggio di circa 1500/2000 km e abbastanza regolarmente all’alba/prima mattina nel Golfo del Messico (W4HBK, Pensacola - vedi screenshot qui sotto del 28-02-2016).

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ZL2iK dalla Nuova Zelanda ci ha inviato i suoi rappordi di ascolto di IQ2DP (del 21 e 22 febbraio 2016) con un nuovo QRB di 18300 km !!!

ZL2IK 21 Febb

ZL2IK 22 Febb 4 hrs

Reports are welcome!!!

73’ de IQ2DP
Tnx to Teo I2RIT
Txt by Mirko IK2WFS

 

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