WSPR Bake für VHF/UHF (der Quitscher)

Eine Gruppe französischer Funkfreunde aus Paris betreiben eine Funkstelle in der Normandie, ziemlich abgelegen, auf einer ehemaligen Navigationsstellung (System Bernhard) der Wehrmacht. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme der beiden Kurzwellenbaken entstand der Wunsch auch auf höheren Bändern qrv zu sein.
Vorgesehen waren der Betrieb im 6 m, 2 m und 70 cm Band.
Auch hier übernimmt ein Microcontroller (Teensy 4.2) die Steuerung und ein DDS-Baustein erzeugt die Steuerfrequenzen. Auf 50 MHz kann der DDS die Endfrequenz gerade noch generieren, aber für 144MHz und 432MHz muss ein anderer Weg beschritten werden. Hier wird die Endfrequenz durch Mischung des DDS-Signals mit dem Signal einer stabilen PLL-Quelle erzeugt.

Die PLL ist ein Modul mit dem Analog Device Baustein ADF4351. Der Modul interne Quarzoszillator wurde allerdings ausser Betrieb genommen und der Baustein mit einem OXCO auf 40 MHz angesteuert.
Es hat sich gezeigt dass nach einer wenigen Minuten dauernden Aufwärmphase das Signal auch auf 432 MHz für WSPR ausreichen stabil ist.

Band	DDS-Freq	PLL-Freq.	Sende-Freq.	Ausgangsleistung

6m Band	50.294550 MHz	---------	50.294550 MHz	44dBm
2m Band	50.490200 MHz	94 MHz	144.49202 MHz	35 dBm
70cm Band	50,300350 MHz	382 MHz	432,30035 MHz	43 dBm

Als Mischer dient ein Ringmischer HPF505. Das ohne Mischer direkt erzeugte 50 MHz Signal hat neben den üblichen Oberwellen keine unerwünschten spektrale Anteile. Anders die durch Mischen erzeugten Frequenzen 144 MHz und 432 MHz. Neben der Spiegelfrequenz sind auch viele weiteren Mischprodukte auf dem Spektrumanalyzer zu sehen.


Der Steuersender ist in einer gefrästen Alubox untergebracht.Die PLL befindet sich in einer Kammer auf der Rückseite.	Das Spektrum am Ausgang des Mischers zwischen 100 und 1000 MHz. Gut zu sehen die Spielfrequenz (mit Marker) bei 334 MHz und die Nutzfrequenz bei 432 MHz, dazu viele Nebenwellen mit hohen Pegeln
>>Schaltplan im PDF-Format<<

Die Endstufen sind direkt auf einem großen Kühlkörper aufgebaut. Oben der 50 MHz Zug. In der Mitte 432 MHz und unten 144 MHz. Für das 50 MHz Signal sind keine weiteren Filter außer dem Tiefpass notwendig da das Signal direkt vom DDS erzeugt wird. Gut gefiltert wird das Signal auf 144 und 432 MHz. Mit Helix- und OFW-Filter für 432 MHz und Spulenfilter für 144 MHz.
Der Sender hat kein eigenes Netzteil sondern wird mit einer Batterie oder einem externem Netzteil versorgt. Der Stromverbrauch beim Senden beträgt je nach Band zwischen 5 und 6 Ampere bei einer Spannung von 13,5V.


Ausgangssignal bei 50MHz 44 dBm. Erste und zweite Harmonische < -60dB	Ausgangssignal bei 144 MHz 35Bm Nebenwellen < -60dB, 1. Harmonische < -65dB	Ausgangssignal bei 432 MHz 43 dBm. Nebelwellen < -60dB. 1. Harmonische < -70dB

Auf einer Zwischenwand sind zwei Platinen angeordnet. Eine mit dem Controller und der RTC, die andere steuert die Endstufen. Zwei analoge Instrumente zeigen den PA-Strom und Die HF-Ausgangsspannung an. Der HF-Monitor ist nicht kalibiert, dient nur zum Erkennen möglicher Fehler in den Stufen und im Antennensystem. Leistung und Stehwellenverhältniss wurden mit sowohl einem französischem Gerät und einen Bird Wattmeter gemessen

Frequenz	Leistung	Anzeige	SWR
50 MHz	9 Watt	7,5 Volt	1:1,5
144 MHz	5 Watt	5 Volt	1:1,2
432 MHz	12 Watt	8,5 Volt	1:1,3

Nachdem das Gerät längere Zeit unbeaufsichtigt betrieben werden, wurde noch ein GSM-Modul eingebaut. Über dieses können per SMS die Geräteparameter abgefragt und eingestellt werden. Das Modul SIM800L eignet sich dafür hervorragend. Es lässt sich relativ einfach über Modem AT-Befehle programmieren und auslesen. Um einen Missbrauch vorzubeugen kann eine Liste mit zulässigen Telefonnummer einprogrammiert werden.

A$		Zeitplan abfragen
B$		verschiedene Werte abfragen. Systemzeit,Temperatur, Spannung
xyyC$		Zeitplan setzen z.B. 324C$ 432 MHz in 24 Min. Slot
D$		GPS abfragen. Systemzeit neu setzen
E$		low Power Modus, Endstufen aus
F$		high Pwer Modus. Endstufen ein
xG$		GPS Zeitoffset. Z.B. 5G$ Systemzeit 5 Sekunden vorsetzen

Antennen:

Die zum Test verwendeten Antenne waren. eine Big Wheel fürs 144 MHz, im Bild oben gerade noch zu erkennen. Ebenfalls eine Big Wheel für 432 MHz in der Bildmitte und ein einfacher Dipol für 50MHz rechts im Bild.
Natürlich wäre für eine Bake eine Rundstrahlantenne besser als ein direktionaler Dipol. Aber Versuche mit einer selbst gebauten Haloantenne (rechtes Bild) scheiterten an der schlechten Anpassung.
Die Strahlrichtung des Dipols war etwa die Nord-Süd-Linie. Trotzdem konnten aber Reporte aus dem im Westen liegenden England erhalten werden.

In den frühen Abendstunden (August 2022) könnten auf 50 MHz gute Ergebnisse erreicht werden, wie im rechten Bild. Untertags gab es allerdings nur Reporte aus der näheren Umgebung Münchens.

Weniger erfolgreich waren die Versuche im 2m Band und 70cm Band. Im 70cm Band ging garnichts. Das ist aber auch kein Wunder weil es in Mitteleuropa offenbar keine WSPR-Empfänger im 70cm Band gibt. Im 2m Band sind die Verhältnisse besser. Im Süden Deutschlands sind aber auch hier die Stationen rar. Ein Report kam aus Passau 184 km von München. Eine Möglichkeit die Bake doch zu testen sind WEBSDR Stationen. Deren Output man mit dem WSPR-Program auf dem eigenen Rechner verbinden kann. Es wurden Stationen auf dem Hohen Arber (-7dB) und auf dem Herzogstand (0dB) getestet

Es kann aber erwartet werden dass im Einsatzgebiet an der französischen Kanalküste zumindest auf 2m die Bedingen besser sind da im nahen England viele WSPR-Stationen aktiv sind.

Aufstellung der Bake bei F6KPL am 8.8.23

Nachdem die Bake nach La Pernelle( Normandie) gebracht wurde konnte sie im Shack von F6KPL installiert werden, neben den schon vorhandenen Baken >KW1< und >KW2<

Die UKW-Bake Antennen bei F6KPL. Für die drei Bänder 6m, 2m und 70cm wurden Big Wheel Antennen installiert. Auf einem hinteren Mast, kaum sichtbar, mit dem roten Pfeil markiert die Antennen für 70cm und 2m. Im Vordergrund die große Antenne für das 6m Band.
Leider war die von Wimo gelieferte Antenne deutlich zu klein und konnte nicht auf den am unteren Bandende gelegenen Whisperbereich abgestimmt werden. Deswegen mussten drei circa 40cm lange Alurohre eingefügt und auch der Abstimmstub geändert werden. So wurde aus der Big Wheel eine Big Triangle Antenne. Nach dem Umbau konnte auch auf 50,3 MHz ein ausreichend gutes SWR erreicht werden.

Auf allen drei Bändern wurden Spots erzielt, z.B.

	50 MHz	EA8/DF4UE	2560 km
	144 MHz	F6PRA	656 km
	432 MHz	WESSEXSDR	179 km