SP3JBI

Pretekstem do wywiadu z Zenkiem Musielakiem SP3JBI z Kalisza była chęć zaprezentowania na łamach ŚR sposobu wykonania jego anteny na pasmo 10GHz.

Red.: Tradycyjnie zaczynamy od pytania o początki zainteresowania radiem. Jak to było w Twoim przypadku?
SP3JBI: Moje zainteresowanie radiotechniką zaczęło się jeszcze w szkole podstawowej. Były lata sześćdziesiąte. Rodzice kupili wspaniały odbiornik telewizyjny "Szmaragd 902". Ponieważ z Kalisza do najbliższego nadajnika TV było dość daleko, więc już od młodych lat byłem świadkiem budowy najdziwniejszych systemów antenowych. Gdy sygnał z anteny był w miarę poprawny, telewizor zaczął się psuć z taką częstotliwością, że praktycznie co miesiąc brałem w domu lekcje naprawy tego skomplikowanego sprzętu elektronicznego. Każdemu technikowi coś tam zostawało po naprawie (jak oni to robili?), ja te elementy skrzętnie gromadziłem i nadszedł czas, kiedy mogłem podjąć próby zrobienia jakiegoś urządzenia elektronicznego. Na pierwszy ogień poszły oczywiście odbiorniki detektorowe. To były całkiem dobre konstrukcje, szczególnie od momentu, kiedy w sklepie w Kaliszu pojawiły się pierwsze tranzystory.

Red.: A w jakich okolicznościach zetknąłeś się z krótkofalarstwem?
SP3JBI: Technikum wybierałem świadomie. Miało być elektroniczne, skończyło się na elektrycznym, bo było w sąsiednim mieście, Ostrowie Wlkp. Czytałem wtedy wszystko, co wpadło mi w ręce, a w tej ilości trafiał się też "Radioamator i Krótkofalowiec". Ile się tego pisemka naszukałem w kioskach nikt dzisiaj nie uwierzy! W tym okresie zacząłem też rozglądać się za jakimś klubem. Udało się, znalazłem radioklub LOK w Kaliszu. Atmosfera była wspaniała. Znalazłem się w grupie pasjonatów łączności jako najmłodszy. Niestety, klub nie miał radiostacji, a nawet licencji. Nie było też nikogo, kto mógłby podjąć trud zorganizowania kursu telegrafii. Wkrótce jednak zdałem egzamin i 12 maja 1975 roku dostałem pierwsze zezwolenie kategorii II ze znakiem SP3JBI (w międzyczasie klub też dostał znak SP3KQV).

Red.: W tym czasie prawie wszyscy wykonywali swój sprzęt własnoręcznie. Od czego Ty zaczynałeś budowę urządzeń nadawczo-odbiorczych?
SP3JBI: Dostępny w tym czasie sprzęt demobilowy pozwalał na pracę w pasmach KF, sprzęt UKF musiałem zrobić sam. Fabrycznego sprzętu dla krótkofalowców nie było, nie można było nabyć elementów do budowy radiostacji UKF. Pozbierałem jednak to, co było w szufladach, i zmontowałem odbiornik superreakcyjny oraz dwulampowy nadajnik AM po to, aby w sierpniu 1975 roku przeprowadzić pierwszą łączność w paśmie 144MHz. Od tego momentu byłem już czynnym nadawcą. Skończyła się moja droga do krótkofalarstwa, rozpoczął się okres rozwoju hobby.
W 1976 roku po zdaniu matury stanąłem przed kolejnym wyborem. Co mogłem wybrać, będąc krótkofalowcem? Wybrałem elektronikę na Politechnice Wrocławskiej. Studia to dobry, bodajże najlepszy okres w moim życiu. Kontakt z dużym miastem, setki nowych znajomości, perspektywy na przyszłość. Dla mojego hobby również wspaniały czas. Okazało się, że na moim roku są krótkofalowcy. Wspólnie zaczęliśmy zwiedzać wrocławskie kluby. Ja zostałem w SP6ZDA. W dalszym ciągu pracowałem na UKF-ie, zmieniłem sprzęt, kolejne konstrukcje były coraz lepsze, zaczęły pojawiać się łączności DX-owe. Poznałem SP6XA, który świetnie potrafił opowiadać o swoim hobby i do dzisiejszego dnia wspominam wizyty u niego. Wielu wykładowców to również krótkofalowcy. Mile wspominam zajęcia u SP6RT, zawsze było ciekawie. Zacząłem jeździć na zjazdy PK UKF i na dobre związałem się ze środowiskiem polskich UKF-owców. Stan wojenny zakończył ten okres, pozbawił mnie również licencji i kilku marzeń.

Red.: To był wyjątkowy czas dla nas wszystkich. Wznowienie działalności krótkofalarskiej było trudne... Jak było w Twoim przypadku?
SP3JBI: Licencję odzyskałem w 1983 roku. Chociaż zdałem egzamin z telegrafii i mogłem pracować na pasmach KF, zostałem przy UKF. Na dobre zadomowiłem się na paśmie 144MHz, uruchomiłem radiostację w paśmie 432MHz. Byłem "zamieszany" w organizację zjazdów PK UKF w Kaliszu i Kobylej Górze, przez jakiś czas byłem sekretarzem OW PZK w Kaliszu.
Początek lat dziewięćdziesiątych to okres fascynacji łącznością Packet Radio. Wspólnie z gronem kolegów zbudowaliśmy jeden z pierwszych węzłów SR3BOX i włączyliśmy go do sieci PR. Węzeł funkcjonował kilka lat. Zła polityka PZK i rozwój Internetu doprowadziły do jego upadku.

Red.: Jak duży wpływ na Twój dalszy rozwój miała znajomość z innymi krótkofalowcami, także z innych krajów? Kogo mógłbyś tutaj wymienić?
SP3JBI: W 1993 roku poznałem Romana DJ6EP. Spowodowało to zupełny zwrot w moim hobby. Roman to miłośnik pasm SHF. Zapewnił mi dostęp do elementów elektronicznych, o jakich mi się nawet nie śniło. Nasze długie dyskusje zaowocowały wkrótce konkretami: Roman zaprojektował i opublikował w "Krótkofalowcu Polskim" kilka urządzeń na pasma SHF. Urządzeń, które były możliwe do wykonania w polskich realiach. Zbudował beacony dla pasm 23 i 13cm, które wspólnie uruchomiliśmy pod Kaliszem (pracują do dnia dzisiejszego, a beacon 13cm był chyba pierwszym w krajach KDL-u). Również Roman uruchomił w Jarocinie liniowy trasponder 144,1296,2320/432MHz, który z powodzeniem pracował do czasu jakiejś nieszczęsnej burzy.
Ja w tym czasie uruchomiłem stacje w pasmach 23 i 13cm. Dzięki Romanowi przez jakiś czas wspólnie z SP3DRT próbowaliśmy pracować w paśmie 3cm. Udało się zrobić łączność tylko z Romanem. W tym czasie w SP nie było stacji pracujących w paśmie 3cm, a nasze położenie geograficzne nie wróżyło sukcesów. O łącznościach rain scater niewiele wiedziano nawet w DL.
Powtórnie wróciłem na pasmo 3cm w 2001 roku. I znowu dzięki pomocy Romana nabyłem sprzęt na to pasmo.
Podsumowując stwierdzam, że to, co zrobiłem przez prawie trzydzieści lat pracy na pasmach, było możliwe dzięki wspaniałym ludziom, których miałem szczęście spotkać. Nie wymieniłem wszystkich, bo jest ich spora rzesza. Każdemu życzę, aby miał szczęście spotkać tak wielu życzliwych ludzi. No i rodzina! Dzięki im za to, że ze mną i moim hobby wytrzymują. Nigdy od nich złego słowa nie usłyszałem, kochani są.

Red.: Czy dzisiaj pracujesz tylko na UKF, czy także na KF?
SP3JBI: Pracuję na pasmach KF oraz w pasmach 144, 432, 1296, 2320 i 10368MHz. Używam niewielkich mocy. Nigdy nie przekroczyłem 100W, a wiele DX-owych łączności w paśmie 144 i 432MHz robiłem mocą 10W.
Na KF pracuję sporadycznie, głównie PSK31, zawsze w SP DX Contest (ostatnio relaksowo). Preferuję głównie UKF:
- na 144MHz więcej słucham, niż pracuję, z mocą 10W mam łączności AU, ES i tropo na całkiem ładne odległości, czasem słucham EME,
- na 432MHz tylko 10W i też ładne łączności QRP, hi,
- na 1296MHz głównie w zawodach,
- na 2320MHz tylko 200mW, głównie w zawodach,
- na 10368MHz lubię rain scater.
Poza udziałem w budowie sieci PR w moim regionie (SR3BOX, niestety, nie pracuje) uczestniczyłem w uruchomieniu radiolatarnii SR3SHF (1296,845 i 2320,845). Pomagam też SP6LB w koordynowaniu sieci bikonów UKF w SP.

Red.: Jaki posiadasz sprzęt nadawczo-odbiorczy do pracy amatorskiej?
SP3JBI: Mój sprzęt? Postaram się wyliczyć w punktach:
- FT?767GX (KF+144+432)
- IC?202E (do transwerterów)
- SemcoSet (stare, fabryczne radio na 144MHz, SSB,AM,FM, 10W)
- transwerter 144/1296MHz home made (wg DJ6EP) 300mW
- PA 23cm tranzystorowe 4W out
- PA 23cm 10W (układ hybrydowy)
- PA 23cm na lampie GI?15 (50W, aktualnie nie używam)
- antena 23cm home made DL6WU 37 elementów
- transwerter 144/2320MHz home made (wg DJ6EP) 200mW
- w budowie PA 13cm tranzystorowe
- antena paraboliczna 90cm na pasmo13cm
- transwerter 144/10368MHz DB6NT
- PA 10368MHz 2W DL2AM
- antena paraboliczna 60cm na pasmo 3cm, itd...

Red.: Jak widać, jesteś dobrze uzbrojony w sprzęt, zarówno fabryczny, jak i własnej roboty! Przejdźmy zatem do wspomnianej anteny na pasmo 3cm, czyli 10GHz (zdjęcie tytułowe).
Jak wiemy, pod koniec ubiegłego wieku w łącznościach amatorskich w paśmie 10GHz zaczęto wykorzystywać propagację rain scater. Nieoczekiwanie dobre efekty, jakie uzyskano, spowodowały przyrost liczby stacji pracujących na tym paśmie. Pojawiły się firmy produkujące seryjnie sprzęt. Również w Polsce rozpoczął się rozwój pasma 10GHz, hamowany niestety cenami sprzętu i brakiem anten. Wykonanie anteny home made pozwala obniżyć koszt radiostacji.
Ty taką antenę wykonałeś własnoręcznie. A co poleciłbyś Czytelnikom Świata Radio?
SP3JBI: Moc TX-a w paśmie 10GHz z reguły nie przekracza 5W, a często jest niższa od 1W. Aby skutecznie pracować wykorzystując rain scater niezbędna jest antena o dużym zysku, przekraczającym 30dBi. Taki zysk może zapewnić antena składająca się z reflektora parabolicznego i odpowiedniego oświetlacza umieszczonego w ognisku reflektora. Tego typu anteny są powszechnie stosowane w zestawach do odbioru TV-SAT.

Antena na pasmo 10GHz
Na rys.1a przedstawiono antenę, w której reflektor jest symetrycznym w stosunku do osi wycinkiem paraboloidy, rys. 1b przedstawia antenę z reflektorem będącym bocznym wycinkiem paraboloidy (antena offsetowa).
Niezbędne dane do modyfikacji anteny TV-SAT do pracy w amatorskim paśmie 10GHz można znaleźć na stronie: http://hjem.get2net.dk/ole_nykjaer/oz2oe/10ghzparabol/10ghzparabol.html.
Jeśli do dyspozycji mamy jedynie reflektor paraboidalny, również możemy zbudować antenę na pasmo 10GHz. W takim przypadku, ze względu na geometrię (symetrię) układu, łatwiej zbudować antenę według rysunku 1a. Niestety, rozwiązanie takie ma wady. Umieszczenie transwertera tuż przy oświetlaczu powoduje nadmierne przesłonięcie reflektora i w efekcie zmniejszenie zysku układu antenowego, zaś umieszczenie transwertera za reflektorem zmusza do zastosowania odcinka linii zasilającej, a tym samym do wprowadzenia dodatkowego elementu powodującego straty. Niedogodności tych można uniknąć, budując antenę (rys. 2) z oświetlaczem opisanym przez DK2RV w DUBUS 4/87 (str. 282-283). Oświetlacz dobrze pracuje z reflektorem, w którym f/D = 0,35, czyli z większością stosowanych w TV-SAT.
Do budowy oświetlacza niezbędny jest odcinek falowodu kołowego. Uogólniając, możemy przyjąć, że falowód to odcinek pustej w środku rury metalowej. Ważnym parametrem falowodu jest jego częstotliwość graniczna. Fale o częstotliwości większej od częstotliwości granicznej są przenoszone przez falowód z minimalnymi stratami, poniżej częstotliwości granicznej fale ulegają szybkiemu tłumieniu. Kto bardziej zagłębi się w teorię falowodów stwierdzi, że fala w falowodzie kołowym łatwo zmienia polaryzację. W przypadku, gdy odcinek falowodu jest krótki i prosty, zjawisko to jest do pominięcia. Rolę falowodu kołowego w paśmie 10GHz z dobrym skutkiem może pełnić kawałek miedzianej rury o średnicy 20 lub 22mm, używanej w instalacjach centralnego ogrzewania. Długość odcinka falowodu związana jest z ogniskową reflektora parabolicznego. Aby określić ogniskową reflektora parabolicznego, należy zmierzyć średnicę (D) i głębokość (v) reflektora i obliczyć ogniskową (f) według wzoru na rys. 3. W przypadku reflektora o średnicy 60cm i głębokości 9,4cm ogniskowa wynosi 24,2cm, a f/D = 0,4. Długość odcinka falowodu kołowego musi być większa od ogniskowej i może wynosić np. 30cm. Do tak przygotowanego falowodu należy zamontować reflektor pomocniczy (subreflektor). W opisie DK2RV subreflektor ma formę "kubka" o głębokości 7mm i średnicy 60mm. Dla uproszczenia użyto jedynie płaskiego krążka z blachy miedzianej o średnicy 60mm. Krążek łączymy metodą lutowania dwoma lub trzema drutami 2mm z pierścieniem, który nałożony jest suwliwie na koniec falowodu (rys. 2). Takie połączenie umożliwia zmianę odległości subreflektora od końca falowodu w czasie strojenia anteny.
Ostatnią czynnością jest wykonanie w drugim końcu falowodu przejścia kabel-falowód. Przykład przejścia kabel-falowód pokazany jest na rys. 4.
Aby umożliwić zestrojenie przejścia zwarcie falowodu osadzone jest również w sposób suwliwy, a rura falowodu nacięta jest wzdłużnie na pewnej długości. Tak wykonany oświetlacz należy osadzić w osi reflektora, a następnie zestroić i pomierzyć antenę.
Strojenie i pomiary
Uwaga: w czasie pomiarów z użyciem mocy występują pola elektromagnetyczne mogące szkodzić zdrowiu!
Pomiary anteny wymagają urządzeń, które nieczęsto można spotkać w warsztacie radioamatora. Miernik mocy i sprzęgacze kierunkowe dla pasma 10GHz pozwalają zestroić antenę na minimum WFS. Strojenie wykonujemy przesuwając zwarcie falowodu. Użyto tu dwóch sprzęgaczy kierunkowych firmy NARDA oraz miernika firmy Hewlett Packard. Uzyskano tłumienie odbicia 30,1dB. Wyniki strojenia można obejrzeć na fot. 2. Krytyczne jest ustawienie oświetlacza w stosunku do ogniska oraz odległości subreflektora od otwartego końca falowodu. Niezbędne jest w tym przypadku źródło sygnału 10GHz (np. beacon) oraz odbiornik ze sprawnym S-metrem. Metodą wielokrotnych prób możemy zoptymalizować antenę, uzyskując najwyższy poziom odbieranego sygnału. Używając wspomnianego powyżej reflektora o średnicy 60cm i ogniskowej 24,2cm, najlepszy wynik uzyskano przy odległości subreflektor-falowód równej 1,9cm i odległości subreflektor- dno reflektora wynoszącej 21,9cm. Nie wykonano pomiaru zysku anteny.
Po zabezpieczeniu anteny przed wpływami czynników atmosferycznych i zamontowaniu na rotorze (fot. 3) antena nadaje się do pracy. Używając tej anteny oraz TRX-a 10GHz (2W out) możliwe było przeprowadzenie w sezonie 2003 ponad 100 QSO rain scater. Dało to efekt w postaci 20 QTH lokatorów i ODX-a 770km.

Red.: Gratuluje wyników! A jakie masz marzenia? Co jeszcze chciałbyś zrobić?
SP3JBI: Co chcę zrobić? Teraz to chyba EME. Taka UKF-owa EME-rytura, jak mówi SP6GWB. Już słyszę stacje pracujące EME. Będę musiał zwiększyć moc, doposażyć stację i zrobić to pierwsze QSO. O mikrofalach nie zapominam i w dalszym ciągu będę na tych pasmach pracował. I jeszcze jedno. Chciałbym, aby w SP pojawiło się kilka bikonów w różnych pasmach. Może dzięki pomocy kilku kolegów znowu się uda...?

Red.: Dziękuję za interesującą rozmowę, a szczególnie za przybliżenie Czytelnikom sposobu wykonania anteny na pasmo 10GHz.
SP3JBI: Również dziękuję za rozmowę. A korzystając z okazji, chciałbym serdecznie podziękować Romanowi DJ6EP za nieocenioną pomoc w budowie i pomiarach anteny oraz za wykonanie zdjęć.

Z Zenkiem Musielakiem SP3JBI (z.musielak@wp.pl) rozmawiał Andrzej Janeczek SP5AHT

Pełny tekst artykułu na stronach magazynu