Embedded Files
Algemeen
Algemeen
Het vergelijken van WSPR data tussen twee antennes moet owv de wisselende propagatie steeds simultaan gebeuren en liefst met identieke ontvangst apparatuur.
Deze apparatuur moet absoluut geen dure installatie zijn, en kan dan ook perfect gemaakt worden met RTL-SDR dongles en bijbehorende filters.
Het ontwerp wat hier gebruikt wordt bestaat uit:
2x RTL-SDR v3
2x Choke
Alles samen gebouwd in een kunststof behuizing, om geen aard lussen te maken, en gevoed door een gefilterde 12V komende van een batterij.
Ook de 5V voeding, nodig voor het schakelen van de filters is gevoed vanuit de 12V lijn, zodat alles galvanisch gescheiden kan opgesteld worden van het lichtnet.
De verbinding met de NUC kan gebeuren via Wifi of UTP, waar er geen onderscheid is gevonden tussen beide.
De UTP is ook volledig symmetrisch opgebouwd , waardoor er geen common-mode storingen op ontvangen worden.
De setup configuratie is onder Linux en terug te vinden in Multiple RTL Setup.
Filter
Filter
Door de filters worden de signalen buiten de band onderdrukt.
In de curvers (60m ontbreekt als curve maar zit er wel degelijk in) zie je dat de verzwakking overal ongeveer 2 a3 db is behalve voor de 160m, waar deze rond de 7db zit (blauwe lijn)
De Return loss , een andere maat voor de VSWR is overal aanvaardbaar binnen de doorlaat banden.
De print voorziet ook de mogelijkheid om een extra verzwakker en een extra LNA toe te voegen, alsook om alles te bypassen, nodig als je metingen wil doen op frequenties die niet door de filter gecoverd worden.
Choke
Choke
De choke is gemaakt van een clamp-on ferrite mix 31 en gewikkeld van twisted -pair CAT5 aders, die een impedantie van 100 ohm hebben (2 parallel geven dus 50 ohm).
Een volledige omschrijving van deze low-power versie, laat je ook de curves zien.
Het is bij deze opstelling extreem noodzakelijk om chokes te gebruiken.
Uit testen is gebleken dat, ondanks dat de RTL een ontvanger is, de schakeling (USB en switching mixer) ruis genereert die via de antenne aansluiting wordt uitgezonden.
Door het plaatsen van deze chokes voorkom je ontvangstproblemen in andere ontvangers in je buurt of zelfs op de tweede RTL.
Tevens wordt zo vermeden dat bij het meten van "antennes" de transmissielijn mee gaat dienst doen als antenne (aard lussen en inductie door asymmetrie).
Meeting 1: ijking filters
Meeting 1: ijking filters
Dmv een nanoVNA of andere VNA worden de beide filters identiek afgeregeld, zodat hun doorlaadcurve gelijkvormig wordt.
Echter men kan nooit identieke filters bekomen, waardoor er kleine verschillen ontstaan tussen beide ontvangst systemen.
Tevens kunnen er ook verschillen tussen de RTL dongles ontstaan, en dit niet alleen in amplitude, maar ook in fase.
Meeting 2: RX trein meting
Meeting 2: RX trein meting
Om een zo breed mogelijk vergelijk te kunnen maken, waarbij je van antenne tot receiver alle verschillen mee neemt in de meting, maken we gebruik van een nanoVNA als source op de bewuste frequentie met een regelbare verzwakker en worden beide antennes dmv een -6db splitter met deze bron verbonden.
Beide RTL's worden ingesteld zonder hardware en audio AGC, op demodulator USB en met een identieke setting in de software GQRX.
Input control
Hardware AGC off
LNA op 0.0db
DC remove on
Reset frequency controller digits on
Audio Gain op 0,0db
Receiver Options
10.000 KHz met hardware freq op 1.826600MHz
frequency 1836.6KHz
Filter wide normal
Filter shape normal
Mode USB
AGC off
Squelch -150db
NB1 en 2 off
FFT settings
Size 1024
Rate 1fps
Timespan auto
Window Hann
Via het audio pane kunnen we nu een ontvangen draaggolf grafisch vergelijken.
We stellen hiervoor de nanoVNA in op een draaggolf (CW).
Kies een frequentie die 1.5Khz hoger licht dan de WSJTX opgegeven frequentie, om mooi in het midden van de audio band uit te komen.
Vb WSPR 1.836600Khz, waardoor je de nanoVNA als center op 1.838100Khz instelt.
Stel WSPR in op AVG=1, cumulative, flatten op off en reference volledig naar rechts op beide instances.
Met een vergelijk tussen beide WSJTX stations krijg je een idee van het te verwachten verschil in S/N nadien.
Door nu een span in te stellen op de nanoVNA van 1KHz, kan je een bandbreedte zien in WSJT-X, iets handiger om een idee te krijgen van het verschil.
De piek aan de rechter zijde van de span, is een fout van de zwaai van de nanoVNA, doordat de LO blijft staan op deze frequentie tot de volgende scan cyclus.
Dmv je verzwakker kan je de waarde vrij nauwkeurig bepalen.
Je verzwakt het signaal totdat de laagste curve van beide RTL's op een lijn van het raster uit komt.
Daarna verzwak je verder tot de hoogste op dezelfde rasterlijn uit komt.
In de proef die ik genomen heb, was dit een verschil van 2db.
Meeting 3: WSPR meerdaagse meeting calib
Meeting 3: WSPR meerdaagse meeting calib
Het ijken van het werkelijke verschil, wat nadien statistisch zal gebruikt worden als een correctiefactor voor één van beide RTL's, gebeurt dmv WSPR metingen.
We laten de beide ontvangers ingesteld staan zoals voorheen (geen AGC) en laten WSJT-X met verschillende call-sign prefixen hun data doorsturen naar wsprnet.org.
We koppelen beide ingangen via een -6db resistive splitter aan dezelfde antenne en laten het geheel een aantal dagen draaien.
Gebruik de WSPR Station Compare App om je metingen te ijken.
Data enkel beschikbaar voor medewerkers.
Indien vereist, dien je toegang te vragen.
Besluit
Besluit
Uit bovenstaande metingen blijkt dat de RTL1 ingang(ON4AWM1 of St1) lagere waardes aangeeft dan de RTL0 ingang (ON4AWM0 of St0) (zie CAUS1 flap).
Je zal ook zien dat dit verschil niet voor alle stations hetzelfde is, wat waarschijnlijk te maken heeft met de modulatie van die stations en de sampling in de software, maar door een veelheid van metingen en een statistisch gemiddelden , kan je deze invloeden nagenoeg elimineren.
Omdat het over een kalibratie gaat, is het belangrijk om meer dan voldoende metingen te nemen en enkel deze over te houden die relevant zijn.
Na een manuele verwijdering van enkele "exotische" waardes uit het dataset, waarschijnlijk te wijten aan glitches in de software en het filteren van deze stations waarvoor meer dan 50 metingen zijn uitgevoerd, komt de correctie waarde uit op 1.573591164 db.
Met de WSPR Station Compare App kan je de calibratie terug kunnen vinden in de laatste cel van de Query settings: Calc_diff_ant1_2, na een Query met de juiste parameters:
Correction_Ant2 = 0
Minimum_hits = 50
Voor de toekomstige metingen zal deze laatste waarde gebruikt worden als "correctie waarde" en bijgeteld worden met RTL1.(ON4AWM1) (in de flap Compare-all cel M1 of Correction_Ant2 in de App)
Zulke kalibratie metingen dien je te herhalen voor iedere band, want er is geen enkele garantie dat de filters voor alle banden identiek zijn.
Wij hebben de meting uitgevoerd op de 160m band, een band die onderhevig is aan heel wat storingen en waar opeenvolgende metingen van hetzelfde station met 10 min tussenpauze, tot 30db kunnen verschillen (propagatie)
Page updated
Report abuse