Ich dachte, ich teile mit unseren Lesern meine kostengünstige Methode, um in das 13-cm-Band (2,4 GHz) zu gelangen. Vielleicht kann ich damit andere motivieren, es auch einmal zu versuchen. Der größte Kostenfaktor bei DVB-T ist der Modulator. Wenn wir bereits DVB-T auf 70 cm betreiben, besitzen wir diesen bereits. Die meisten von uns verwenden das Hi-Des-Modell HV-320. Es ist extrem breitbandig und deckt einen Bereich von 100 MHz bis 2,5 GHz ab. Damit deckt es unsere ersten ATV-Bänder 70cm, 33cm, 23cm und 13cm in einer einzigen Box ab. Aber es kostet stolze 400 Dollar.
Sender: Da der HV-320 direkt bis 2,5 GHz arbeitet, ist die Situation für unseren Sender sehr einfach. Wir müssen nur einen HF-Leistungsverstärker als „Nachbrenner“ hinter dem HV-320 hinzufügen. Hier zahlt sich ein wenig Googeln im Internet aus. Ich fand den unten auf dem Foto abgebildeten Leistungsverstärker bei Amazon für günstige $30. Er verwendet zwei MMIC-Chips. Der Treiberverstärker ist ein SBB5089, während die Endstufe ein SZA2044 ist. Die Verstärkung beträgt etwa 40 dB. Bei harter Ansteuerung bis zur Sättigung habe ich 700 mW herausgeholt. Wenn ich ihn mit dem DVB-T-Signal des HV-320 betreibe und den Pegel sorgfältig einstelle, erhalte ich 100 mW (Durchschnitt) (+20 dBm) mit sehr respektablen -33 dB Schulterschwellen. Der Verstärker zieht 260 mA bei +12 Vdc. Der Verstärker ist außerdem so klein, dass er direkt auf die 2,4-GHz-Antenne montiert werden kann, so dass keine Zuleitungsverluste entstehen.
Empfangsgerät: Für DVB-T-Empfänger auf VHF/UHF bis zum 33-cm-Band verwenden viele von uns einige sehr preiswerte (< 50 $) Empfänger, die auf Amazon, E-Bay usw. zu finden sind (Hinweis: nur für 6, 7 oder 8 MHz BW). Oberhalb von 1 GHz ist unsere Auswahl für DVB-T ziemlich begrenzt. Die beste Wahl ist derzeit wahrscheinlich das HiDes-Modell HV-122A für $330. Es ist ein Dual-Diversity-Empfänger, der 170 bis 2700 MHz abdeckt. Hi-Des bietet auch einen preiswerteren Empfänger an, den UT-130, der 100 – 2600 MHz abdeckt und 200 $ kostet. Er ist jedoch ein reiner USB-Empfänger und erfordert einen externen PC. Hi-Des bot zuvor den HV-120A mit einer breiten Frequenzabdeckung bis zum 2,4-GHz-Band an, aber sie haben ihn nicht mehr im Verkauf. Ich persönlich besitze als DVB-T-Empfänger nur den Hi-Des HV-110 und den GT-Media V7 Pro. Beide funktionieren nur bis zum 33-cm-Band. Für den Mikrowellenbetrieb über 1 GHz auf 1,2 GHz, 2,4 GHz und höher benötige ich also je einen Empfangsumsetzer.
Mischer: Der einfache Empfangsumsetzer besteht nur aus einem Mischer und einem lokalen Oszillator, wobei die ZF im Bereich meiner einfachen DVB-T-Empfänger liegt. Das Foto oben zeigt meinen kompletten, preiswerten 2,4-GHz-Abwärtswandler. Der Mischer ist ein Mini-Circuits 25MH. Es handelt sich um einen doppelt symmetrischen Schotty-Dioden-Mischer mit folgenden Spezifikationen: RF/LO 5-2500 MHz, IF 5-1500 MHz, +13 dBm LO-Drive, -7 dB Umwandlungsverlust. Er kostet etwa 55 $ bei Mini-Circuits. Ich habe ihn verwendet, weil ich ihn bereits besaß. Derselbe Mischer ist auf Amazon in einer Leiterplattenversion mit SMA-Anschlüssen als Modell ADE-25 für etwa $15-$20 erhältlich. Ich habe ihn mit dem Amazon-Mixer getestet und die gleiche Leistung erhalten.
LO: Der lokale Oszillator (LO) ist ein Frequenzsynthesizer mit einem Analog-Devices-IC, dem Modell ADF-4351. Er stimmt von 35 MHz bis 4,4 GHz ab. Er ist bei Amazon, E-Bay usw. in verschiedenen Platinen- und Gehäusekonfigurationen erhältlich. Das oben gezeigte Modell ist mit ca. $30 das preiswerteste. Es hat eine Tastatur für die Dateneingabe und ein LC-Display. Der einzige Nachteil ist das Fehlen eines Pufferspeichers. Die gewünschte LO-Frequenz muss bei jedem Einschalten des Geräts neu eingegeben werden. Die HF-Ausgangsleistung des LO beträgt etwa 1 mW (0 dBm). Dies reicht nicht aus, um den Mischer zu betreiben, der +13 dBm (20 mW) benötigt.
Um die LO-Treiberleistung zu erhöhen, habe ich einen kostengünstigen Breitband-MMIC-Verstärker eingebaut. Er ist auf dem Foto mit der Bezeichnung „LO Amp“ abgebildet. Er verwendet das SBB5089 MMIC und macht 20 dB Verstärkung und +20 dBm maximale Ausgangsleistung. Betriebsspannung +5 V bei 90 mA, auch als preiswerte Platine mit SMA-Steckern bei Amazon für ca. $10 erhältlich. Der HF-Ausgang dieses Verstärkers ist mit +20 dBm eigentlich zu hoch für den Mischer, daher wird ein SMA-Dämpfungsglied (6 dB) am Ausgang angebracht, um die LO-Treiberleistung auf die empfohlenen 13-14 dBm zu senken. SMA-Dämpfungsglieder von guter Qualität sind auch bei Amazon für etwa 6 $ pro Stück erhältlich.
Ein Mischer und ein LO sind die minimal erforderlichen Komponenten für einen Abwärtswandler. Die Leistung bei schwachen Signalen kann durch Hinzufügen eines rauscharmen Vorverstärkers vor dem Mischer verbessert werden. Der auf dem Foto abgebildete Vorverstärker ist ein weiteres bei Amazon erhältliches Produkt, das als Platine mit SMA-Anschlüssen erhältlich ist – auch für ungefähr $10. Dieser VV verwendet ein SPF5189 MMIC. Die Verstärkung ist nicht flach, sondern fällt bei hohen Frequenzen dramatisch ab – bei niedrigen Frequenzen beträgt sie etwa 30 dB. Bei 2,4 GHz sind es etwa 10 dB, aber immer noch ausreichend, um die Empfindlichkeit zu verbessern. Ich habe meinen Vorverstärker so modifiziert, dass er einen Hochpassfilter enthält, um die Überlastung durch HF-Signale bei viel niedrigeren Frequenzen zu verringern. Falls gewünscht, ist dieser Vorverstärker auch so klein und leicht, dass er direkt an der Antenne montiert werden kann, um Koax-Zuleitungsverluste zu vermeiden.
ZF: Bei meinem 2,4-GHz-Abwärtsumsetzer beträgt die HF-Eingangsfrequenz 2,393 MHz. Ich habe den LO auf 1,964 GHz eingestellt, was dann einen ZF-Ausgang auf dem 70-cm-Band bei 429 MHz ergab. Ich muss erwähnen, dass der HF-Ausgang des ADF-4351 nicht perfekt sauber ist. Im Bereich von einigen 100 MHz gibt es etwas „Dreck“ mit niedrigem Pegel, der die endgültige Empfindlichkeit des Empfängers mit Abwärtskonverter stört.
Dieses Spektrumanalysator-Diagramm zeigt, was aus dem ZF-Anschluss des Mischers als Einstreuung vom LO kommt. Das LO-Störungsrauschen – Sweep 0 bis 1 GHz, die obere Referenzlinie liegt bei -30 dBm (10 dB/div & 100 MHz/div). Der Rauschpegel des Spektrum-Analysators liegt bei etwa -110 dBm. Offensichtlich gibt es einige „Vögelchen“, die es zu vermeiden gilt! Es war also notwendig, den ZF-Ausgang mit einem Spektrumanalysator sorgfältig zu untersuchen, um eine geeignete LO- und ZF-Frequenz zu wählen, um diese „Birdies“ zu vermeiden. Für meinen speziellen ADF-4351 und meine spezielle HF wählte ich daher eine LO-Frequenz von 1964 und eine ZF-Frequenz von 429 MHz.
Diese Fotos zeigen den ZF-Ausgang auf dem 70-cm-Band (Mittenfrequenz = 430 MHz, Span = 50 MHz). Die gelbe Kurve ist ein „Live“-Sweep. Die magentafarbene Kurve zeigt den Analysator in der Betriebsart „Peak Hold“. Mir ist aufgefallen, dass die Spikes auf der gelben Kurve ziemlich viel umherwandern. Indem ich den Analysator in den Peak-Hold-Modus versetzte, konnte ich erfassen, wohin sie wanderten und wie stark sie waren. Das Foto auf der linken Seite zeigt die 70-cm-ZF ohne 2,4-GHz-Eingangssignal. Mit dieser Untersuchung konnte ich den ruhigen Bereich, den „Sweet Spot“ finden, den ich als meine eigentliche ZF-Frequenz verwenden wollte. In diesem Fall fand ich Kanal 58 (426-432, 429 MHz Mitte) als ruhig. Die Markierungen 1, 2 und 3 zeigen Kanal 58. Das Foto rechts zeigt nun den ZF-Ausgang mit einem starken DVB-T-Signal auf 2,393 GHz. In diesem Fall wurde es auf +20 dB über dem digitalen Schwellenwert gesetzt.
Wie gut hat dieser Abwärtswandler also funktioniert? Ich habe meinen HV-320 als Testquelle mit den aggressivsten digitalen Parametern (6 MHz BW, QPSK, 1/2 FEC, 1/16 guard, H.264, 720p, 3,2 Mbps) eingerichtet. Ein guter Empfänger arbeitet mit diesen Parametern bis zu einem digitalen Schwellenwert des Signal-Rausch-Verhältnisses von nur 5 dB. Mit meinem HV-110 als kalibriertem Empfänger fand ich einen digitalen Schwellenwert von – 85 dBm, wenn ich nur den Mischer verwendete. Durch Hinzufügen des 10dB-Vorverstärkers sank die Schwelle auf -94 dBm.
Yagi-Antenne: Auch hier ist Amazon die Rettung. Ich habe zwar eine wirklich GROSSE Grillantenne für 2,4 GHz, aber sie ist groß, sperrig und unhandlich zu manövrieren und auszurichten. Eine kleinere, leichte Yagi wäre auch nicht schlecht. Was ich bei Amazon gefunden habe, funktioniert perfekt. Außerdem hat sie nur 35 Dollar gekostet. Es ist eine sehr robuste Yagi, die von der chinesischen Firma Tupavco hergestellt wird. Es ist das Modell TY-24-117-20, spezifiziert für den Betrieb über 2,4 – 2,483 GHz mit < 1,5:1 vswr. Verstärkung = +17 dBi. 18 dB F/B, 25° Abstrahlwinkel, 100 Watt max., 35″ Boom, rückseitige Montage mit Typ-N-Anschlusskabel.
BONUS – 23 cm (1.2 GHz) Rig – Überraschung! Sie können dieses System auch auf dem 23-cm-Band verwenden ohne Änderungen, außer dass man die LO-Frequenz ändert. Die Leistung ist im Wesentlichen identisch.
Sender: Der HF-Verstärker funktioniert auch gut auf dem 70-cm- und 23-cm-Band, zusätzlich zum 13-cm-Band. Auf 1,2 GHz hatte er eine etwas höhere Verstärkung. Die maximale gesättigte Ausgangsleistung betrug 500 mW. Im DVB-T-Betrieb erhielt ich +19 dBm (Durchschnitt). Bei 430 MHz lag die maximale gesättigte Ausgangsleistung bei 400 mW und für DVB-T erhielt ich +16 dBm. — Ein solcher Bonus für nur $30!
Empfänger: Für meine gewünschte HF-Frequenz von 1243 MHz war der „Sweet Spot“ der ZF, den ich frei von „Birdies“ fand, TV-Kanal 9 (189 MHz). Die gewählte LO-Frequenz war also 1054 MHz. Dabei stellte ich fest, dass die Empfängerempfindlichkeit -86 dBm für den Mischer allein oder -96 dBm mit der Kombination aus Vorverstärker und Mischer betrug. Man beachte, dass der Vorverstärker SPF5189 bei 1,2 GHz mehr Verstärkung (15 dB) hat.
Nun, ich hoffe, dass ich einige von euch ATV-Freunden da draußen dazu ermutigt habe, sich ein wenig auf höhere Frequenzen als nur auf das 70-cm-Band zu wagen. Mit Amazons Hilfe kann man mit nur ein paar Dollar Investition in den Mikrowellenbereich aufsteigen.
Jim, KH6HTV, Boulder, Colorado
Quelle: https://kh6htv.com/newsletter/