Amatörradio

eller varför jag började med amatörradio och sedan slutade

Militär antennfarm

Bara militären kan ställa upp med en så vacker antennfarm. Klicka på bilden och räkna dem!

Antenner: dipoler, Yagi- och spiralantenner

Idén med amatörradio fängslade mig omedelbart, när jag fick höra talas om den. Tänk att kunna sitta framför en sändare och prata med folk på andra sidan jorden. ”Bland radioamatörerna måste det finnas duktiga tekniker”, resonerade jag, tog mitt certifikat på fem röda sekunder, blev SM0FIX, skaffade sändare och började leta efter folk att prata avancerad elektronik med.

Hej, vad jag bedrog mig! Amatörerna var vardagsfolk, som för det mesta köpt sina radioapparater färdigbyggda och mest använde dem som snabbtelefoner. Pionjärandan som man läste om i amatörradiotidningarna var för länge sedan borta. Mitt intresse för klassisk amatörradio avtog markant när jag insåg att man utan vidare kunde föra en entimmas mer eller mindre meningslös radiokonversation om det allra enklaste, som dipolens längd eller konstruktionen av en Yagiantenn. Sådant läser man sig till i ”The Radio Amateur's Handbook”, det första man gör. Antenner fick jag snabbt lära mig att förfärdiga utan handböckers hjälp.

 

Dipolen

En dipol för 144 MHz (2 meters våglängd) tillverkar jag på tio sekunder med hjälp av bara en morakniv. Okej, 20 sekunder då. Skulle du någon gång hamna i en nödsituation (infrusen i Antarktis, vilse i Afrika) och behöver en dipol fort, kan du följa dessa enkla steg:

  1. Tag en lagom lång koaxialkabel av typen RG58U och montera lämplig koaxkontakt i ena änden. Anslut till sändaren.
  2. Mät ut en kvarts våglängd från kabelns andra ände (i 2-metersfallet alltså en halv meter) och snitta runt manteln där. Snitta därifrån och till kabelns ände och avlägsna manteln helt.
  3. Pilla med morakniven upp ett lagom hål i skärmstrumpan som nu blottats, precis där manteln börjar. Dra ut innerledaren genom hålet.
  4. Fatta innerledaren i ena handen och skärmstrumpan i den andra och dra ut dipolen rak och fin. Tejpa/knyt/spika upp dipolen vågrätt på något oledande (kvastskaft, vägg, takkant, fönster, ja vad som helst).

Antennen är klar.

Vän av ordning anmärker nu på att jag inte kompenserat för den något lägre ljushastigheten i RG58 och att skärmstrumpan blir något längre än innerledaren när man drar ut den. Äsch. Det fungerar bra ändå.

Den här antennen har dessutom fördelen att när du arbetat färdigt tar du bara ned den och rullar ihop den tillsammans med koaxialkabeln.

 

7-elements kryssyagi

Stackade yagisarEfter att ha använt en vanlig GP-antenn till min 2-metersutrustning ett tag, insåg jag att en riktantenn skulle vara oändligt mycket bättre. Istället för att vara moderat och ta det lugnt, anlitade jag handböckerna och byggde en 7-elements Yagi. Den blev cirka 2 meter lång. Det är den översta antennen på bilden.

Då det finns både horisontellt och vertikalt polariserade motstationer skruvade jag dit en sats antennspröt i 90 graders vinkel och fick två antenner i en, en kryssyagi.

Dubbel förstärkning skulle man få om man byggde en likadan antenn till och monterade på en våglängds avstånd. Jominsann. Dessutom såg backloberna (alltså fel-strålningen som går ut baklänges från antennen) inte så trevliga ut med bara ett enda reflektorelement, enligt standardmetoden. Jag sågade till ett tiotal reflektorelement till och byggde en hel reflektormatta baktill och fick ett suveränt fram-backförhållande.

Som kronan på verket hade vi precis lärt oss impedansberäkningar med hjälp av Schmitt-diagram i skolan, vilket jag nu använde för att impedansanpassa de båda antennerna och koppla dem till en och samma matarledning. Det är nytta med skolan, trots allt!

Den antennen blev så bra att jag regelmässigt kunde nå Örebro-repeatern (slavsändare för radioamatörer) med mina 10 Watts uteffekt från Södertälje (140 km). När förhållandena var goda, nådde jag dessutom Norge.

Ännu bättre blev förhållandena efter en storm, då mina antenner ställde sig och pekade 45 grader uppåt. Då fick jag höra signaler som skiftade så underligt i frekvens, som om sändaren hela tiden drev. Det var OSCAR: Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio. Det var det skojigaste jag hade med den antennen.

 

4-elements 20-metersyagi

Den magnifika yagiantennen på bilden ovan byggde jag tillsammans med en kamrat, för att kunna få den allra bästa mottagningen som gick att få på kortvågens 20-metersband. Naturligtvis gick vi och suktade efter den logperiodiska yagin på UDs tak i Stockholm, men vi fick klara oss bäst vi kunde med vår 4-elementare.

Antennen blev 10x11 meter, alltså 110 m2, något större än huset den stod intill. ”Full size” skulle det vara, inte någon storleksreducerad kompromiss med förkortningsspolar. Problemet var inte att bygga och trimma den, problemet var att få upp den i toppen av radiomasten. Men med några kamraters hjälp gick det bra. Den sitter underst på bilden ovan.

Vilken antenn! Vi var hänförda. Vi hade telefonkvalitet till Australien när som helst. Våra 2 kilowatts uteffekt fick bilden på alla TV-apparater i närområdet att lägga sig på snedden, vilket till sist minskade antennens användbarhet.

 

Mikrovågor: spiralantenn

Jag och en kamrat råkade komma över varsin APX-6, en amerikansk IFF (Identification Friend or Foe) radarsvarssändare som surplus. Det var en mikrovågsenhet för ungefär 1,5 gigahertz avsedd att sitta i stridsflygplan och lyssna på amerikansk radar och skicka tillbaka en identifikation med radarekot, som talade om för radarobsen att det var en vän och inte en fiende som syntes på skärmen.

1296 MHz-forstarkareDet var en liten (40 x 40 x 40 cm) svart låda, precis full med elektronrör och kablage. Det mesta tog vi ut, men behöll mikrovågsgrejorna och mellanfrekvensdelen. Vi byggde ny ljuddel, med elektronrör, för att kunna använda apparaten som kommunikationssändare. Schemat visar en effektförstärkare för 1296 MHz som jag försökte mig på.

SpiralantennDet var ju ett trevligt projekt i sig själv, som gav insikter i hur man trimmade mikrovågskaviteter, men dessutom behövdes en antenn. Med viss tillhjälp av ”The ARRL Antenna Book” byggde jag en spiralantenn för 1296 MHz som fungerade riktigt bra. Inte nog med att vi kunde kommunicera på 20-centimetersbandet, riktades antennen upp i luften hördes de underligaste saker: DME-signaler från flygplan. Distance Measuring Equipment är en navigeringsmetod som bygger på serier av korta mikrovågspulser som sänds från flygplan mot markstationer. Markstationen skickar tillbaka signalen och flygplanets dator kan med trianguleringsmätning räkna ut var det befinner sig. Iallafall så låter det ”bzzzp-bzzzp-bzzzp”!

Jag har inte mottagaren kvar längre. Jag skänkte bort den till en amatör-radioastronom som använder den till att lyssna på supernovor med.

 

Sändarmast

AntennmastJag insåg snabbt att jag behövde en hög antennmast för att kunna bli radioamatör ”på riktigt”. Dessutom behövdes en rotor i toppen så antennerna kunde vridas i valfri riktning. Jag satt och drömde över ELFA-katalogen och kom fram till att en fabrikstillverkad aluminiummast skulle bli på tok för dyr.

Jag läste in mig på fackverkens teori och praktik och ritade själv en 18-meters mast i två sektioner, som kunde vevas ned till halva höjden med en vinsch, genom att den övre sektionen passade inuti den undre.

Min stackars hunsade fader bistod med svetsarbetet och efter en vecka hade vi en fin, varmförzinkad mast som var otroligt stark.

Masten monterades på ett gångjärn, på en betongklump som vi göt ned i marken. Den klumpen blev så bra att den inte alls gick att få bort senare, när masten såldes. Den tjänar idag som blomsterpiedestal.

Gångjärnet gjorde att masten dels kunde hakas av, dels kunde fällas åt lämpligt håll i trädgården för service.

Masten blev otroligt stark. Den klarade utan vidare att en person satt uppe i toppen och gungade fram och tillbaka. Den stod dessutom obehindrat i den värsta höststormen Sverige har haft på 50 år, en storm som slet taken av husen intill. Kuggkransen i rotorn gick sönder med ett krasande läte mitt i natten och antennerna började rotera fritt, men när jag väl tjudrat antennerna var det ingen fara.

 

UHF antennförstärkare med kaviteter

Kavitetsförstärkare på 144 MHzStändigt på jakt efter lägre brus och bättre mottagning beslöt jag att bygga en antennförstärkare till min 2-metersmottagare. Jag ville ta till ordentligt och bygga med en FET-transistor med ultralågt brus och dessutom med kavitetsavstämning för att få upp selektiviteten. Kaviteter är resonanskretsar som utförts i form av stora plåtburkar. Det ger bättre och stabilare egenskaper än motsvarande resonanskrets med spole och kondensator.

Kavitetsförstärkare, detaljKonstruktionen är ganska enkel. Två mässingsrör som svarvats till rätt diameter placerades på en bottenplatta och försågs med topplock. Allt skruvades ihop med vertikala skruvar. Den ena burken var ingångskrets, och den andra utgångskrets. Emellan dem satt en liten brygga på vilken jag byggde själva förstärkaren, med ett litet antal komponenter. Avstämningen skedde med en vridkondensator i vardera burken.

 

Teletype Creed 7B

The gamble werkstadenTeletypen, en gammal sorts helt mekanisk telex, byggde jag förstås inte själv, den byggde Creed för ruskigt många år sedan. Jag köpte den som surplus av en annan radioamatör och hade den till att skriva ut nyheter från nyhetsbyråer som sände på kortvågen. Det var ett fruktansvärt monster som bullrade alldeles oerhört. Det slutade med att jag spikade heltäckningsmatta inuti lådan och då blev den nästan helt tyst. Bilden visar min verkstad från slutet av 70-talet, där teletypen tronar i ensamt majestät till höger. Till vänster om denna ett oscilloskop vi hade som bildskärm, därefter vårt hembyggda tangentbord framför den hembyggda 8-bitarsdatorn och längst till vänster bandspelaren som jag använde att spela in signalerna från kortvågen på.

Hastighetsstandarden för alla radioamatörer råkade då vara 45,45 bps och teletypen höll 50 bps. Det var ju en telexmaskin. Med maskinen följde en specialfilad stämgaffel som svängde i 125 Hz med stroboskopisk påbyggnad. Med denna och en stroboskopisk pappersremsa påtejpad på motorns hastighetsvariator kunde jag dock trimma motorhastigheten till de behövliga 45,45 bps.

Det var när jag skulle börja använda teletypen som problemen uppstod. Motorn brusade nämligen så mycket på kortvågen att alla nyhetsstationer svagare än S9+20 (jättestarkt) dränktes, dvs de flesta utom kommunistländernas propagandasändare. Creed-motorn, som var en gnistrande seriemotor med öppna kol, blev mitt första avstörningsprojekt. Det gällde att få en motor som avgav millimeterlånga gnistor så ”tyst” att man kunde höra kortvågsstationer på mikrovoltnivåer på en mottagare som stod en halvmeter ifrån. Motorn själv var helt av metall och skickade inte ut några störningar. Det gjorde däremot öppningarna vid kolen. En blandning av strålade och ledningsbundna störningar, således. Färgen slipades av runt den ände av motorn som hade öppna hål och en skärmburk i verksilver förfärdigades, som passade precis över motoränden. Tilledningarna togs genom två genomföringskondensatorer som lötts i skärmburken. Resultatet blev en nästan helt tyst motor, som inte brusade mer än S2 på kortvågen (knappt hörbart) och vägen låg öppen för nyhetsmottagning från hela världen. Egypten, bland annat. Mera om störningsbekämpning kan du läsa här.

RTTY-dekoder med roerDet behövdes någon sorts dekoder (vad vi idag skulle kalla för modem) som kunde omvandla signalerna från radion till kraftiga pulser som kunde driva dragmagneten i teletypen. EL 34 var ett stort och starkt elektronrör (och gratis från närmsta radio) som kanske inte direkt orkade med magnetströmmen, men med viss övertalning och glödande anod så gick det. Schemat visar denna, min första RTTY-dekoder. Denna första dekoder var synnerligen ”grov”, använde sig av radiomottagarens snedstämning och utförde inte någon egentlig frekvensskiftdetektering. Därför var den inte heller särskilt bra.

 

FSK-dekoder

FSK-dekoder externtFSK-dekoder internetFSK-dekoder, schemaSenare publicerades i tidningen Elektor en byggsats till en halvledarbestyckad dekoder, dessutom med mycket häftig display. Den byggde jag, och försåg med extra kraftigt slutsteg för att kunna driva min Creed-teletype. Den första bilden visar dekodern ovanpå min Drake SPR-4-mottagare. Nästa bild visar dekoderns innanmäte och den sista bilden visar en del av kopplingsschemat. Denna dekoder var en sann frekvensdetektor med smal bandbredd. Med hjälp av displayen kunde man lätt se om man ställt in mottagaren rätt och mottagningen av nyhetsbulletiner på kortvågen förbättrades kraftigt.

Det ska sägas att min hörsel också utvecklades under experimentarbetet och jag kunde efter ett tag mycket väl ställa in mottagaren utan display. Ett tag kunde jag till och med höra vilken typ av utsändning det rörde sig om, datahastigheter och så vidare genom att bara lyssna till dataströmmarna. Hjärnan är en märklig apparat!

 

Drake SPR-4

Drake SPR-4 är en underbar mottagare, en av de bästa som gjorts. Idag finns mottagare som är frekvensstabilare och borta är bankerna med kristaller för olika frekvensområden. Numera arbetar alla mottagare med frekvenssyntes, men i fråga om selektivitet var SPR-4:an överlägsen allt på marknaden på sin tid. Man kunde vara säker på att om man inte hörde en station med den mottagaren, så fanns den inte.

 

SOFTNET-nod

Softnetnod, externAllt detta förbleknade inför det nya vi fick nys om från Linköpings Tekniska Högskola på 80-talet: trådlösa datornätverk. Det var ett helt ny företeelse då, för oss amatörer vill säga. Nätet kördes på amatörradiobandet på 432 MHz och alla som ville vara med fick köpa byggsatser. LiTH höll symposier och en systerklubb bildades i Stockholm. Vi byggde för glatta livet och programmerade klientdatorerna i språket Forth, som var nytt och spännande då. Framför allt var Forth snabbt och kompakt och sparade minne. Bilden visar min version av Softnet-noden, med nätaggregatet till vänster och en kort kortrack för datorkorten till höger. På fronten syns ett antal kontrollampor för matningsspänning, trafikindikering mm och därunder resetbrytare och längst ned serieutgången till klientterminalen. Softnet-noden var en fullständig, autonom enhet. Den kunde själv bygga upp nätverk omkring sig i luften, finna sina grannoder och vidarebefordra datapaket från andra noder.

Softnetnod, interntI själva verket innehåller noden två CPUer, en för kommunikationen mot radionätet och en för kommunikationen mot användarterminalen. Bilden visar Softnet-noden nedplockad i sina beståndsdelar. Längst bak står själva rackdelen med nätaggregatet och framför ligger korten för (från vänster) radiosändaren, länkdatorn (som styrde radion) och noddatorn som vette mot användaren.

Nätet som byggdes upp var av typen CSMA/CD, alltså precis detsamma som det Ethernet som finns i alla kabelbundna nätverk idag. Åtkomsten till radiomediet togs om hand av länkdatorn, som skötte lågnivåkommunikationen med andra noder, felkontroller osv. Nätets logiska uppbyggnad, metoden för uppbyggnad av ett tvådimensionellt cellnät, vidarebefordran av paket från andra noder, vägval mm sköttes av noddatorn. Noddatorn var till stora delar fritt programmerbar och den främsta avsikten med detta var att inbjuda till forskning kring vägval (routing) i denna typ av radionät.

Softnetnod, radiokortRadiokortet är i sig själv en riktig godbit. Till vänster sitter drivsteg och slutsteg för 432 MHz och till höger de digitala ingångs- och utgångsdelarna och modulatorn.

Softnetnod, schema pa radionHär ser du schemat på radiodelen. Det är tämligen avancerat. Från vänster ser du mottagardelen, demodulatorn och modulatorn och längst till höger sändardelen med oscillator, multiplikatorsteg och effektsteg. Sändaren skulle uppfylla ganska avancerade krav. Den skulle dels vara mycket frekvensstabil, alltså kristallstyrd, och dels kunna svinga flera 100 kHz. Två normalt oförenliga krav, som dock förenades på ett mycket elegant sätt av linköpingskonstruktörerna. Mer om digital radio kan du läsa här.

 

Uteffekttestare

EffekttestareIbland får dock förfiningen stå tillbaka för den råa kraften. Radiosändare måste trimmas tills de fungerar som de ska. En sak man ofta arbetar med är att få upp uteffekten så mycket som möjligt. Jag lödde ihop en enkel liten anordning för provning av uteffekten: en glödlampa på 12 volt och 75 Watt, avstämd med en resonanskrets. Spolen, till vänster, stoppades rakt in i utgångsspolen på sändaren och lampan stämdes av med vridkondensatorn, till höger, tills den lyste som mest. Sedan kunde man trimma sändaren till högsta uteffekt, genom att bara titta på lampan. Mycket enkelt och helt utan batterier och elektronik.


Till startsida