DATV sur 2300 MHz

 

Par Michel HB9AFO

 

 

Nous avons débuté nos essais sur 2300 MHz le 18 avril 2018, F5DB et moi. Les conditions étant encore précaires et je me suis déplacé au-dessus de Vich, bien en vue du QTH Haut-Savoyard de Bernard. J'avais mon récepteur 2300 MHz AR51001DX avec moi. F5DB avait 2 Watts dans une parabole de 3 mètres mais je devais écouter son émission en position Wide FM car son oscillateur était un ancien émetteur TV dont la fréquence était triplée, ce qui donnait un spectre HF assez étendu.

 

J'avais 3 antennes à tester: Une Flexa Yagi de 1,80 m de long (0 dB), une antenne "boîte de peinture" (- 11dB) et une source de parabole professionnelle (- 4dB). Avec la Flexa, la meilleure des trois, F5DB arrivait  presque 40 dB au-dessus du souffle.

 

Après ce tour de chauffe, les essais se poursuivirent à mon QTH de Bussigny (JN36GN), qui est éloignée de 60 km de la Roche-sur-Foron (JN36DA) et caché par la chaîne des Voirons. Avec la Flexa sur le toit, sans préampli et avec un câble avec 6-8dB de perte, je reçus Bernard 7dB de S/N, en porteuse pure, pas encore de TV. Il avait troqué son ancien pilote TV instable contre la carte DATV Express, parfaite pour cet usage, avec un petit PA de 500mW. Je pouvais dorénavant le recevoir en USB ce qui facilitait grandement sa recherche dans le bruit.

 

J'installai ensuite en tête de mât un préampli à large bande télé-alimenté et équipé d'un PGA103+, ce qui fit passer le S/N à 14 dB, soit 7dB de plus. Le plus marrant, c'est qu'en coupant le télé-alimentation du préampli, le signal de Bernard passait encore avec 2 dB de S/N. Je soupçonnais cependant que le gain n'était pas suffisant pour compenser les pertes dans le câble et installai un second amplis derrière le premier. Et là catastrophe: le MMIC claqua sans l'ombre d'une hésitation! J'en trouvai la cause peu après: sur le toit, les signaux hors bande son tellement forts, les broadcasts et l'aviation notamment, qu'ils avaient créé une surtension sur le second étage ce qui avait détruit le MMIC. J'avais déjà expérimenté cette mésaventure lors d'essais précédents, le PGA103+ est sensible à la surcharge.

 

  

Hélice Wimo                                         Flexa Yagi

 

J'ai alors  remplacé la Flexa Yagi par une antenne hélice Wimo de 1,25m de long, qui a semblé donner de meilleures résultats au départ, mais ce qui s'est avéré être un effet de propagation après coup. La Flexa Yagi restait la meilleure.

 

Je décidai alors d'installer un ancien convertisseur 13-23 cm de DG0VE à la place du préampli de toit. Le résultat fut catastrophique: impossible de recevoir quoi que ce soit tant le convertisseur était saturé de toutes côtés par des signaux parasites. Je pris alors la décision de le transformer en simple préamplificateur à trois étages en coupant l'alimentation de l'oscillateur et en court-circuitant l'étage de sortie, accordé sur 1200 MHz. Avec cependant un succès mitigé puisque F5DB arrivait maintenant avec un S/N de 20dB, sans que son spectre TV ne soit visible.

 

Après quelques modifications, j'arrivai enfin à obtenir les 40dB de gain annoncés par DG0VE ce qui me permit de voir une augmentation très nette du bruit à l'enclenchement du préampli, signe que les pertes du câble de descente étaient plus que compensées. La porteuse de Bernard arrivait maintenant 30dB au-dessus du bruit et, le 8 mai, je pus enfin recevoir ma première image DATVde F5DB avec un spectre 2322 MHz SR 150kS/s de 6 dB.

 

J'eus alors l'idée d'utiliser une parabole Visiosat du toit, devenue inutile, mais je devais pour cela relier ce nouvel emplacement (à l'opposé du toit) au shack par un câble à faibles pertes. N'en ayant plus, je me suis joint à une une commande d'HB9ADJ pour en obtenir. En attendant, j'ai fais quelques essais avec un convertisseur TV bande S que j'avais acheté pour le 2300 MHz, en étant sûr que cet emplacement serait bien meilleur que l'habituel. Que nenni mon cousin, le signal de Bernard était noyé dans le QRM, comme l'était le convertisseur de DG0VE! Je descendis alors la parabole et fit de la réception depuis le sol mais à la verticale de l'emplacement "toit" qui était censé être meilleur. Le convertisseur fonctionna alors parfaitement mais le signal de Bernard n'arrivait pas mieux avec une parabole Visiosat de 90cm +  convertisseur qu'avec la Flexa Yagi + préampli sur le toit. Et pourtant, j'avais affiné au mieux le positionnement du convertisseur le long du bracon.  J'abandonnai alors la solution "parabole", pourtant censée être bien supérieure à la Flexa selon les spécialistes.  Mais je reprendrai les essais dès que j'aurai reçu mon câble.

 

Après plusieurs tentatives, je reçus la porteuse de Pierre  HB9IAM, de Genève, 7-8 dB au-dessus du bruit de fond sur 2320 MHz et même un 41 lorsqu'il passa en SSB. Mais il est vrai que nous avons une géographie "chahutée" entre nous. J'ai constaté un très fort QSB sur son signal, vraisemblablement dû aux avions puisqu'il jouxte la piste de l'aéroport de Cointrin. Cela me donna l'idée d'observer ce même phénomène sur le signalé de F5DB. Il y a quelquefois du QSB typique "avions" mais moins fréquemment qu'avec HB9IAM. Bernard étant plus éloigné de Cointrin, les avions volent plus haut ce qui permet moins de réflexions. Sur les conseils de Philippe F5AOD, j'ai alors installé le génial logiciel Air Scout de DL2ALF, qui permet de voir les passages des avions dans un périmètre donné et surtout d'estimer les réflexions possibles avec un correspondant donné. On peut le télécharger gratuitement ici.

 

 


L'installation de réception

 

Dans le shack, la chaîne de réception est la suivante:

  1. Récepteur AR5001DX calé sur 2326 MHz
     

  2. Convertisseur FI qui transpose la FI à 45,05 MHz qui sort à l'arrière du RX en 437 MHz.
    Sa courbe de transfert est de 1:1 (même niveau à la sortie qu'à l'entrée)
     

  3. Filtre étroit à fréquence variable (2 MHz à -3dB et 3 MHz à -50dB).
    Sa courbe de transfert est de 1:1 (même niveau à la sortie qu'à l'entrée)

    En général hors service (un relais en entrée et un en sortie permettent de le court-circuiter)
     

  4.  Splitter (5-2300 MHz) à 4 sorties

    1. SDR Air-Spy et logiciel SDR # (pour voir et mesurer le signal arrivant)

    2. DVB-S: Minitiouner Pro + logiciel Tutioune + notebook

    3. DVB-T H.264:     Récepteur Hides HV-122 (sortie en HDMI vers TV)

    4. DVB-T MPEG2:  Récepteur SR-Systems    (sortie en HDMI vers TV)

Sur le toit, il y a une antenne 2300 MHz Flexa Yagi de 1,8 M de long en polarisation horizontale.

Suivie d'une préamplificateur télé-alimenté (convertisseur 13-23cm de DG0VE modifié en préampli)

 

Les résultats des tests sont systématiquement envoyés sur le site de F6DZP Tioune Monitor avec deux avantages:

  •  Le monde entier peut suivre nos essais et voir les images reçues sur Internet

  • Tioune Monitor affiche la courbe de l'amplitude du signal en fonction du temps (RF level), la courbe correspondante du MER et celle du BER ce qui permet de suivre l'évolution du signal au fil du temps.

 

 


QRM

 

Stimulé par une remarque de F6BIG qui doutait de la validité de mes mesures car, sur Tioune Monitor, la courbe du RF level ne correspondait pas au rapport signal/bruit que je signalais sur l'air, je me mis à investiguer afin de trouver la cause de cette bizarrerie. Ce niveau restait systématiquement à -40dBm +/- 1dB alors que je signalais des variations de plusieurs dB.

 

 

Dans un premier temps je pensais qu'il s'agissait d'une saturation du circuit de mesure du niveau HF du Minitiouner Pro car ma chaîne de réception acheminait un signal supérieur à celui qui venait de l'antenne dans le Minitiouner. Je soupçonnais donc une non-linéarité de son affichage. Uniquement de l'affichage car la réception correspondait parfaitement aux signaux que je voyais sur mon SDR.  J'utilisai alors  ma carte DATV-Express en générateur DVB-S à 2326 MHz suivie d'un bon atténuateur variable. Ce que je pensais s'avéra faux: l'affichage du RF level du Minitiouner Pro correspond bien au signal qui arrive sur sa prise antenne, il n'y a pas de point de saturation ou de compression.

 

Dans la foulée, je fis l'essai de recevoir le signal 2326 MHz de F5DB directement avec le Minitiouner, sans passer par ma chaîne de réception habituelle. Cela confirma que la réception était la même en direct ou par le récepteur AR5001DX, dans les deux cas le MER (qualité du signal reçu) était identique. La bizarrerie  détectée par F6BIG n'était donc qu'un problème d'affichage du niveau HF par le Minitiouner Pro.

 

Le "Minitiouner Pro" a l'avantage d'avoir une couverture de fréquences étendue ce qui n'était pas le cas du "Minitiouner" d'origine. C'était ce qui m'avait motivé à construire ma chaîne de réception afin de m'affranchir d'une kyrielle de convertisseurs, un pour chaque bande. 

 

L'avantage de la réception via le récepteur de trafic semi-pro AR5001DX c'est que j'utilise toujours la même configuration pour recevoir n'importe-quel signal DVB-S, DVB-T ou analogique compris entre 100 kHz et 3 GHz et que je peux visualiser tout cela avec le SDR. L'astuce est de tout transformer ce qui sort du récepteur en 437MHz, tous les appareils restant connectés et réglés sur cette fréquence. C'est réellement d'un très grand confort d'utilisation.

 

Restait donc à savoir pourquoi le signal RF level du Minitiouner Pro restait stable, quel que soit le signal reçu.

 

J'observai alors l'entier de la bande recevable par le Minitiouner Pro, qui va de 150 MHz à 2450 MHz, au moyen du SDR et du logiciel parent "SpectrumSpy" qui transforme l'Air-Spy en analyseur à large bande. Et là je découvris l'harmonique 3 (1446 MHz) de l'oscillateur local à 482 MHz du convertisseur à un niveau beaucoup trop élevé. En fait, c'est elle que le Minitouner Prio mesurait, pas le signal arrivant qui se situait aux environs de 6 à10 dB au dessus du bruit. En fait, le Minitiouner Pro mesure la somme de  tout ce qui arrive dans sa bande passante, c'est pour cela que le rapport S/N du signal arrivant était masqué par l'amplitude élevée de cette porteuse parasite.

 

Pour en avoir la preuve, je fis des mesures en injectant une porteuse parasite d'abord à 200 kHz du centre du signal de F5DB (DVB-S à SR 150 kS/s) puis à + 1,9 MHz. Dans les deux cas les résultats furent identiques:

 

 

Générateur RF level MER
+ 14 dBm -50 dBm 13
+ 4 dBm - 61 dBm 13
- 6 dBm - 67 dBm 13
- 16 dBm - 70 dBm 13

 

 

Une porteuse qui dépasse de 35 dB le signal utile (à 200 kHz et à 1,9 MHz) ne perturbe pas la réception! Par contre, son amplitude se rajoute à celle du signal utile et masque ce dernier sur l'affichage du "RF level" de Tutioune et du TiouneMonitor.

 

Aux derniers essais, Le signal de Bernard arrive 13-14 dB au-dessus du bruit. Cela donne un confortable MER de 12-13 dB sur Tutioune. Il a actuellement 2 Watts (sortie TX) dans sa parabole de 3 mètres de diamètre.

 

 

 


 

 

2018.05.11 Tests d'un LNB 2400 MHz

 

J'ai tout d'abord  modifié le LNB de façon à le retourner  de 180 degrés car sa fixation d'origine le destinait à une petite parabole grillagée. Je l'ai ensuite fixé sur le bracon de la parabole Visiosat de 90cm (92 x 105 cm) au moyen d'un méplat d'alu sur lequel je pouvais déplacer le LNB afin de trouver son emplacement exact au foyer de l'antenne. Cette dernière se trouvait au sol, sur la terrasse, à l'endroit d'où j'avais contacté Bernard sur 10 GHz.

 

 

Tout cela n'a pas donné de bons résultats si bien que j'ai fixé le LNB sur un pied photo afin de pouvoir le déplacer dans tous les axes devant la parabole. Après beaucoup d'essais, le signal de F5DB n'arrivait pas mieux qu'avec l'antenne Flexa Yagi sur le toit. Une tentative avec le LNB fixé sur l'ancienne parabole TV Sat sur le toit, également une Visiosat 90 cm, fut catastrophique: le LNB était saturé par des signaux hors bande qui arrivent très fort à cet emplacement et n'était pas utilisable dans la bande 13 cm.

 

 

2018.05.15

 

Le 15 mai 2018, la porteuse de HB9IAM est arrivée pour la première fois 20 dB au-dessus du souffle avec une antenne plate (30x30cm, 17dBi) sur le toit mais pas encore assez fort pour pouvoir décoder une image. Avec une propagation de nuit très erratique comme on peut le voir sur la figure ci-dessous sur le signal de F5DB.

 

     

 

 

 

2018.05.17 F5DB 2322 MHz
 

Excellente propagation 13cm, les signaux de Bernard:
 

  

Porteuse à 45dB S/N                                  DVB-S SR 125kS/s à 23dB S/N

 

 

2018.05.22 Commutateur sur le toit

 

La propagation du signal TV sur 2322 MHz est affectée d'un QSB rapide qui rend la comparaison entre antennes difficile. Afin de pouvoir passer rapidement d'une antenne à une autre, j'ai installé un commutateur télécommandé sur le toit. Il s'agit d'un commutateur professionnel à faibles pertes, utilisable jusqu'à 6 GHz à trois entrées. Un moteur 24V met le commutateur dans la bonne position en tournant toujours dans le même sens. Il s'ensuit une commutation très franche et parfaite.

 

J'ai tout d'abord comparé une antenne Flexa Yagi (2 mètres de long) fixée sur le côté du mât, avec une autre Flexa identique mais  fixée de manière plus traditionnelle, avec le bras de force en dessous. Résultat identique.

 

Comparaison des 2 Flexa avec l'antenne hélice (1,25 m de long): 3 dB de moins avec l'hélice, ce qui est logique vu les longueurs respectives des antennes et aussi la perte de 3dB entre la polarisation horizontale du signal arrivant et la polarisation circulaire de l'antenne hélice. 

 

Dernière comparaison entre l'antenne plate (30 x 30 cm,t 17,5 dBi de gain et 21 degrés d'ouverture) et la Flexa Yagi (2 mètres de long et 18dBd de gain) placées l'une à côté de l'autre, à 1 mètre de distance. Résultat:la Flexa surpasse la plate de 3 à 4 dB.

 

Pour lever le doute sur l'emplacement des antennes (un arbre se trouve dans l'axe à 50 mètres de distance), permutation des deux antennes:

 

Résultat demain car il s'est mis à pleuvoir...

 

 

A suivre...