Der Pluto SDR ist technisch in der Lage die beim Empfangen und beim Senden über den QO100 auftretenden Frequenzen von 1130MHz bzw. 2400MHz direkt zu verarbeiten bzw. zu erzeugen. Der Systemtakt des Pluto (40MHz) ist für Schmalband Betrieb jedoch nicht stabil genug, ebenso wenig wie der LNB der Empfangsantenne. I.d.R. müssen die TCXO’s durch bessere Typen oder OCXO‘s ersetzt bzw. externe Taktquellen verwendet werden.

Die Sendeleistung des Pluto beträgt bei 2400MHz ca. +3dBm.  Für ein hinreichend kräftiges Signal am Transponder mit einem SNR > 20dB ist eine Verstärkung auf ca. +37dBm erforderlich.

Ich habe beim Aufbau meines QO-100 TRX einen etwas aufwändigeren Ansatz gewählt, der mir als Einsteiger Projekt geeignet schien. Er berücksichtigt die genannten Aspekte und kommt meinen lokalen Arbeitsbedingungen entgegen.

Der gesamte Aufbau ist außerhalb des Shacks im Carport nahe der Antenne untergebracht. Deshalb habe ich eine Möglichkeit der Fernsteuerung und Überwachung über WLAN in das System integriert.

Empfangsseitig wird der Satelliten Downlink (10.489,5MHz) mit einen modifizierten LNB (24MHZ ext. Takt) auf 1129,5MHz umgesetzt. Dieses Signal setzt der AMSAT-DL Down-Converter dann in den Frequenzbereich ab 144,5MHz um.
Sendeseitig erzeugt der Pluto SDR Frequenzen ab 435MHz, die im AMSAT-DL Up-Converter auf 2400MHz hochgemischt und auf bis zu 37dBm verstärkt werden.

Der Down-Converter ist GPS stabilisiert und erzeugt zusätzlich die Referenzfrequenzen für den Up-Converter (10MHz), den Pluto SDR (40MHz) sowie den LNB (24MHz).

Zum Vergrößern ins Bild klicken

Das Gesamtsystem ist kompakt in zwei Boxen untergebracht. Die Anlage ist dadurch leicht transportabel und bei Vorführungen, Fielddays usw. einsetzbar.

Die Verbindungen beider Boxen sind auf ein Minimum reduziert.

Die Downlink Box enthält den Adalm-Pluto und den  AMSAT-DL Down Converter V3d  mit dem  GPS Modul V2. Im Vordergrund ist rechts der Spannungswandler 13,8V->5V für die Stromversorgung des Pluto zu sehen.

Links befindet sich der TX-Driver. Er verstärkt der TX Signal um 15dB. Der Pluto SDR kann so bei 0dBm Output schonend betrieben werden.  Der Driver basiert auf einem MMIC GALI-5+  in Standard Schaltung.

Am Adalm Pluto habe ich folgende Modifikationen vorgenommen:

1.     Der Frequenzbereich wurde per Software Patch erweitert. Dadurch wird das 2m Band für den Empfang nutzbar.

2.     Der Original  TCXO wurde entfernt und durch eine externe Takteinspeisung ersetzt. Hier wird das 40MHz GPS stabilisierte Referenzsignal aus dem AMSAT Down-Converter zugeführt.

3.     An den GPIO Header des Pluto habe ich eine PTT Schaltung angeschlossen. Der Vorschlag dazu stammt von F5OEO. Die Realisierung ist jedoch eine andere, da mir ein Opto-Koppler vor dem mit 12V betriebenen PTT-Relais unverzichtbar erschien.
Achtung – der High-Pegel am GPIO beträgt nur 1,3V. Nicht alle Koppler sind hier geeignet. Ich verwende einen TLP 127 von Toshiba.

Um diese Option nutzen zu können, betreibe ich den Pluto SDR mit der DATV Firmware von F5OEO.

Der Uplink Block enthält neben dem AMSAT-DL Up-Converter 6W  das Netzteil sowie den System Controller.

Den System Controller habe ich entwickelt, um das gesamte System  fernsteuern und überwachen zu können.

Der Controller nimmt die Diagnosedaten der AMSAT Converter über seine seriellen Schnittstellen entgegen und reicht sie an einen WEB Server weiter, der auf einem WLAN Modul ESP8266 implementiert ist. Der Web-Server analysiert die Daten und bereitet sie für die Präsentation auf.

Mittels eines Web-Browsers kann ich nun im Shack das System überwachen und ein- bzw. ausschalten. Alle Messwerte und Systemzustände werden in Echtzeit erfasst und dargestellt.

Die Software auf dem ESP8266 wurde von einem befreundeten OM entwickelt und implementiert.

Als Antenne für RX und TX findet ein  85cm Offset Spiegel Verwendung.

Den LNB (Megasat Diavolo Twin) habe ich nach der Beschreibung von DJ0ABR auf externe Taktzuführung umgebaut. D.h. eine F-Buchse des Twin LNB liefert das Empfangssignal des NB-Transponders. In die zweite F-Buchse wird der 24MHz Clock durch den AMAST-DL Down-Converter eingespeist. Gleichzeitig kann hier das Empfangssignal des WB-Transponders  abgenommen werden.

Vor dem LNB ist eine Helix Antenne mit 3,5 Windungen befestigt.
Als Reflektor dient eine einseitig kupferkaschierte  FR4 Platte, zugeschnitten auf eine Größe von 130x130mm. Details zu Aufbau sind auf den Fotos unten zu erkennen.

Die Helix ist aus 2,5qmm Kupferdraht hergestellt. Sie beeinträchtigt den Empfang nicht signifikant. Der Pegel der CW-Bake des Satelliten liegt ca. 35dB über dem Rauschen.

Die Acrylglas Platte hinter dem Reflektor hat einen U-förmigen Ausschnitt. Sie wird zwischen den Feed-Halter und das Rillenhorn des LNB gesteckt und mit dem Reflektor verschraubt. Durch den Anpressdruck des Helix Reflektors am LNB sitzt die Konstruktion fest. Es bedarf keinerlei mechanischer Eingriffe am Feed-Arm oder am LNB.

   Helix mit Reflektor und Anpassung

   Helix Befestigung

   Antenne am Carport montiert.

Die UP- und Downlink Boxen sind im Carport direkt unter der Antenne installiert. Die Verbindung zum Shack erfolgt nur über LAN/WLAN.

   Der Abgleich hat geklappt

Das Signal am NB-Transponder im Vergleich zur CW-Bake. Output Power +35dBm.

Last Update:  18.05.2020   DB8BH