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Uso di un SDR, l' FCD, per l'ascolto delle RS
 
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di F4CQA, F6BYJ, F6EYG
(traduzione di Aki IZ0MVN)

Vedere anche: L'ascolto delle radiosonde - Identificazione a orecchio di una RS - Il ricevitore per l'ascolto delle radiosonde - Elenco dei ricevitori utilizzabili -



L'uscita, a fine 2010, del FUNCube Dongle, un ricevitore SDR dal prezzo abbordabile che copre anche la banda 400-406MHz, ha interessato in modo particolare i cacciatori di radiosonde. Inizialmente è stato concepito per facilitare l'accesso ai satelliti ed in particolare per il futuro SAT della AMSAT-UK: il FUNCube… (SAT di tipo Cube SAT). L' FCD ha la forma di una chiavetta USB (foto a lato ricavata dal sito ufficiale del FCD).
Sito: http://www.funcubedongle.com et http://uk.groups.yahoo.com/group/funcube





Presentazione

Si connette sulla presa USB di un qualunque PC. La cosa migliore è di utilizzarlo con un cavo USB (la foto a lato è di Christophe, F4CQA).
In seguito, basta raccordare l'antenna sulla presa SMA posta alla sua estremità. Le connessioni sono veramente ridotte al minimo.
Funziona con sistemi operativi XP, Vista, Windows 7, con la maggior parte degli applicativi come Rocky, M0KGK, WinRad (WR+ o HD), Spectravue o LinRad. Inoltre è compatibile con Linux e MacOS poiché usa i driver USB standard già integrati nei sistemi previsti.
Numerosi programmi o "aggiuntivi" sono stati sviluppati così come numerosi adattamenti per i programmi SDR esistenti.
Tra questi programmi o "aggiuntivi":
- il DLL di G0MJW permette il comando diretto del PLL con i programmi tipo WinRad.
- SatControl FCD di DK3WN. Programma di inseguimento di SAT. Traiettoria, correzione Doppler, etc...



Uso per l'ascolto delle radiosonde

Associato al programma che va bene (WR+, per esempio), l' FCD è un ricevitore per tutti i modi che copre da 67 a 1700MHz. Le sue prestazioni sono di tutto rispetto se lo si confronta con i ricevitori abitualmente usati dai cacciatori di RS. Tutti i comandi abituali di un ricevitore: cambio di frequenza, banda passante, tipo di modulazione (dal CW alla FM stereo)... si operano a livello di programma utilizzato. La scheda audio di buona qualità, obbligatoria per tutti gli SDR, è già integrata (96kHz).
La decodifica delle radiosonde con l'aiuto di SondeMonitor (M2K2, RS92SGP...) non pone alcun problema di banda passante. Ciononostante, a volte risulta delicato effettuare il collegamento tra il ricevitore ed altri programmi (decodifica CW...) per mezzo del mixer audio.
L'ascolto si effettua collegando semplicemente una cuffia sul corrispondente connettore a jack del PC. L'alimentazione (5V) viene ricavata automaticamente sulla presa USB.

La copia di schermo, qui a lato, mostra la decodifica della M2K2 di Camborne a 600km (con un angolo di elevazione di 0°...) realizzato da Jean-Paul F6BYJ.

Prime prove
L' FCD è configurato per essere riconosciuto direttamente come un "elemento USB" e la scheda audio integrata è anch'essa riconosciuta come tale, senza alcuna installazione.
Esiste un piccolo programma di base (FCHid) disponibile sul sito FCD che permette di dialogare con la chiave (anche questo senza installazione particolare);
- Cambio di frequenza;
- Modifica di numerosi parametri;
- Regolazione della calibrazione del PLL;
- Bilanciamento dei segnali BF I e Q;
- Aggiornamento del firmware in associazione con un altro programma specifico.
Questo programma di base permette, quindi, di cominciare a fare dell'ascolto con vari programmi semplici dedicati all' SDR. (Spectravue, Rocky, PowerSDR, ecc...).
Si cambia di frequenza con FCHId e si guarda ai 96 KHz intorno a questa frequenza centrale.

I programmi

1 - I prodotti tipo WinRad: vi si ritrovano delle applicazioni, WRplus e HDSRDs già fortemente consolidate presso gli amanti di SDR e che accettano degli additivi particolari per diversi tipi di SDR (SDR-IQ, Rocky e, da poco, l'FCD).
Quindi, con un DLL specifico, al FunCubeDongle non serve più destreggiarsi tra l'FCHid ed il "programma di visualizzazione". Il cambio di frequenza si opera direttamente sul WR+ o HDSRD manipolando sul comando di frequenza. Inoltre, questa manipolazione è molto intuitiva poiché si aumenta o diminuisce con dei clic destri o sinistri sulle cifre (MHz, kHz, Hz) o ancora più semplicemente ruotando la manopola in un senso o nell'altro.
Certo, sono possibili tutti i modi (dal CW alla FM con RDS ), predisposizione della larghezza di banda, limitatori con regolazione di livelli (NB, NR ecc...).
Ma la popolarità e la qualità hanno presto un costo poiché WR+ non funziona più dal 31 Marzo (salvo casi particolari) e sarà presto commercializzato… Della stessa serie resta HDSDR ma che è sviluppato meno bene.
2 - Altre applicazioni, associate ai " WinRad " (o ad altre applicazioni) permettono di memorizzare delle frequenze con il salvataggio dei parametri di regolazione o, dal momento che lo permette il programma specifico di DK3NW, l'inseguimento dei SAT con correzione del Doppler e orientamento dei rotori oppure un piccolo programma che permette di perlustrare settori di banda con passo predefinito (salvo l'arresto sul canale occupato...).
3 - Si trovano anche altri programmi per trattare i due segnali sfasati provenienti dal SDR. Ci sono numerosi sviluppi sotto Linux ma attualmente pochi integrano la modifica diretta della frequenza.
LinRad, un programma superbo, viene utilizzato dagli specialisti di EME ma è un "mostro". Non prevede ancora delle passerelle verso l' FCD ma presto sarà fatto!

Protezione contro i segnali fuori banda
Quando delle sorgenti radioelettriche potenti (emettitori in banda FM o di telefonia, per esempio) si trovano in prossimità della zona di ascolto, si constata un aumento più o meno forte del rumore di fondo generale. L'inserzione, in entrata, di un filtro di banda o di un preselettore risolve il problema. Vedere il sito del FCD.

Identificazione a video del tipo di radiosonda

Anche se il riconoscimento ad orecchio è più rapido e facile, l' FCD, come gli altri SDR, permette di rappresentare visivamente lo spettro di un segnale e le sue variazioni nel tempo. Per questo, un piccolo SDR in kit, 10MHz o più, associato ad una buona scheda audio (96 KHz, almeno) collegato sulla FI dei nostri ricevitori può produrre la stessa "panoramica". Diverse prove sono state fatte su apparecchiature VHF e UHF (vedere sulla lista Yahoo dedicata al FCD).
La parte bassa dell'immagine rappresenta la distribuzione energetica del segnale sulla banda di frequenza all'istante t; si tratta, dunque, dello spettro di emissione con il livello del segnale in ascisse e la frequenza in ordinate. Quanto alla parte superiore più colorata dell'immagine, essa è una "waterfall", una sorta di cascata d'acqua che mostra la citata distribuzione nel tempo. Si possono, altresì, osservare le variazioni di spettro nel tempo. La traccia della M2K2 mostra le variazioni di potenza nel tempo; ogni secondo viene emessa una trama a piena potenza che si traduce, sulla cascata, con delle bande più luminose. La C34 mostra un po' la stessa particolarità. Notare le significative differenze di spettro tra M2K2 e M10, quest'ultima emette una riga supplementare (qui su 402.003 MHz).

 SRS-C34 (foto di F6BYJ)  DFM-06 (foto di F6BYJ)  M2K2 (foto di F6BYJ)  M10 (foto di F6EYG)  RS92SGP (foto di F6BYJ)

 RS90A (foto di F6EYG)

 RS92KL (foto di F6EYG)


Comparazioni di antenne

Grazie alla memorizzazione della waterfall dello stato dello spettro ricevuto dal FCD, è possibile comparare l'efficienza di due antenne per la ricezione di un segnale proveniente da una specifica direzione; per questo basta scollegare l'antenna A e collegare senza indugio l'antenna B (oppure usare un deviatore di antenna, n.d.t.).
Sulla copia di schermo di WR, qui sotto, si può vedere la comparazione effettuata da Guy, F6EYG, tra la sua Yagi 15 elementi (A) e la sua colineare verticale (B) per l'ascolto della RS92SGP di Palma-di-Maiorca. La colineare, con il suo angolo di lancio molto basso è svantaggiata in rapporto alla Yagi che fornisce un segnale di livello nettamente superiore. Da notare ugualmente che un QRM relativamente basso viene completamente eliminato dalla direttività della Yagi.

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