20110702 EME-Vortrag OE6TZE, Dobl 2011 · PDF fileEME-Vortrag OE6TZE, Juli 2011 OE6TZE, Thomas Zurk - „Tom“ (1) Jahrgang 1969 – verheiratet, 2 Kinder, Haus in Hitzendorf, Vater:

EME-Vortrag OE6TZE, Juli 2011

EMEErde-Mond-ErdeVortrag von OE6TZE, Tom am Fieldday in Dobl, Juli 2011

Ein erster Schritt in einer faszinierenden Spielwiese des Amateurfunks …


OE6TZE, Thomas Zurk - „Tom“ (1)

Jahrgang 1969– verheiratet, 2 Kinder, Haus in Hitzendorf, Vater: Augustin Zurk, Lehrer

an der Fernmeldemonteurschule, erster eigener Lötkolben mit 9

Kurzwellenhörer mit 12-16, Utility-DXer– amerik. Surplus-RX, später Kenwood R-600, 60m Langdraht– Faszination Funk & Digitaltechnik: Commodore VC20 (RTTY)

später PC mit „eigener“ Dekoder-Software (TurboPascal)

HTL / BULME, Nachrichtentechnik/Elektronik– keine Zeit & wenig Interesse für Funk (nur mehr „PC“ …)

1989-1992 Industrieanlagenplanung (GAW) 1989/1990 Bundesheer in Graz und Villach (Fernmelder)



1992 Wechsel zum Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZ)– Flugsicherungsstelle Graz, technischer Dienst, 4 Kurse in 4 Jahren in

Wien, 1996 ausgebildeter Flugsicherungsingenieur (Radartechniker)– 1996 Privatisierung BAZ, neuer Name: Austro Control GmbH

Tätigkeit als Techniker– Betrieb (Reparatur und Wartung) von Boden-Anlagen (Radar,

Funkfeuer, Landesysteme, Funksysteme, Sprach- und Datenkommunikation, MET-Sensorik, Energieversorgung, etc.)

– Projektarbeiten, Aufbau von ua. LAN/WAN-Vernetzung, Rechnersystemen, y2k-Transission (Jahr2000-Umstellung), Projektkoordination „Neuerrichtung Flugsicherungsstelle Graz“ (Planung des neuen Towers) und Erneuerung bzw. Siedelung aller Systeme gemeinsam mit den Koll. Volker Marterer und Bernd Mosauer

– fortlaufende Erneuerung von Flugsicherungssystemen / Anlagen, 15-35 Mio € Invest pro Jahr, umgesetzt durch 210 Techniker – einer davon …



Trainer (Aus- und Weiterbildung im technischen Dienst)– für Lizenzerhalt durch regelmäßige „Continuation Trainings“

Betriebsrat, Gewerkschaftsvertreter (ohne Freistellung)– Reorganisationen, Effizienzsteigerungen, KV-Verhandlungen etc.

2005-2010 Kommunalpolitik– Schriftführer, Bildungsbeauftragter, Zeitungsredakteur– Relaunch einer Gemeindezeitung (jetzt kostendeckend ;-)– Einblick in Gemeinde- Landes- und Bundespolitik

2009 Amateurfunk-Kurs (7 Samstage) beim ADL601– faszinierende alte und neue Technik– interessante Menschen, spannende Herausforderungen

Jänner 2010 QRV auf Kurzwelle, insbes. DigiModes– jedes QSO ein schönes Erlebnis (nix 59 & next one pls)– und was jetzt? Ein Buch lieferte die Idee …


50er-Jahre, kalter Krieg: Spionage ohne Nachrichtensatelliten

U.S. Spionage-Schiffe vor den „feindlichen“ Küsten– Aufzeichnung und Vor-Auswertung des Funkverkehrs– Problem der Übertragung der Ergebnisse ans NSA-Hauptquartier– große Parabolantennen, Funkstrecke Erde-Mond-Erde!

Quelle: James Bamford, Titel „NSA“


Joe Taylor @ ARECIBO April 2010 „Echos of Apollo“, 70cm EME

Arecibo in Puerto Rico,Radioteleskop aus James Bond „Golden Eye“Baujahr 1963, 305 Meter Durchmesser,60 dBi bei 432 MHz

Joseph Taylor, US-amerikanischer Astrophysiker,wurde 1993 zusammen mit Russell Hulse der Nobelpreis für Physik für die Entdeckung des PulsarsPSR 1913+16 in einem Doppelsternsystem verliehen.

Durch diesen Pulsar konnte erstmals der Energieverlust durch Gravitationswellen vermessen und die entsprechenden Voraussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie bestätigt werden.


Arecibo: Es ist möglich …

Joe Taylor hat die Software WSJT entwickelt, mit welcher unhörbare Signale dekodiert werden können.

Zahlreiche Funkamateure haben im April 2010 mit minimalster 70cm-Ausrüstung (einfache Yagi, händisch auf den Mond gerichtet, Transceiver ICOM IC-706 oder ähnliches) eine EME-Verbindung hergestellt

60dBi Gewinn bei 432MHz durch Arecibo-Spiegel, 400 Watt PEP Sendeleistung in Arecibo und die Software WSJT haben es ermöglicht


Das Ziel: Mitspielen!Längstens 2 Jahre bis zum 1. EME-QSO Februar 2010 … eine unermessliche Flut an Fragen

– Band, welche Frequenz? Antennen? Software? Betriebstechnik? Leistung? Auch ohne Antennenmast? Rotor? Ausrichten? Tracker? Portabel? Woher Informationen? Rauschen? WSJT? EME-Chat? Unterscheidung terrestrische Ausbreitung von Moonbounce? Libration? Faraday-Drehung? Wer kann mir helfen?

23.12.2010 das erste 2m EME-QSO mit Franco, I2FAK– danach Aufnahme in die weltweite EME-Community– Fortlaufende Optimierung der EME-Anlage– Erschliessen weiterer, höherer Bänder


Basics: Der Mond als Reflektor (1)

Kugel mit Ø 3.500 km (genau 3476 km)

Abstand Mond-Erde ~ 380.000 km– 356410 km im Perigäum (Erdnähe)– 406740 km im Apogäum (Erdferne)

Laufzeit 2,6 Sekunden für ein Echo (rund 800.000 km)– 2,4 Sekunden im Perigäum– 2,7 Sekunden im Apogäum

Winkelbreite der Mondscheibe ~ 0,5°– 0,6° im Perigäum– 0,5° im Apogäum



Kugel mit Ø 3.500 km … Kugel als Reflektor? Wenige % Echo

Abstand Mond-Erde ~ 380.000 km– 356410 km im Perigäum (Erdnähe)– 406740 km im Apogäum (Erdferne) … schwankende Dämpfung

Laufzeit 2,6 Sekunden für ein Echo (rund 800.000 km)– 2,4 Sekunden im Perigäum– 2,7 Sekunden im Apogäum … schwankende Laufzeiten

Winkelbreite der Mondscheibe ~ 0,5°– 0,6° im Perigäum– 0,5° im Apogäum … ein winziger Klecks am Himmel

vs. dem 3dB-Öffnungswinkel der Antenne



Streckendämpfungen iA. von der Frequenz (Richtwerte)144 MHz: 251 dB432 MHz: 260 dB

1296 MHz: 270 dB2320 MHz: 275 dB (Werte lt. VK3UM EME calculator)

weitere - 2 dB: Abstand Mond zu Erde (Perigäum - Apogäum)

weitere - 4 dB: Stellung des Mondes vor galaktischem Hintergrund (kosmische Rauschquellen)

weitere - 2 dB: Zustand der Erdathmosphäre (Wetter, Inversionen etc.)


Die Strecke überwinden … in CW

Theoretische Mindestanforderungen an die Stationsausrüstung bei 0 dB S/N (Mode CW):

– Sendeleistung: 1 kW Output … leider nicht, 200W max.– Antennengewinn: 20 dBd (144 MHz) … leider nicht, kein Platz– Empfänger-NF: 1 dB– Kabeldämpfung: 1 dB– Empfängerbandbreite: 200 Hz

für mich leider

nicht machbar.


Die Strecke überwinden … in WSJT

Theoretische Mindestanforderungen an die Stationsausrüstung bei -24 dB S/N:

– Sendeleistung: 250W Output– Antennengewinn: 14 dBd (144 MHz)– Empfänger-NF: 1 dB– Kabeldämpfung: 1 dB– Empfängerbandbreite: 20 Hz

Im DigiMode WSJT sind

-24 dB S/N noch gut dekodierbar!


Was ist WSJT: Ein Programm.

Das Programm WSJT erzeugt/demoduliert eine FSK-Modulation (bspw. im EME-Mode JT65B) in einem SSB-Kanal (USB) mit 65 verschiedenen Tönen.

Mit dieser Modulationsart ist es möglich, Signale aufzunehmen, die unter der Hörschwelle für ein CW-Signal liegen, im besten Fall bis -33 dB S/N.

Voraussetzung ist, dass neben der Frequenz auch die Anfangs- und Endzeit der Sendung bekannt ist. Der Empfänger muss wissen, wann ein Signal zu erwarten ist.


EME-Modes JT65A, JT65B, JT65B

Protokoll ist weitgehend identisch, nur die Tonintervalle sind unterschiedlich, die übliche Nutzung hat sich „herauskristallisiert“

JT65A 50 MHz

JT65B 144 MHz und 432 MHz

JT65C 1296 MHz


So sieht der DigiMode JT65B (EME) aus

Darstellung im WSJT-Wasserfall-Diagramm (10 dB S/N)

10 dB S/N


Einige Parameter WSJT Mode JT65B

Zykluszeit TX/RX 60“ Modulation 65-FSK Baudrate 2,69 Delta-f 5,4 Hz Bandbreite 355 Hz Empfangsperiode 47“ Sync-Ton 1270,5 Hz

– Joe Taylor und weitere EME - Freunden experimentieren ständig mit neuen Modulations- und Fehlerkorrektur-Verfahren. Siehe WSJT 9.0 Supplement to Users Guide, Experimental Modes


So sieht der DigiMode JT65B (EME) aus

Darstellung im WSJT-Wasserfall-Diagramm (-20 dB S/N)

-20 dB S/N


So hört sich der DigiMode JT65 an

CQ OE6TZE JN77 … mit 10 dB S/N

CQ OE6TZE JN77 … mit 0 dB S/N

CQ OE6TZE JN77 … mit -10 dB S/N

CQ OE6TZE JN77 … mit -20 dB S/N


EME-QSOs im DigiMode JT65B

Standard-Aufbau von EME-QSOs


EME-QSOs im DigiMode JT65B

Shorthand Message– Sync 1270,5 Hz– RO +107,7 Hz– RRR +161,5 Hz– 73 +215,3 Hz

Wird durch Rechner/PC dekodiert, Dekodierung ist aber auch durch den Operator im WSJT-Wasserfallvisuell möglich!


Die „Empfindlichkeit“ von JT65B (EME)

Rates of messagesynchronization and copy of shorthandmessages as a function of SNR


Zwischendurch - Zusammenfassung

mit dem Programm WSJT von Joe Taylor, K1JTim Mode JT65B, dieser funktioniert bis etwa -30 dB S/N

und bei einer Streckendämpfung von rund 250 dB mit einer 13dBd-Antenne (bspw. MAASPRO Kreuzyagi) und einem LNA (17 bis 20 dB Verstärkung) und mit einer „BigGun“ am anderen Ende …

– bspw. 1,5 kW (62 dBm) an einem großen Yagi-Array mit 28 dBd

kann man ein EME-Signal empfangen.


Warum es dennoch schwierig ist

Freizeit ist begrenzt– Verpflichtungen, Familie, Erholung

Mondbahn – Sichtbarkeit, Funkhorizont

Rauschen– terrestrische Störungen (Plasma, PLC, Mixer, Mopeds, …)– galaktisches Rauschen (Sternbilder)– Sonnenstand


Galaktische Störquellen


Warum es dennoch schwierig ist

Störungen, Birdies– LANs, Monitore,Träger, Oberwellen

Polarisationsdrehung– Faraday-Effekt


WSJT Bedienung im EME-Mode JT65B

Bildschirmaufteilung– Hardwarestatus (Control Screen)– Hauptfenster (Main Screen)– Wasserfall (SpecJT)– Astronomical Data (optional)

Wie selektiert man ein Signal– Mausklick im Wasserfall

– mehr dazu im WSJT-Handbuch (Download)


Text & Shorthand Messages

73

73

RRR

RRR

OE6TZE I2FAK JN45 OOO

OE6TZE I2FAK JN45 OOO



Was bedeuten die Zahlen im Hauptfenster

– FileID, Zeit HHMMSS, Zeit des Aussendungsbeginns

– Sync Qualität der Synchronisierung, je höher desto zuverlässiger

– dB Mittelwert Signal-Rausch-Verhältnis, Bezug ist Rauschleistung in 2500 Hz Bandbreite

– DT Sekunden Zeitdifferenz zwischen Aussendungsbeginn und Empfangszeit(präzise Zeitsynchronisation erforderlich)



Was bedeuten die Zahlen im Hauptfenster

– DF Frequenzdifferenz, bspw. durch DopplerShift

– W Bandbreite des Synchronsignals

– Indikator * Diese Message enthält ein Rufzeichen# Diese Message enthält den Rapport OOO

– Zeilenende 1. Zi. 1 besagt, dass die Dekodierung mit dem Reed-Solomon-Decoder erfolgreich war, sonst 0

– Zeilenende 2. Zi. Ergebnis für Deep Search, ein Maß für die Zuverlässigkeit, von 1 bis 10.


BigGun – Zwergerl: Ein QSO ist möglich



WebBrowser mit www.livecq144.com


WSJT Wasserfall QSO UA3PTW


MainScreen QSO mit UA3PTW


Nach dem QSO: Verabschiedung im Chat


QSL bei einem EME-QSO in JT65B

TO RADIO: XX1XX DATE: 01 / July / 2011 UTC: 15:45 – 16:06 REPORT: „O“ … keine Ø MHz: 144 2Way: JT65B REMARK: BEST -23 … S/N laut WSJT

– Mehr dazu siehe http://www.vhfdx.net/emereport.html


Kritische Stimmen: CALL3.TXT und DeepSearch Rufzeichenliste CALL3.TXT ist Teil von WSJT

WSJT-DeepSearch sucht nach Ähnlichkeit mit Einträgen in CALL3.TXT

Ansgar und Freunde von www.mmmonvhf.deaktualisieren regelmäßig die call3.txt

Der Client „mdc“ (erhältlich unter mmmonvhf.de) installiert bei Bedarf eine aktualisierte call3.txt ins wsjt-Verzeichnis am PC


OE1MSB,JN88DF,,,,,,10/03 OE1SMC,JN88DD,,,,,IC7000,03/08 OE1SOW,JN88FF,EME,,,,6m: 100W 5el - 2m: IC-756 Pro II + DB6NT-Transverter 400W 4x13el SP-2000 or IC-821 130W 13-El. Yagi SP-

2000,12/09 OE1XVC,JN88ED,,,,,144: 2x11el- 432: 2x21el gd Pwr,03/98 OE3A,JN77XX,EME,,,,,04/09 OE3CEW,JN88,,,,,,01/88 OE3FVU,JN78VE,EME,,= PE0WGA,,144: 4x10el XPol 1500W MGF1302 - 432: 4x17 MGF1302 35 W 6m: 100W / 6 ele MGF1302,02/10 OE3HHB,JN87AQ,,,,,FT847 50: 100W 5el - 144: 50W 17el GaAs - 432: 50W 19el,07/99 OE3JTB,JN78QN,,,,,144: 17B2 160W,08/05 OE3MWS,JN88DC,,,,,50: 100W 7el - 144: TR751 1-2KW 2x17el MGF1302 - 432: TS811 400W,01/05 OE3NFC,JN88,,,,,,01/93 OE3OBC,JN88,EME,,,,,01/94 OE3OKS,JN87AR,,,,,,12/98 OE3R,JN88FD,,,Contest Call,,,01/96 OE3SJA,JN88GH,EME,,,,144: 1x19 250W 432: 4x19 250W LNA 1296: 2mDish H-feed 80W LNA,12/09 OE3UP,JN87CT,EME,,,,,01/93 OE3WCS,JN88JC,,,,,FT-897,07/09 OE3XAC,JN88FD,,,,,,11/96 OE3XMU,JN78XD,,,,,144: 150W 15el,06/02 OE4KLU,JN87KS,,,,,,01/96 OE4WHG,JN87BB,,,ex OE6WHG,,50: F850 100W 6el,05/06 OE5EFM,JN78,EME,,,,,01/94 OE5EYM,JN68SK,EME,,,,,08/98 OE5FD,JN68SC,,,,,,01/03 OE5JFL,JN68RL,EME,,,,,01/94 OE5KE,JN78,,,,,,05/02 OE5MPL,JN78CJ,EME,,,,FT847 - 50: GS35 100W 6el Y 144: 2x 4CX250R 800W 4x 13elY MGF1302 432: 600W 4x 21 el MGF1302,01/11 OE5VHL,JN68SI,EME,,,,,01/94 OE5VRL,JN78DK,,,,,,01/97 OE5WHN,JN67TR,,,,,IC756 IC970 100W,05/09 OE6AHD,JN76RS,,,,,,12/95 OE6BMG,JN77JE,,,,,,07/00 OE6IWG,JN77PK,EME,,,,144: GU74b or GS35b 4x10el (HM) LNA-EN334S01,05/10 OE6JGD,JN77QC,,,,,,12/95 OE6KDG,JN77JF,,,,,,07/03 OE6NLD,JN76SS,,,,,,01/93 OE6RKE,JN76OT,EME,,,,,03/06 OE6TZE,JN77PA,EME,,,,2X10X/400,02/11 OE6XHF,JN76RS,EME,,,,,01/94 OE75SOW,JN88FF,EME,,SpecialCall,,50: IC736 100W 5el - 144: IC821H 300W 2x13el or 2xBW - 432: 120W 2x19el - 1296: 10W 2x26el,03/01 OE8CIQ,JN76FU,,,,,,08/02 OE8HBQ,JN76KP,,,,,,05/04 OE8HWQ,JN76,,,,,,03/00 OE8OLK,JN76DM,,,,,144: FT817 30W 6el,07/04 OE9ERC,JN47VL,EME,,,,,02/05 OE9HHV,JN47,EME,,,,,01/94 OE9XXI,JN47UL,,,,,,01/03


Wer es probieren will –Tip:

Erste EME-Versuche im 2m-Band machen

Auf 2m gibt es viel EME-Aktivität durch zahlreiche Stationen, vor allem aber gibt es viele BigGuns

Geräteaufwand ist überschaubar– Antenne(n) oft vorhanden, bspw. MAASPRO 2m Satellitenantenne– LNA mit rund 18-20 dB Verstärkung, wenig Rauschen (vox/ptt) – ggf. Sequenzer (Steuerung über PTT, zum Schutz des Vorverstärkers)– 2m PA (nötige Sendeleistung ist noch erschwinglich / beherrschbar)– Transceiver (oft schon vorhanden)– Digimode Interface (oft schon vorhanden)– FreeWare aus dem Internet



Zeitsynchronisation mit Dimension4 (freeWare)

Der Sende-Empfangszyklus für 2m EME im Mode JT65B ist jeweils 1 Minute Senden, 1 Minute Empfangen

Die Laufzeitmessung in WSJT stützt sich auf die Rechnerzeit ab, daher

präzise Zeitsynchronisation durch …– Internet-Anschluss für Zugriff auf Zeitserver im www– Software Dimension 4 Version 5.0 (ntp-Tool)



Download und Installation des ProgrammsWSJT (FreeWare) von Joe Taylors WebSite– google „wsjt home page“

Das Programm ermöglicht eine Herauslösung von Nutzsignalen aus dem Rauschen bis -30 dB S/N durch mathematische Algorithmen in Kombination mit sinnvoller Bedienung

Manuals und Beispiele (.WAV-Dateien) ausgiebig studieren … Geduld, es ist nicht ganz einfach.



Online-Ressource www.livecq144.com nutzen– zeigt EME Aktivität/Signalstärken von EME-Stationen, ohne geht´s am

Anfang ganz sicher nicht



Online-Ressource EME Chat von NØUK nutzen– http://www.chris.org/cgi-bin/jt65emeA, Chris Cox



Programm „MoonSked“von David, GM4JJJ zur Prognose verwenden– ohne Mondprognose ist ein sinnvolles EME-Arbeiten nicht möglich

Versuche sinnlos


Wer es probieren will – Tip:

EME-Logger von HB9Q 50 / 144 / 432 / 1296 / 2304 MHz– vor allem auf den höheren Bändern aktiv



WWW.MMMONVHF.DE Plattform für UKW-DXer, Tool



Ausrichtungskamera an Antenne installieren

Mondkamera OE6TZE

Mondkamera OE6XUG



Mondhorizont aufzeichnen (Azimuth/Elevation)



Programm „EME System“von F1EHN zur Mondbahnrechnung verwenden


Kontakt

Thomas Zurk, OE6TZE – [email protected]

…. see you on the moon!

Documents

20110702 EME-Vortrag OE6TZE, Dobl 2011 · PDF fileEME-Vortrag OE6TZE, Juli 2011 OE6TZE, Thomas Zurk - „Tom“ (1) Jahrgang 1969 – verheiratet, 2 Kinder, Haus in Hitzendorf, Vater: