AMSAT-DL QO-100 Portabelsetup

Portabelstation für QO-100basierend auf dem

AMSAT-DL Transverterbausatz(Up-, Downconverter und LNB)

Matthias DD1US 3.8.2020

1

Downconverter V3d

mit GPS-Modul V2.0

Upconverter

UPCon6W

WB-IN

NB-IN

WB-OUT

NB-OUT

TX-IN

145MHz

2400MHz/2,8W430MHz

1.3“ OLED

Display

PTT-IN

COM-OUT

GPS-IN

REF-OUT

Vs-IN

DD1US 08/2020

I2C

GPS-

Antenne

10GHz

Twin

LNB

2.4GHz

Patch

Antenne

10MHz

1130MHz

+9…+15V

vert/14V

hor/18V/24MHz

WB = Wideband

NB = Narrowband

TX-OUT

2

QO-100 Portabelstation

WB-IN

NB-IN

TX-OUT

145MHz

430MHz

GPS-IN

DD1US 08/2020

I2C

10MHz

1130MHz

+9…+15V

vert/14V

hor/18V/24MHz

GPS Antenne

1.3“ OLED

OPTICUM LTP-04H

(ext. 24MHz Referenz)

POTY-Feed

mit Linse von

Venton Rocket LNB

AMSAT-DL

Upconverter

AMSAT-DL

Downconverter

2400MHz/2,8W

WB-OUT

NB-OUT

TX-IN

PTT-IN

COM-OUT

REF-OUT

Vs-IN

3


WB-IN

NB-IN

145MHz

430MHz

GPS-IN

DD1US 08/2020

10MHz

1130MHz

+9…+15V

vert/14V

hor/18V/24MHz

WB-OUT

NB-OUT

TX-IN

PTT-IN

COM-OUT

REF-OUT

Vs-IN

2400MHz/2,8W

TX-OUT

4


QO-100 Transverter

Downconverter V3d

mit GPS-Modul V2.0

Upconverter

UPCon6W

WB-INhor/18V/24MHz

NB-INvert/14V

WB-OUT

-30dB

AttenuatorRX-OUT

TX-IN low-4dBm

0.4mW

TX-IN high+30dBm

1W

-30dB

Attenuator

Combiner

-3dB

Attenuator

Limiter

10dBm

TX-OUT2,8W

145MHz1129.5MHz

1132.5MHz

1132.5MHz

2400MHz430MHz

1.3“ OLED

Display

PTT-IN

COM-OUT

TXD

RXD

GPS-IN3.3V

REF-OUT10MHz 10MHz

1575.42MHz

REF

40MHz

Vs-IN+9…+15VON/OFF

10 A/B

DD1US 08/2020

max.100W

max.100W

I2C

5

Splitter

SDR-OUT

Downconverter V3d

mit GPS-Modul V2.0

Upconverter

UPCon6W

WB-INhor/18V/24MHz

NB-INvert/14V

WB-OUT

TX-IN low-4dBm

0.4mW

TX-IN high+30dBm

1W

-30dB

Attenuator

Combiner

-3dB

Attenuator

Limiter

10dBm

TX-OUT2,8W

1129.5MHz

1132.5MHz

1132.5MHz

2400MHz

PTT-IN

COM-OUT

TXD

RXD

GPS-IN3.3V

REF-OUT10MHz 10MHz

1575.42MHz

REF

40MHz

10 A/B

DD1US 08/2020

max.100W

Nominal TX input levels

+34,5dBm

2,8W

-4dBm

+30dBm

1W-5dBm -4dBm -1dBm 0dBm

430MHz

6

QO-100 Transverter

1.3“ OLED

DisplayI2C

-30dB

AttenuatorRX-OUT

145MHzmax.100W

Splitter

SDR-OUT


Downconverter V3d

mit GPS-Modul V2.0

Upconverter

UPCon6W

WB-INhor/18V/24 MHz

NB-INvert/14V

WB-OUT

TX-IN lowmax.1mW

TX-IN highmax.100W

-30dB

Attenuator

Combiner

-3dB

Attenuator

Limiter

10dBm

TX-OUTmax. 6,6W

1129.5MHz

1132.5MHz

1132.5MHz

2400MHz

PTT-IN

COM-OUT

TXD

RXD

GPS-IN3.3V

REF-OUT10MHz 10MHz

1575.42MHz

REF

40MHz

10 A/B

DD1US 08/2020

+6dBm +7dBm +10dBm +20dBm+50dBm

100W

+38,2dBm

6,6W

+7dBm

5mW

Absolute maximum TX input levels

max.100W

430MHz

7

QO-100 Transverter

+50dBm

100W

1.3“ OLED

DisplayI2C

-30dB

AttenuatorRX-OUT

145MHzmax.100W

Splitter

SDR-OUT


400500600700800900100011001200130014001500160017001800190020002100220023002400250026002700280029003000310032003300340035003600

-20,0-18,0-16,0-14,0-12,0-10,0

-8,0-6,0-4,0-2,00,02,04,06,08,0

10,012,014,016,018,020,022,024,026,028,030,032,034,036,038,040,042,044,0

-60 -58 -56 -54 -52 -50 -48 -46 -44 -42 -40 -38 -36 -34 -32 -30 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4

Is /

mA

Po

ut

/dB

m&

Gai

n /

dB

Pin /dBm

Pout, Gain and Is versus Pin @2400MHz

Pout /dBm

P1dB=32,5dBm Psat=38dBm

DD1US 08/2020

TX-Pfad mit modifiziertem

Eingangsdämpfungsglied*:

Verwendeter Eingang:

Input Pin an TX-IN low

@fin = 430MHz

Output Pout an TX-OUT

@fout = 2400MHz

Vs = 12V

Is = kompletter Transverter

QO-100 Upconverter

8

* Das PI-Dämpfungsglied am

Eingang des Upconverters

hat im Auslieferzustand eine

Dämpfung von 25dB. Dieses

wurde durch ein 3dB

Dämpfungsglied ersetzt.

Pin /dBm Pout /dBm Pout /mW Gain /dB Is /mA Pdc /W Efficiency /%

-60,5 -19,5 0,01 41,0 485 5,8 0,000

-50,5 -9,5 0,11 41,0 485 5,8 0,002

-40,5 0,5 1,12 41,0 485 5,8 0,02

-30,5 10,5 11,22 41,0 493 5,9 0,19

-20,5 20,5 112 41,0 544 6,5 1,72

-15,5 25,6 363 41,1 618 7,4 4,90

-10,5 30,3 1072 40,8 785 9,4 11,4

-9,5 30,8 1202 40,3 836 10,0 12,0

-8,5 31,6 1445 40,1 915 11,0 13,2

-7,5 32,5 1758 40,0 1015 12,2 14,4

-6,5 33,1 2042 39,6 1134 15,1 13,5

-5,5 34,0 2512 39,5 1260 16,9 14,8

-4,5 35,1 3236 39,6 1410 18,5 17,5

-3,5 35,5 3508 39,0 1545 20,6 17,1

-2,5 36,2 4121 38,7 1713 22,7 18,2

-1,5 36,9 4842 38,4 1890 24,5 19,7

-0,5 37,3 5370 37,8 2044 26,0 20,7

0,5 37,6 5754 37,1 2165 26,0 22,1

1,5 37,8 6026 36,3 2260 27,1 22,2

2,5 38,0 6237 35,5 2340 28,1 22,2

TX-Pfad mit modifiziertem

Eingangsdämpfungsglied*:

Verwendeter Eingang:

Input Pin an TX-IN low

@fin = 430MHz

Output Pout an TX-OUT

@fout = 2400MHz

Vs = 12V

Is , Pdc, = kompletter

Transverter

DD1US 08/2020 9

* Das PI-Dämpfungsglied am

Eingang des Upconverters

hat im Auslieferzustand eine

Dämpfung von 25dB. Dieses

wurde durch ein 3dB

Dämpfungsglied ersetzt.

QO-100 Upconverter

DD1US 08/2020

Elemente auf der Frontplatte:

TX-IN low: 70cm ZF Eingang

von einem SDR (0,25mW)

TX-IN high: 70cm ZF Eingang

von einem TRX (1W)

PTT in: Eingang Sendertastung

OLED Display: Anzeige Uhrzeit

in UTC, QTH-Locator aus GPS-

Daten, ZF-IF, Referenzfrequenz

für LNB, Anzahl der aktuell

empfangen GPS-Satelliten, QTH

Breitengrad und Längengrad

COM out: Serieller Ausgang für

Anzeige diverser Betriebspara-

meter auf einem Remotedisplay

ON/OFF: Ein/Aus Schalter

NB-IF out: 2m ZF Ausgang zum

(T)RX

Vs: +9…+15V DC-Spannungs-

versorgungseingang

10

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

Elemente auf der Rückseite:

WB-IN: Signal vom LNB (~1132

MHz), Breitbandtransponder,

horizontal polarisiert,

außerdem Ausgang des 24MHz

Referenzsignals für LNB sowie

18V LNB-Fernspeisespannung

WB-IF out: Signal des

Breitband-transponders (von

WB-IN) durchgeschleift für

DATV-Empfänger

NB-IN: Signal vom LNB (~1129

MHz), Schmalbandtransponder,

vertikal polarisiert, außerdem

14V LNB-Fernspeisespannung

GPS Ant: Signal von aktiver

GPS-Antenne, außerdem 3,3V

Fernspeisespannung für GPS-

Antenne

10MHz out: 10MHz Referenz-

frequenzausgang für TRX

(z.B. IC-9700 Transceiver)

2.4GHz out: Ausgang für

Sendesignal zur POTY-Antenne11

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

Verwendet wurde ein

stabiles Surplus-Gehäuse

mit integriertem

Kühlkörper

Der große Kühlkörper

erlaubt die Vermeidung

von aktiver Kühlung

(Lüfter)

12

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

AMSAT-DL Transverter fertig

montiert am Ausleger des

Spiegels.

In diesem Bild sind beide Ein-

und Ausgänge (low power

und higher power) zu sehen.

13

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

Die Front- und Rückseite

sind am oben liegenden

Kühlkörper verschraubt.

Das Bodenteil mit den

Seitenwänden kann

einfach entfernt werden,

um Zugang zu den

Baugruppen zu erhalten.

14

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

Die Baugruppen hängen

an dem oben befindlichen

Kühlkörper.

Downconverter (oben)

und Upconverter

(darunter) sind in

Weissblechgehäusen

geschirmt.

Links Leistungs-

dämpfungsglieder,

Limiter, Power-Splitter.

15

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

Die Baugruppen hängen

an dem oben befindlichen

Kühlkörper.

Downconverter (oben)

und Upconverter

(darunter) sind in

Weissblechgehäusen

geschirmt.

Links Leistungs-

dämpfungsglieder,

Limiter, Power-Splitter.

16

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

Der Upconverter ist für eine

optimierte Wärmeabfuhr auf einer

Kupferplatte montiert, welche

ihrerseits auf den Aluminium-

Kühlkörper geschraubt ist.

Der Downconverter sitzt in

einem Weissblechgehäuse

inclusive Deckel und Boden,

dieses ist mit dem Aluminium-

Kühlkörper verschraubt.

17

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

Downconverter mit

aufgestecktem GPS-

Empfänger (oben) und

Upconverter (darunter) sind

in Weissblechgehäusen

geschirmt.

Die beiden TCXOs auf der

GPS-Platine sowie auf der

Downconverter-Platine

wurden vor dem Aufsetzen

der Weissblechdeckel noch

mit Schaumstoff thermisch

isoliert, um ihre Stabilität

zu erhöhen.

18

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

30dB Chip-Leistungsdämpfungsglieder zum Schutz des TX-ZF-

Eingangs (70cm) vor zu hoher Sendeleistung vom nachgeschalteten

Transceiver bzw. des RX-ZF-Ausgangs (2m) vor versehentlichem

Senden in diesen Konverterausgang. Pmax ca.100W

Hersteller Florida RF Labs (an EMC company)

Durchgangsdämpfung

S21

2m 29.6dB

70cm 29.6dB

23cm 30.0dB

13cm 31.1dB

Eingangsanpassung

S11

2m 40.8dB

70cm 39.5dB

23cm 36.9dB

13cm 27.9dB

19

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020

RF-Limiter von der Firma Alpha Typ MT3287-99

Dieser Limiter begrenzt ein HF-Signal auf ca. +10dBm. Er ist für einen Frequenzbereich von 100MHz bis 3GHz geeignet.

Vermessene Werte bei 430MHz:

Die Durchgangsdämpfung ist kleiner als 0.5dB.

Bis 0dBm Eingangspegel (dieser liegt bei der nom. Steuerleistung von 1W an) sind die Oberwellen > 60dB abgesenkt.

Ab einem Eingangspegel von +3dBm steigen die Oberwellen steil an, denn die Dioden im Begrenzer beginnen zu leiten.

Bei +16dBm Eingangspegel ist der Ausgangspegel ca. +9dBm, dies bestätigt die spezifizierten +10dBm.

20

QO-100 Transverter

DD1US 08/2020 21

QO-100 Transverter

Zwei solcher Combiner/Splitter werden in dem Transverter eingesetzt:

- Die beiden Eingänge TX-IN high und TX-IN low werden zusammengefasst,

bevor das 70cm Signal am ZF-Eingang des Upconverters eingespeist wird.

- Das 2m ZF-Ausgangssignal vom Downconverter wird aufgeteilt und direkt

an der Buchse SDR-OUT bzw. über ein Leistungsdämpfungsglied am RX-

OUT Anschluss zur Verfügung gestellt.

Die Einfüge-Dämpfung im 2m und 70cm Band ist mit ca. 0.3dB sehr gering.

DD1US 08/2020

Design: Thorsten Godau DL9SEC

3D-Druck: Alfred Pertler DL3MX

1.3“ OLED Display mit einer

Auflösung von 128x64 Pixel und

einem starken Kontrast.

Ansteuerung über I2C-Schnittstelle.

22

QO-100 Transverter

3D gedruckter Rahmen für OLED Display

QO-100 Feed

POTY-Feed (Patch Of The Year) adaptiert an OPTICUM LTP-04H. ZF-Ausgänge WB und NB sind mit

dünnem Teflonkabel unten aus LNB herausgeführt, damit der Aufbau ins HT-Rohr DN110 passt.DD1US 08/2020 23

POTY-Feed im HT-Rohr

Venton Rocket LNB Linse aufgeklebt

HT-Rohr mit aufgeklebtem Boden, Abdeckung, Linse

Teflon-Abdeckung wird für kurzen Portabelbetrieb

nicht aufgesetztVerbindungskabel für Feed

Buchsen WB-OUT, NB-OUT, TX-IN

24

QO-100 Feed

S11 der abgeglichenen TX-Patchantenne des POTY-Feeds SWR der abgeglichenen TX-Patchantenne des POTY-Feeds

DD1US 08/2020 25

QO-100 Feed


60cm Kathrein Offsetspiegel mit Feed im Radom auf Stativ.

Feedhalterung aus Aluminiumrohr erlaubt flexible Justage.

60cm Offsetspiegel, Feed, Transverter, 12V-Akku mit Solarzelle,

auf Tisch ICOM IC-9700 Transceiver mit Standmikrofon.

DD1US 08/2020 26

60cm Kathrein Offsetspiegel mit GPS-Antenne auf kleinem Winkel auf Feedarm Transverter auf Feedarm

Feedarm nach oben montiert

=> Feed geschützt vor Witterung => auch bei Sendung keine Störung des GPS-Empfangs => Gewicht optimal verteiltDD1US 08/2020 27


Für Transport und Lagerung werden die 4 Schrauben im Spiegel leicht gelöst und der Spiegel kann mittels der Langlöcher

abgenommen werden. Damit ist dann das restliche Setup sehr flach und so müssen Feed, GPS-Antenne sowie Transverter nicht

demontiert werden. Die Montierung inclusive Spiegelhalterung kann vom Stativ mittels 3 Rändelschrauben schnell gelöst werden.

DD1US 08/2020 28


SDR-Console zeigt gute Empfangsergebnisse: untere CW-Bake, SSB-Signal, PSK Bake, obere CW-Bake. Nebenaussendung der Leila auf

10489.560MHz = 145.560MHz ist gerade noch erkennbar. Eigenes Uplinksignal ca. 6dB unter dem Bakenpegel und damit ausreichend stark.

DD1US 08/2020 29


In einem weiteren Schritt habe ich noch einen Minitiouner V2 in die Anlage integriert. Dieser ist an der Buchse WB-OUT des

Downconverters angeschlossen und nun kann ich parallel zum Betrieb über den NB-Transponder auch DATV auf dem PC sehen.

DD1US 08/2020 30


DD1US 08/2020 31


DATV Bake A71A

1.5MSPS,

FEC 4/5 QPSK

MER 6,1dB

DD1US 08/2020 32


OE6GKD

500kSPS,

FEC 3/4 QPSK

MER 4,5dB

DD1US 08/2020 33


IW1DBF

330kSPS,

FEC 3/4 QPSK

MER 6,0dB

DD1US 08/2020 34


HB9DUG

250kSPS,

FEC 3/5 8PSK

MER 7,1dB

DD1US 08/2020 35


ON5AFB

125kSPS,

FEC 2/3 QPSK

MER 8,6dB

Schließlich habe ich sowohl am Transverter als auch am Transceiver IC-9700 jeweils einen modifizierten Triplexer des Typs

Diamond MX-2000N eingefügt. Damit reduziert sich die Verkabelung auf ein einziges Koaxialkabel, auf dem das Empfangssignal auf

2m, das Sendesignal auf 70cm und die 10 MHz Referenzfrequenz vom Transverter zum Transceiver geführt werden.

DD1US 08/2020 36


WB-IN

NB-IN

145MHz

430MHz

GPS-IN

DD1US 08/2020

10MHz

1130MHz

+9…+15V

vert/14V

hor/18V/24MHz

WB-OUT

NB-OUT

TX-IN

PTT-IN

COM-OUT

REF-OUT

Vs-IN

2400MHz/2,8W

TX-OUT

37


IC-9700

USB2

Vs-IN+6…+18V

145MHz

430MHz

DD1US 08/2020

10MHz+11.5…+15.5V

RX-IN

TX-OUT

MIC-IN

REF-IN Vs-IN

38


IC-9700

AMSAT-DL

Transverter

DD1US 08/2020 39


Um die Portabelanlage sicher transportieren und zum Lagern staubdicht verpacken zu können habe ich aus leichtem Sperrholz

einen Holzkiste gezimmert. Außen kann der Spiegel einfach mittels 2 Schrauben eingehängt werden.

DD1US 08/2020 40


Die Kiste ist innen mit Schaumstoff ausgeschlagen.

Die Kiste ist innen unterteilt so daß diverses

Zubehör wie Werkzeug, Kabel, Netzteil Weiche und

auch der Transceiver IC-9700 darin sicher verstaut

werden können.

Der Feed-Arm des Spiegels ist komplett montiert,

muss also nur auf das Stativ gesetzt werden und mit

3 Schrauben fixiert werden.

Der Spiegel wird wie zuvor beschrieben nur mit Hilfe

der 4 Langlöcher im Feed-Arm eingehängt und

festgeschraubt.

Damit ist die gesamte Anlage in weniger als 10

Minuten aufgebaut und betriebsbereit.

Die Baugruppen können bei dem AMSAT-DL Webshop erworben werden:

https://shop.amsat-dl.org/

QO-100 Downconverter TCXO + GPS Modul V2 285,60€

https://shop.amsat-dl.org/produkt/qo-100-downconverter-tcxogps/

UpCon6W – 6 Watt UpConverter für QO-100 189,50€

https://shop.amsat-dl.org/produkt/upcon6w-6-watt-upconverter/

QO-100 modifizierter LNB 25,00€

https://shop.amsat-dl.org/produkt/qo-100-modifizierter-lnb/

DD1US 08/2020 41

QO-100 Setup

https://shop.amsat-dl.org/

https://shop.amsat-dl.org/produkt/qo-100-downconverter-tcxogps/

https://shop.amsat-dl.org/produkt/upcon6w-6-watt-upconverter/

https://shop.amsat-dl.org/produkt/qo-100-modifizierter-lnb/

AMSAT-DL QO-100 Portabelsetup

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