WSPR - это очень увлекательный вид работы в эфире, где используются радиомаяки для зондирования прохождения, испытания эффективности антенн и QRP аппаратуры. Описанный ниже комплект позволяет принимать сигналы других таких маяков и благодаря этому,  вы  станете полноправным членом всемирной сети радиомаяков малой мощности. Поскольку все участники этой сети обычно регистрируют принятые сигналы на центральном веб-сервере, вы можете достаточно быстро узнать откуда, где и с каким уровнем сигнал был принят любого из радиомаяков мира, а так же увидеть на карте пути распространения радиоволн. Если вы оставили работающий WSPR-приемник без присмотра на какое-то время, занимаясь чем-то другим, вы всегда сможете проверить по базе отчетов сообщения о приеме сигналов маяков на  своей станции. Благодаря наличию такой возможности у вас всегда есть возможность проанализировать исторические данные, оценивая степень влияния различных известных вам факторов на качество приема сигналов маяка.

 

Принцип работы

Сам WSPR использует сигнал с четырех-позиционной частотной манипуляцией (4FSK) с непрерывной фазой, небольшим сдвигом частоты 1.4648 Гц и очень низкой скоростью манипуляции. По неопытности, при прослушивании WSPR частот можно подумать, что в эфире не слышно ни одного модулированного сигнала, кроме шума эфира. Секрет прост - сигнал занимает полосу шириной всего 6 Гц, поэтому очень много станций могут работать WSPR в пределах полосы 200 Гц, не создавая при этом помех друг другу. Каждая передача MEPT-JT длится менее двух минут и начинается в начале каждой четной минуты. Важно, чтобы передатчики и приемники были синхронизированы, поэтому одним из основных слагаемых успешной работы являются правильно установленные часы компьютера. В описанном ниже комплекте синхронизация часов Raspberry Pi осуществляется через интернет службами времени, работающими по протоколу NTP .

Декодирование WSPR сигнала не происходит, если суммарная (на приемной и передающей сторонах) кратковременная (длительность одной WSPR посылки равна 112 сек) нестабильность по частоте превышает 4 Гц. На нижних КВ диапазонах получение указанной стабильности не представляет большой сложности, однако на верхних КВ диапазонах и VHF стандартных решений частотной стабилизации уже недостаточно. Известны различные методы стабилизации опорного генератора с использованием термокомпенсированных (TCXO) и термостабилизированных (OCXO) кварцевых генераторов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В приведенном ниже комплекте применяется TCXO вместо кварцевого генератора на частоту 28.8МГц, установленного в RTL SDR.

 

Описание комплекта

Структура комплекта показана ниже на рисунке. Диапазонный полосовой фильтр вместе с малошумящим усилителем  устанавливается рядом с антенной, питание на усилитель подается по отдельному кабелю. RTL SDR не будет работать, если его вставить прямо в USB порт Raspberry Pi, т.к. он дает очень маленький ток. По этой причине RTL SDR подключается к Raspberry Pi через USB HUB и RTL вставляется в один из разъемов USB HUB с внешним питанием от сети 220В, TCXO устанавливается на отдельную монтажную плату, которая вставляется в один из разъемов USB HUB для механического крепления модуля TCXO. Для питания Raspberry Pi используется источник питания USB HUB. В один из разъемов USB HUB вставляется кабель-переходник USB - miniUSB, второй конец которого вставляется в разъем питания Raspberry Pi. Все рисунки кликабельные для увеличения изображения.

Состав комплекта:

Питание 3.3В модуля  TCXO можно взять с RTL SDR c контакта питания энергонезависимой памяти 24LC16. На плате RTL SDR выпаивается кварц 28.8МГц и на одну из контактных площадок для кварца подается сигнал 28.8МГц с модуля TCXO.

Фото диапазонного фильтра, антенного усилителя и антенны приведены ниже.

 


Программное обеспечение Raspberry Pi записывается на флэшку 16Гб ( желающим вышлю копию в архиве 4Гб ) и содержит Linux Raspbian, драйвера RTL SDR и программу WSPR.

Приём сигналов


WSPR популярен на всех любительских КВ диапазонах, а также 50/70/144МГц. Данные, полученные при помощи сети WSPR, могут быть использованы для определения возможных трасс прохождения сигнала по всему спектру частот, используемых радиолюбителями, прогнозировать открытие прохождения на высокочастотных диапазонах, вплоть до предсказания появления E-спорадического прохождения на диапазонах 6 метров и выше. Все, что для этого необходимо - это достаточное количество радиолюбителей-энтузиастов, разбросанных по всему миру.

Для запуска приема WSPR надо войти в систему в двух терминальных окнах. В одном из окон ввести команду startx и после появления графического окна, запустить  командой WSPR задание через меню run.

В WSPR меню Setup необходимо изменить позывной, координаты (указать свои). Теперь, когда все готово, можно приступить к приему сигналов. Установите в программе WSPR в режим Rx , передивнув ползунок TX в 0 процентов и ждите. С наступлением очередной четной минуты WSPR в правой нижней части окна программы после красного сообщения "waiting" появится зеленое сообщение "receving". Теперь надо запустить в работу RTL SDR, для чего перейдите в свободное терминальное окно и введите ./rtl.sh <enter>. Система готова к работе, возвращайтесь в окно WSPR.

В начале каждой чётной минуты, программа начинает приём сигналов WSRP с эфира (RTL должен быть настроен на частоту WSPR нужного диапазона - смотрите список частот). Не забудьте в программе снять галочку "Idle"!  При этом, в левом нижнем углу программы пишется уровень "RX Noise", с которым программа принимает звуковой сигнал от вашего трансивера. Нужно регулятором уровня в WSPR добиться, чтобы показания стали около 0 - 3дБ. Это тот уровень сигнала, с которым работает WSPR программа.

Дождитесь начала отрисовки "водопада" в окне программы - это может занять до 2-х минут. Это будет означать, что программа принимает сигналы из эфира. Если среди монотонной гаммы "водопада" будут видны явные или не очень явные горизонтальные черточки, то скорее всего это сигналы других WSPR маяков и результы декодирования этих сигналов можно будет увидеть в окне лога в нижней области окна программы. С началом очередной четной минуты WSPR снова начнет прием. После того, как вы убедились, что все работает правильно, можно включить режим автоматической отправки отчетов в базу данных WSPR на сайте WSPRnet.org. Это, пожалуй, основное замечательное свойство программы, которое делает ее не только интересной, но и полезной - позволяет другим операторам быстро узнать где были приняты их сигналы и с каким уровнем, а так же увидеть общую картину прохождения радиоволн в пределах всего земного шара.

Рекомендуемые частоты WSPR:

Диапазон Частота настройки, кГц Рабочие частоты, кГц
160 м 1836.600 1838.000 - 1838.200
80 м 3592.600 3594.000 - 3594.200
60 м 5287.200 5288.600 - 5288.800
40 м 7038.600 7040.000 - 7040.200
30 м 10138.700 10140.100 - 10140.300
20 м 14095.600 14097.000 - 14097.200
17 м 18104.600 18106.000 - 18106.200
15 м 21094.600 21096.000 - 21096.200
12 м 24924.600 24926.000 - 24926.200
10 м 28124.600 28126.000 - 28126.200
6 м 50293.000 50294.400 - 50294.600
2 м 144488.500 144489.900 - 144490.100

Замена изначально установленного на плате RTL кварцевого генератора 28.8 МГц  на TCXO ,  позволила решить проблему с нестабильностью частоты на всех диапазонах, включая диапазон 2м (см. значение колонки Drift).

 

 

 

 

У вас недостатньо прав для коментування