V/U/SHF

Wat is VHF?

Boven 30 MHz

Boven 30 MHz planten de golven zich op een heel andere manier voort dan tot dusver is beschreven. Alleen in de E-laag, voor de 50, 70 en 144 MHz-banden, kunnen zich enige reflecties voordoen. Voor de banden boven 30 MHz is er een ander verschijnsel dat troposferische propagatie wordt genoemd. Boven 1 GHz, en dus ook voor microgolven, planten de golven zich voort in rechte lijnen met weinig reflecties uit de atmosfeer; interessante reflecties kunnen echter worden verkregen van regenwolken, meteoorsporen of vliegtuigen.

Fonie en telegrafie

De enkele zijband (USB), evenals telegrafie (CW), worden gebruikt voor lange-afstandscontacten. Naast line-of-sight propagatie kan in de VHF-UHF-SHF banden worden geëxperimenteerd met specifieke propagatiewijzen.

Frequentiemodulatie (FM)

Frequentiemodulatie (Narrow Band Frequency Modulation) wordt gebruikt om radiokwaliteit te verbeteren. Het bereik is beperkt tot een korte afstand (5 tot 50 km). NBFM wordt hoofdzakelijk gebruikt voor lokale communicatie en voor communicatie via draagbare en mobiele stations, alsmede voor verkeer via relaisstations.

Repeaters

Repeater-stations, ook wel relais genoemd, worden boven op gebouwen, torens of heuvels geïnstalleerd. Zij worden gebruikt om de signalen van draagbare en mobiele stations door te geven en zo hun bereik te vergroten. Het verschil tussen de ontvangstfrequentie van de gebruiker en de uitzendfrequentie van de gebruiker bedraagt -600 kHz voor de 144-146 MHz-band en +1,6 MHz of -7,6 MHz voor de 430-440 MHz-band. Relais worden geactiveerd door een CTCSS-toon over de stem te zenden. Sommige relais moeten worden geactiveerd door een toon van 1750 Hz gedurende 3 seconden. Relais worden geïdentificeerd aan de hand van hun morsecode. In België zijn er verschillende relais. Ze behoren bijna allemaal tot afdelingen van de UBA.

Digitale transmissies

Computers worden steeds belangrijker, ook voor radioamateurs. Daarom experimenteren radioamateurs ook met digitale transmissies voor gegevens, beelden en digitale spraak.

Intussen zijn er andere digitale modulatietechnieken in opkomst die de transmissie van digitale spraak (DV), beelden of gegevens mogelijk maken: DSTAR, C4FM, DMR zijn voorbeelden. Elk systeem biedt niet alleen de mogelijkheid om rechtstreeks contact te leggen of via een repeater (relais), maar ook om stations en relais onderling te verbinden via een RF- of Internet-backbone, waardoor het mogelijk wordt een correspondent aan het andere eind van de wereld te bereiken.

Packet-Radio is een digitaal transmissiesysteem dat gebaseerd is op het AX.25-protocol (vergelijkbaar met X.25). Het maakt transmissies met foutdetectie en -herstel mogelijk. Contacten van toetsenbord tot toetsenbord en overdrachten van computer naar host zijn mogelijk. Er kunnen servers (Bulletin Board System) worden gebruikt, die verbonden zijn met andere BBS'en en berichten over de hele wereld doorsturen. DX-Clusters worden gebruikt door radioamateurs die geïnteresseerd zijn in DX (zie HF-banden) om de aanwezigheid van zeldzame stations, enz. te signaleren. Het Packet Radio-netwerk bestaat uit nodes die informatie verzenden tussen gebruikers op afstand, tussen BBS'en of tussen DX-clusters. Packet Radio combineert twee technologieën: radio en computer.

Het APRS-systeem gebruikt het AX.25-protocol om zijn positie en een aantal gegevens door te geven aan het APRS-netwerk, waar het mogelijk zal zijn de radioamateurs op een kaart te volgen. Het AX.25-protocol wordt ook gebruikt door veel radioamateursatellieten om telemetrie (satellietstatus) over te brengen.

HAM Net

High-speed Amateur Multimedia Network maakt gebruik van soortgelijke technologieën als WiFi, maar dan in de amateurbanden. Hierdoor kunnen digitale gegevens, beelden en spraak met zeer hoge snelheid worden overgedragen en kunnen mesh-netwerken (MESH) tot stand worden gebracht MGM (Machine Generated Mode).

Met de komst van digitale signaalverwerkingstechnieken (DSP) en het feit dat computers steeds krachtiger worden, is het zeer eenvoudig om exotische modulatiemodi te creëren, die zijn geoptimaliseerd voor het verzenden van informatie met een minimum aan energie over lange afstanden en in aanwezigheid van ruis.

Voorbeelden zijn PSK31, JT65, FT441, FT8, FT9, WISPR.

Amateur televisie

ATV of "Amateur Televisie" trekt ook veel aanhangers. Kleurentelevisiebeelden worden uitgewisseld via het 625-lijnensysteem. De gebruikte banden zijn 70 cm (amplitudemodulatie) en 23 cm, 13 cm en 3 cm (frequentiemodulatie).
Het DATV-systeem (Digital ATV) gebruikt soortgelijke modulaties als het DVB-S-systeem om beelden te verzenden.
Er zijn zelfs repeaters die speciaal zijn ontworpen om ATV- en DATV-signalen door te geven.

Soorten VHF- en UHF-propagatie

De propagatiewijzen zijn verschillend van die welke in HF worden gebruikt. In VHF-UHF maken we onderscheid tussen :

• Rechtlijnige voortplanting, d.w.z. visueel, beperkt tot de horizonlijn van de antennes. Dit is de propagatiewijze die lokaal in FM-modus wordt gebruikt, voor directe of relaisverbindingen.
• Tropo: Troposferische propagatie die plaatsvindt onder hoge barometerdruk. In dergelijke omstandigheden kan een inversielaag (van temperatuur en brekingsindex), op een hoogte variërend van 100 tot 2500 meter, een "conduit" vormen die verbindingen van 300 tot 1200 km mogelijk maakt.
• Sporadisch E: Sporadische E-verspreiding die optreedt wanneer deze geïoniseerde laag van de atmosfeer tijdens de zomermaanden verschijnt. Reflecties van deze laag maken contacten tot 2000 km mogelijk, maar deze propagatieomstandigheden zijn zeer kort (< 1 minuut). Het fenomeen is alleen bruikbaar voor de 50 MHz en 144 MHz banden.
• ISP: Er zijn een aantal vreemde fenomenen, zoals "Veld Uitgelijnde Onregelmatigheden". Radioamateurs proberen deze anomalieën te vinden en uit te buiten om over lange afstanden contacten te leggen.
• Meteoorscatter: Wanneer meteorieten de atmosfeer binnendringen, produceren ze hitte en ionisatie. Deze ionisatie veroorzaakt voortplantingsverschijnselen. De openingen zijn zeer kort en variëren van 1 seconde ("ping") tot ongeveer 20 seconden ("burst"). Er zijn 14 meteorenregens geschikt voor deze experimenten, waarvan de belangrijkste de Perseïden (rond 12 augustus), Geminiden (rond 14 december) en Quadrantiden (rond 3 januari) zijn.
• Rainscatter: Wanneer radiogolven een regenwolk raken, wordt een deel van het signaal weerkaatst. Dit verschijnsel maakt het mogelijk verbindingen te maken buiten het gezichtsveld, vooral in de millimeterbanden.
• EME: Een andere opmerkelijke activiteit is de Aarde-Maan-Aarde weerkaatsing. Radiogolven worden zeer sterk gedempt (ongeveer 262dB over 70 cm). Daarom moeten hoge vermogens van 250 tot 1000 watt (eventueel moet een speciale vergunning worden aangevraagd bij het BIPT!), antennes of antenne-arrays met een hoge versterking (26dB of meer) en een zeer ruisarme voorversterker worden gebruikt.

Amateur radio satellieten

Radioamateurs bouwen hun eigen satellieten en laten ze in een baan om de aarde brengen. Deze satellieten zijn uitgerust met transponders die de ontvangen signalen (uplink) opnieuw uitzenden op een andere frequentie (downlink). De gebruikte frequenties liggen in de banden 10 m, 2 m, 70 cm, 23 cm, 13 cm en 3 cm. Sommige satellieten bevinden zich in lage (polaire) banen. Bij elke doorgang moeten de antennes van het station voortdurend opnieuw worden gericht op de satelliet (volgen) met behulp van antennemotoren in azimut en elevatie. Andere satellieten bevinden zich in zeer elliptische banen en maken een lange bedrijfstijd mogelijk.

Microgolven

Microgolven bieden een uitgestrekt gebied voor experimenten waar zelfbouw in zeer grote mate overheerst, aangezien er zeer weinig commerciële apparatuur beschikbaar is. Deze moeilijkheid heeft te maken met het kleine aantal radioamateurs dat zich aan dit aspect van de hobby wijdt. Niettemin vormen µ-golven een opwindend gebied waarop kan worden geëxperimenteerd met striplijnen, golfgeleiders, varactoren, Gunn-dioden, diëlektrische resonatoren, parabolische antennes, loops enz...

Bakens

Bakens worden gebruikt om de hierboven beschreven bijzondere voortplantingsverschijnselen te volgen en te bestuderen.

Het station

Welke uitrusting heb je nodig? Het antwoord op deze vraag hangt af van wat u wilt doen. Veel beginnende radioamateurs (ON3) beginnen met een eenvoudig handapparaat (portofoon) waarmee zij contact kunnen maken met lokale relais.

Voor een nieuwe handheld zult u ongeveer €250 moeten uitgeven. Tweedehands, de helft van deze prijs zou voldoende moeten zijn. Als u voor uw werk veel moet rijden, wilt u misschien een 2m of dual-band "mobiel station". Dan heb je moed nodig om door het dak van je auto te boren (voor de antenne!). Om u daarbij te helpen, moet u bedenken dat u de stoelen, de motor, de banden, enz... verslijt. Waarom dan niet een gaatje maken voor je opwindende hobby? Een mobiele zender kost €400 of meer als hij nieuw is. Een gebruikte in goede staat kost je de helft.

Als u daarentegen DX, tropo, E-sporadics, meteorscatter wilt doen, met satellieten wilt werken, EME wilt doen, hebt u een 2-meter zendontvanger nodig en een 70 cm "all mode" zendontvanger, waarmee u FM, SSB en CW kunt doen, of anders een "dual band" en "all mode" zendontvanger (nieuwprijs vanaf 1000 €). De antennes zullen yagi's met de hoogst mogelijke versterking zijn, gemonteerd op masten die uit de buurt van omringende obstakels moeten blijven.

In de hogere banden is er weinig kant-en-klare commerciële uitrusting. Hier is doe-het-zelf bijna verplicht, hoewel er in de amateurbanden commerciële modules en overschotten om uit te lijnen te vinden zijn.

Er zijn ook SDR (Software Defined Radio) oplossingen. In plaats van voor elk modulatietype nieuwe apparatuur te bouwen, zorgt een eenvoudige generieke SDR-module en software op een PC of tablet voor alles. Om het emodulatietype te wijzigen, wordt de computer gewoon opnieuw geprogrammeerd met nieuwe software. Voor de ontvangst bestrijkt een USB-stick van het type "DVB-T" doorgaans het bereik 60 MHz - 2,1 GHz en kost hij slechts 20 euro. Voor transmissie zijn er ook SDR's.