österreichische Amateurfunkstation

QO-100 Transverter für ICOM Geräte

Wer zum Thema "wie werde ich auf dem QO-100 QRV" das Internet durchsucht, wird schnell feststellen, es gibt 1000 Wege nach Rom und noch viel mehr zum QO-100.

Es gibt Varianten von voll analog bis voll digital und auch viele Mischvarianten.

Ich bin eher ein Freund von "Standalone" also ohne PC, darum fiel meine Entscheidung auf voll analog. Dazu will ich meinen 

2m/70cm Allmodetransceiver Icom IC-820h verwenden, der ohnehin zu schade ist, um ihn nur für Relaisbetrieb zu verwenden.

Dieser ist bereits mit einer Funktion SAT-Mode ausgestattet, d.h. man kann die beiden VFO´s koppeln. Wenn man am VFO--Knopf dreht, dann laufen beide VFO´s (2m/70) synchron miteinander, also genau das, was ich für den QO-100 brauchen kann.

Meine Anforderungen an die QO-100 Station sind:

  • Anzeige der "echten" Sende und Empfangsfrequenz
  • Standalone (Betrieb ohne PC)
  • Stufenlos einstellbare Ausgangsleistung mit einer Anzeige
  • Möglichst gute Frequenzstabilität auch ohne GPS Stabilisierung
  • Möglichst kostengünstig
  • Nur 1 Parabolantenne zum Senden und zum Empfangen

Meine Entscheidung fiel auf eine "Indoor Variante" des Upconverters wegen der Frequenzstabilität.

Dazu wird aber eine PA benötigt, die zumindestens den Leitungsverlust bis zur Antenne ausgleichen kann.

Ich hab mich für einen Upconverter BU-500 entschieden, da hier die Oszillatorfrequenz von 1050-2700 MHz frei programmierbar ist. Die Software wird mitgeliefert. Der ZF Eingang kann Bereich von 100-1300 MHz liegen, also im 2m, 70cm oder 23cm Band.

Die LO Stabilität ist mit 2,5 ppm (-30° bis +75°C) angegeben und die max. Ausgangsleistung liegt bei etwa 1,5W.

Eine 13cm PA von SG-Labs passt ganz gut dazu. Hier ist eine max. Ausgangsleistung von 17W @24V bei 0,5W Eingang angegeben.

Dazu sind noch Richtkoppler im Ausgang eingebaut die 3,5V @ 20W liefern, die ich zur Anzeige der vor und rücklaufenden Leistung verwenden kann.

So kann ich zusätzlich das SWR der Sendeantenne immer im Auge behalten. Es ist auch noch eine Transistor Ruhestrom Umschaltung eingebaut, die entweder Dauerbetrieb oder PTT an Masse oder PTT an +3...+12V zulässt.

Auf der Hamradio habe ich bereits ein LNB gekauft mit 2ppm  Frequenzstabilität und mit einer LO von etwa 10,057 GHz.  Dies setzt bereits auf das 70cm Band (432MHz) um und hat  den Vorteil, dass man keinen eigenen Downkonverter braucht um in den Tranceiver zu kommen. Es muss nur noch die LNB Versorgungsspannung von 10..14V in die SAT ZF Leitung mittels Bias-T eingekoppelt werden. 

Als Sendeantenne hab ich mich erstmal für eine Planarantenne "POTY" (Patch Of The Year) entschieden und einen Bausatz bei

www.passion-radio.fr gefunden. Also dann, auf zur Bestellung ! Die POTY habe ich schon bekommen.

Bis die restlichen Teile kommen, hab ich schon mal die Parabolantenne montiert. In die Abdeckkappe des LNB habe ich ein 22mm Loch gebohrt damit der Hohlleiter der POTY rein passt. Damit das Ganze in den 40mm Feedhalter passt, habe ich aus einem Kunststoffteil ein Reduzierstück  mit 40mm Aussen- und 22mm Innendurchmesser gedreht. Dieses kommt dann auf den Hohlleiter der POTY und hinten drauf das LNB.

Der POTY auf dem Dualfeed habe ich noch einen Wetterschutz mittels einer runden Frischhaltebox montiert. Das Ganze wurde natürlich noch wasserdicht zusammen geklebt. 

Nach der Montage habe ich natürlich noch die Ausrichtung der Parabolantenne auf maximales Empfangssignal einer Bake des QO-100 eingestellt und die Kabel ins Shack verlegt. Für das Empfangssignal verwende ich ein 75 Ohm TV-Satkabel und für die Sendeseite ein Aircell 7 Kabel mit etwa 10m Länge.


Der Rest ist endlich angekommen, nun gehts dann gleich mal ans ausprobieren.

Als erstes muss die entsprechende Oszillatorfrequenz in den BU-500 geschrieben werden. in meinem Fall verwende ich 144 MHz zum Senden, also muss 2256 MHz in den Konverter geschrieben werden, dies ergibt dann 2400MHz. Die Treiber, die Software und ein Programmierkabel werden mitgeliefert.

Das Programmieren des Oszillators hat lt. Anleitung auf Anhieb ohne Probleme geklappt.

Der Aufbau zeigt eine fliegende Verdrahtung bei ersten Funktionstest erstmal mit dem HF-Ausgang am Spektrumanalyser. So konnte ich schon mal einige Parameter festlegen wie z.B. die Ausgangsleistung des Tranceivers im 2m Band. Die Ausgangsfrequenz ist auch einigermaßen genau. 

Am Tranceiver eingestellte 144,290000 MHz ergeben am Ausgang 2400,290500 MHz. Um diese 500Hz kümmere ich mich später.

Es musste umbedingt eine Begrenzung des HF-Ausganges des Tranceivers her, denn dieser ist nur schaltbar zwischen 5W und 45W.

Mit 5W und einem 10dB Abschwächer wäre zwar die Leistung an den Eingang des BU-500 angepasst, war mir aber doch zu gefährlich, falls ich mal unabsichtlich mit 45W senden sollte. Mit dauerhaft 45W und mit einem 20dB Abschwächer ist auch nicht so gut, da wird der Abschwächer schon ziemlich warm. Also, auf die altbewährte Art -> Regelung mittels ALC. Also hab ich gleich mal eine negative Spannung (lt. Manual 0....-4V) mit dem Labornetzteil am ALC Eingang desTranceivers angelegt, so lässt sich jetzt die Ausgangsleistung Stufenlos regeln.

Ich hab dann einen 15dB Abschwächer gebaut um auf der sicheren Seite zu sein, falls mal die ALC Spannung ausfallen sollte.

Also dann, jetzt steht der ersten Aussendung an der Antenne nichts mehr im Weg.

Erstmal am Web SDR  eine freie Frequenz suchen, die entsprechende Sendefrequenz ausrechnen und dazu die entsprechende Sendefrequenz auf dem 2m Band. Dazu hab ich mir vorübergehend ein Excelformular erstellt.

Beim Senden immer schön darauf achten, dass das selbst ausgesendete Signal am Web SDR nicht viel höher als die Bake ist.

In meinem Fall muss die Sendeleistung am Ausgang etwa 8W sein um am Web SDR ein Signal mit etwas über S9 zu erzeugen.

 Die 10m Aircell 7 Kabel haben bei 2,4 GHz schon eine beachtliche Dämpfung. Aber kein Problem, dank der PA hab ich noch genug Reserve.

Der zweite VFO zum Empfangen am 70cm Band kann an den Baken genau dazugestellt werden. 

Nach ein paar CQ Rufen kam meine erste QO-100 Station aus OE8 zurück. Er hat mir gleich einen sehr guten Rapport gegeben, also scheint mein Aufbau schon mal gut zu funktionieren. Bei weiteren CQ Ruf kam eine Station aus PY zurück und gab mir ebenfalls einen guten Rapport. So, nun war ich sehr zufrieden und das Ganze musste jetzt in ein Gehäuse.

Die PA wurde im Dauer-Ruhestrombetrieb bei längeren Durchgängen schon ziemlich warm, so dass ich auf PTT Betrieb umgestellt habe.  

Jetzt ging es an den Entwurf einer Schaltung für die Frequenzanzeige, ALC Spannungserzeugung und Anzeige der Ausgangsleistung.

Ein Arduino Nano soll diese Dieste übernehmen und auch noch einen Lüfter zur Zwangskühlung der PA steuern.


Nach 2 Wochen Programmierarbeit und vielen Tests und immer wieder Anpassungen ist es nun soweit, dass ich als Prototyp eine Lochrasterplatine verwende um die Steuerung aufzubauen.


Hier eine Ansicht noch ohne Frontplatte und mit geöffneten Abschwächer. Die PA ist rechts am Kühlblech vor dem Lüfter montiert.

Den Upconverter ist absichtlich nicht direkt im Luftstrom um Frequenzinstabilitäten zu vermeiden. Sämtliche interne HF Verbindungen habe ich mit Semirigidleitungen hergestellt. Der ganze Konverter wird mit einem externen 24V Netzteil versorgt. Die DC-Spannungsregler habe ich zur Kühlung links am Blech montiert. Die negative ALC Spannung erzeugt ein DC-DC Wandler. Hinten an der Rückwand ist der Bias-Tee zum einspeisen der LNB Versorgungsspannung eingebaut. Die Versorgungsspannung hängt direkt am LNB und liefert auch bei ausgeschalteten Gerät immer 12V an den LNB. Der LNB braucht sonst etwa 20 min bis die Frequenz stabil ist, so muss man nicht immer vor dem Betrieb "vorglühen" Hi.


Hier ist der Abgriff von den Richtkopplern zu sehen. Für den Kabelauslass habe ich einen schmalen Schlitz in das PA-Gehäuse gefeilt.


Unter dem Kupferblech sitzt ein Temperatursensor LM35CZ der die Temperatur der PA in mV/°C direkt an einen Analogeingang des Arduino übermittelt und entsprechend den Lüfter steuert.


Hier ist bereits die Frontplatte mit dem Display montiert und es wird schon die umgerechnete Sendefrequenz angezeigt. Die CAT Schnittstelle des Tranceivers überträgt die Frequenz des 2m VFO´s an den Arduino.

Mit dem Poti in der Mitte wird die ALC Spannung eingestellt und zum Tranceiver geleitet, so kann die Ausgangsleistung eingestellt werden.


Hier die Anzeige der vor- und rücklaufenden Leistung mit Bargraph. (9 Balken bei FWD bedeuten etwa 8W, 1 Balken bei REF etwa 0,2W)

Also ein VSWR von etwa 1,4.


Und zuletzt noch ein Bild der Rückwand. An der RS 232 Buchse werden die CAT Daten ausgegeben.


Abschliessend hab ich noch ein Board entworfen und das Lochraster-Prototypenboard ersetzt.


So sieht nun mein fertiggestellter QO-100 Transverters aus. 


Wer Interesse am Nachbau hat, dem wünsche ich schon mal gutes Gelingen.

Schaltpläne und Arduinosketch können unter Downloads heruntergeladen werden. 

Boards dazu gibt´s auf Anfrage.

Bei weiteren Fragen, entweder per email oder unter Kontakt.