2023年1月8日 星期日

HF APRS test using VARA HF mode on 40 meters band

前言 

2022年底及跨年,我終於作了首次HF APRS的長途車載Tracker測試 (從台北到墾丁),數年前曾測試30米波段PSK63模式,僅到新北市石門區,效果不佳,後來因為車載HF裝備不易,一直沒有再實際裝機測試,這次在40米波段採用了新的 VARA HF 模式。

VARA HF APRS igate/tracker預測試:

首先感謝BX4ACP協助和我先預先測試igate軟體配合VARA HF kiss mode是否可正常運作為iGate (接收tracker的beacon並上傳APRS server),BX4ACP使用YAAC作為iGate,而我則使用我的固定電台跑APRSIS/32當作tracker發送aprs packets,我們約定測試使用的頻率為 7.130 Mhz USB,測試結果良好沒問題。

其中發現VARA HF kiss mode中 PTT對 ICOM無線電機CIV控制PTT的部分沒有作用,無法PTT無線電機發射,這可能是程式Bug,後來解決方式為另安裝CAT7200程式及虛擬com port,無線電機CIV PTT交給CAT7200,而VARA HF中設定PTT為虛擬com port (CAT7200也是其他沒有寫CIV控制ICOM機器PTT的軟體配套的解決使用方式)。

而我正式要裝在車上的是Kenwood無線電機及SignaLink介面,該介面內含音效卡輸出入,PTT控制為SignaLink的 Vox電路,因此VARA HF kiss ptt直接設定Vox即可,無需另安裝程式。

車載tracker準備 :

接下來就是車載tracker的準備,使用設備如下:

  • 收發機:Kenwood TS-480Hx 
  • Tuner:mAT-125
  • 數位模式介面:SignaLink

(上述為我的SOTA QRO設備直接拿來測試使用)

  • 40米波車天線:COMET CA-HV(HF及VHF),FLY MAHF-40 (HF單頻)
  • 車天線座:COMET CMT-650



  • GPS:Holux m-241
  • 電腦:Apple Macbook Air 跑 Parallels虛擬機執行Windows 7 (VARA HF modem僅有windows平台版本)
  • 軟體:VARA HF modem + APRSIS/32
  • 電源:20AH 磷酸鋰鐵電池

設置說明:

Comet CMT-650天線座的設計為架設在車輛外部救援拖車環上,不過現在新的車子為了美觀有的拖車環是另外附的螺栓式,要使用時才裝上,而不是舊式車子直接銲接固定死,所以這個天線座要裝在新的車子可能有些不適用,,而我的車子因為有裝拖車球架,所以天線座是利用這個架子的螺栓一起鎖在車體上,Cable線由車後方行李箱底部穿進行李箱,因為天線座鎖在車體上,所以我並沒有額外再拉地網線,未來有機會再試試增加地網線的效果如何。

HF車天線部分,我現有的有一組COMET CA-HV,但它額定承受功率為100W SSB,考量我的無線電機有發射更高功率的能力,所以和無線電同好詢問適合近200W發射功率的天線推薦,得到回應是:

Diamond HF40CL (長220 cm重590 g), 

Diamond HF40FX (長140 cm重270 g), 

Diamond MD200 + MDC40HX (長 200 cm重1000 g) 

都是可考慮的選擇。

在架好Comet CMT-650 和拉好cable線後,我先使用自己的Comet CA-HV測試,才發現Comet CMT-650 與一般的天線座不相同,因它內含的支撐桿有地網效果,因此會讓一般設計的HF天線諧振頻率降低1-2Mhz,普通的天線頻率調整範圍不足以調整至欲使用的頻率,只得破壞性切割天線振子單元長度,並不適合使用借用來的天線來測試。

最後我採用的是自有的Comet CA-HV 和新購台灣製40米波段單頻車天線FLY MAHF-40 (設計相似COMET HFB-40) (長156 cm重約300 g),直接切割天線不銹鋼絲長度調整到 7.130 Mhz。

COMET CA-HV 7.130 Mhz SWR: 1.9 , Bandwidth: 15khz (SWR:2)

FLY MAHF-40 7.130 Mhz SWR: 1.3, Bandwidth: 30khz (SWR:2)

無線電機發射功率:18W (最高僅18W懷疑是20AH鋰鐵電池的問題,尚待查證)

測試方式:

Tracker:BX2AI-14,車子開動前,開啟與連接放在行李箱的無線電機、筆電、Tuner及GPS,程式設定為smart beacon,其餘在行駛中皆不調整更動 (也無法更動)。

iGate:BX2AI-1,20米長 4波段(7 Mhz, 14 Mhz, 21 Mhz和28 Mhz) EFHW天線,水平架設離地高約6-8米。

iGate友站:感謝BX4ACP-5,BX2AHP-11 臨時設立的iGate協助接收測試。

行駛中的監看:BX2AI-5,4G行動網路Andriod車用導航影音 + APRSdroid,最近或附近的aprs站台packet會列表顯示在螢幕上,由此我可即時知道BX2AI-14的封包是否有被傳到aprs server上。

測試結果:

2022/12/29 台北-高雄來回 , 使用 COMET CA-HV天線,aprs.fi網站顯示軌跡圖如下:





2023/01/02 墾丁-台北,使用FLY MAHF-40天線,aprs.fi網站顯示軌跡圖如下:






測試心得:

在行駛中smart beacon大約1分鐘會發一次beacon,測試結果十分不錯,從南到北差不多有9成以上的成功接收解碼率,比較可惜的是友站使用的是SDR來接收,所以時延較長,幾乎都是 BX2AI-1 igate接收上傳,不過還是零星可看到在全台不同的地點,有友站接收上傳。

雖然我的Tracker因尚來不及克服的問題,僅能以不到20W發射,但結果已經令人滿意,比預期要好很多。

兩隻天線效果以HF APRS來說感覺差不多,iGate接收解碼率相當,惟實際的訊號強度因沒有即時紀錄無法對比。

1/2墾丁回程的後半段,因計畫避開連假收假北上塞車,我晚間快10點才從高雄北上,中部北上路段beacon未被接收,後來檢查發現使用電池供電的Tuner不知何時已沒電了,所以不知是Tuner未工作造成天線發射效率變差,或是夜間傳播變差。測試時有多重影響因素,要待下回再驗證了。

未來工作:

  • 完成車載 HF APRS設備,常設設備。
  • 測試不同的天線效果。
  • 測試30米波段。




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