Коллеги, вашему вниманию хочу предложить необычное использование маяка на УКВ частотах, в качестве многофункционального устройства. Наверняка вы слышали уже о проекте FMT, который запущен как соревнование среди радиолюбителей.
В данном же случае, такой маяк представляет из себя полезный инструмент, который обеспечивает возможность калибровки различного радиотехнического оборудования. В случае развития проекта FMT, такие маяки в будущем, позволят осуществить доступность к точным сигналам, позволят на новом качественном уровне подойти радиолюбительской общественности к практической реализации своих новых знаний.
Это может в итоге выражаться конечно-же и в состязательной спортивной составляющей.
Приведу описание такого маяка, с моего сайта, посвященному FMT.
В г.Уссурийск — работает маяк на частоте 144.950 000 МГц. Мощность излучения составляет 3 Ватта.
QTH Locator: PN53xt
Излучается частотно-модулированный сигнал длительностью 100ms с периодом 1PPS. Частота заполнения импульсов ровно 1000 Гц. Секундный фронт сформированного радиоимпульса привязан к единому глобальному времени UTC.
Временное отклонение такого радиоимпульса принятым любым аналоговым УКВ приемником — не более 0.3 мс, относительно глобального 1PPS.
Столь малая величина погрешностей обеспечивается применением специального коммутатора звуковой частоты в модуляторе передатчика.
Один раз в три минуты звучит телеграфный сигнал опознавания — CQ FMT de RU0LL k.
Задача данных сигналов — дать возможность привязки локальных измерителей к особо точному глобальному сигналу 1PPS по УКВ каналу. Данный сигнал, например, может напрямую применяться в синхронизации измерительных приборов при определении расстояний до станций точного времени на КВ диапазоне.
Сигнал маяка может применяться для калибровки различного измерительного оборудования и исследований. Например, калибровка любого частотомера может производиться по такому УКВ каналу с большой точностью. Используйте при этом режим компаратора, режим измерения отношений частот по двум входным каналам частотомера, один из которых 1PPS.
При использовании современных УКВ приемников и радиостанций необходимо учитывать неизбежную задержку, которая возникает в результате сложного процесса модуляции-демодуляции частот.
Радиостанции с цифровыми трактами имеют задержку прохождения сигналов многие десятки и сотни миллисекунд, что ставит под сомнение применение их в задачах FMT.
В любом случае, радиостанцию желательно измерить индивидуально и выяснить эту задержку. В дальнейшем её можно будет учитывать как поправку при особо точных измерениях.
Теперь рассмотрим как аппаратно реализован маяк.
В ходе многочисленных исследований было отброшено большое количество типов радиостанций по разным критериям. Выбор был сделан в пользу передатчика радиостанции Kenwood TK-768G.
Данная модель удовлетворяла в первую очередь своим прекрасным синтезатором частоты, который позволил получить точность формирования выходных частот лучше одного Герца.
Такая точность передачи была достигнута благодаря синхронизации внутреннего опорного генератора радиостанции к сигналам опорной частоты получаемых непосредственно от спутников навигационных систем. Сокращенную блок-схему можно посмотреть ниже.
Рисую от руки, извиняйте, зато оригинал :)
На борту радиостанции применён опорный генератор Х1 TCXO на частоту 16.8 МГц. Методом деления частоты на 1680, получаем частоту 10КГц. Подаем этот сигнал на фазовый детектор PD. На второй вход PD подаем сигнал 10КГц напрямую от навигационного приемника, который сам непосредственно формирует данную прецизионную частоту. Проходя после фазового детектора через фильтр низкой частоты с небольшим временем интеграции, подаем напряжение VCO прямо на опорный генератор радиостанции.
В результате прямых измерений выходной частоты радиостанции, были получены значения, удовлетворяющие критериям передающей станции FMT. Точность частоты измеренная синхронизированным с GPSDO частотомером Ч3-63 - соответствует значению 144.950 000 МГц.
Рассмотрим узел формирования сигналов маяка и модуляцию передатчика. 
Была выбрана схема коммутации сигналов на основе коммутатора CD4066. Данный метод позволил минимизировать задержки прохождения сигналов через ключи до значений значительно меньше микросекунды.
На входе модулятора имеются четыре основных сигнала. 1PPS, 1000 Гц, сигнал опознавания маяка in_CW_mod и PTT. Алгоритм включения последовательностей задан микроконтроллером PIC 16F84, но который не участвует в цепях прохождения и формирования основного сигнала 1PPS.
И тем не менее, сигнал имел бы задержанный отклик измеряемый на стороне приемного устройства, в сумме достигающий около 470 мкс относительно 1PPS.
Эта задержка вызвана переходными процессами в самом ЧМ модуляторе передатчика, в самом начале процесса формирования девиации.
В данном измерении, в качестве эталонного приемника, использовался сервисный прибор Motorola 2550.
Однако такая паразитная задержка в маяке RU0LL компенсируется программированием непосредственно модуля приемника GNSS таким образом, чтобы формирование основного сигнала 1 PPS, привязанного к единому времени UTC, происходило с опережением на эти самые 470 мкс. Таким образом мы имеем на выходе передатчика маяка - сформированный сигнал с минимальным отклонением импульсов 1PPS не превышающих единиц микросекунд от абсолютного значения времени UTC.
Это измерение проводилось прибором HP 54100D, методом прямого сличения импульсов на выходе дискриминатора УКВ приемника и оригинального импульса 1PPS взятого с независимого приемника GNSS.
Модернизация опорного генератора передатчика.
Доработки минимальны. Добавлен эммитерный повторитель и два коаксиальных кабеля. По одному снимается 16.8МГц на делитель, по второму подается VCO напряжение коррекции.
В алюминиевом экране сверху, просверлены два отверстия для вывода коаксиальных кабелей. Крышка-экран устанавливается на место обязательно.
Модулятор передатчика маяка.
Микроконтроллер
Компаратор
Коммутатор
Схема балансировки уровней девиации
Схема сброса PTT.
ФАПЧ CD4046 с интегратором
Делитель на 1680 (193ИЕ2, 564ИЕ15)
Схема формирования частоты 1000 Гц (метод синхронного деления из основной опорной частоты).
Трансформаторный блок питания с линейными стабилизаторами аналого-цифровой схемы маяка. 
ЗаключениеНадеюсь данная информация будет полезна для исследователей, которые на практике готовы применять и совершенствовать свои радиотехнические навыки.
Наверняка среди читателей есть коллеги, которые заинтересовавшись данным направлением, готовы на своих местах подключиться к проекту FMT.
Приглашаю вас к обсуждению этого большого направления, в конструктивном ключе, в котором УКВ может занять своё важное прикладное место, обеспечивая локальных потребителей полезными и точными сигналами.
73! Alex RU0LL |
Статьи 
