Некоторые особенности WSPR & SDR [features]

В данной заметке рассмотрю некоторые особенности работы с сигналами WSPR, принимаемыми на SDR приемник типа ZetaSDR, подключенный к звуковой карте.

Первая особенность: при работе с WSPR у вас нет шансов, быть принятым на высших гармониках сигнала. Сообщество WSPRnet распределило частоты таким образом, чтобы диапазоны WSPR не пересекались для гармоник. Приведу пример сначала для телеграфа, если сигнал CW на 7030 кГц, то вторая гармоника будет на 14060, что может быть зафиксировано как оператором, так и автоматом. Если же мы посмотрим на центральную частоту WSPR для 40М диапазона: 7040.100 кГц, то вторая гармоника будет на 14080.200, а полоса приема WSPR 14097...14097.2 кГц, т.е. не попадаем. Но это еще не всё, сообщение WSPR кодируется четыремя частотами, и каждая возрастет в 2 раза. Соотношение между частотами нарушится, и спектр сигнала расширится. Для примера я настроил приемник принимать вторую гармонику сигнала WSPR. В режиме USB я ставлю частоту приема, ниже на 1500 Гц, чем частота второй гармоники WSPR.

Декодирование невозможно.

Вторая особенность: Декодировать зеркальный набор частот невозможно.
Этот опыт проводился с приемником ZetaSDR-M. С использованием режима I/Q для программы WSPR.
Здесь и далее:
Flo - частота опорного осциллятора в SDR;
Fwspr - частота сигнала WSPR;
Fz - зеркальная частота сигнала WSPR;
Fdial - частота настройки WSPR программы;
Fiq -  смещение частоты Fdial относительно частоты Flo (Fdial-Flo);
dF - модуль смещения частоты WSPR относительно Flo;

В моем случае частота Flo = 10125600 Гц;
Fdial=10138700 Гц;
Fiq = Fdial-Flo=13100 Гц;
dF = |Flo - Fwspr | = |10125600-10140200| = 14600 Гц
Fz = Flo - dF = 10111000 Гц
FdialZ = 10111000-1500 Гц = 10109500 Гц; частота настройки программы для приема "зеркального отображения частот"
Fiq = FdialZ-Flo = -16100 Гц

Как видим - прием невозможен, т.к. программа считает старшую частоту младшей при такой настройке.
Не стоит путать рассмотренный пример с выбором I/Q = Left/Right в настройках программы. При неправильном выборе программа рассматривает зеркальный канал как основной, при этом соотношение частот старщий/младший не нарушается. Декодирование возможно, но сам сигнал ослаблен со степенью подавления зеркального канала в SDR - приемнике.

Немного о подстройке программы. Настраиваем по эталонному генератору или трансиверу.
Устанавливаем центральную частоту WSPR например 10140.2 кГц проводим генерацию на согласованную нагрузку. Около 10 секунд, и смотрим где отобразится сигнал в окне программы, выше или ниже центра водопада.
Далее возможны варианты:

Пусть Flo больше чем частоты wspr.
Значит Fiq имеет отрицательное значение.
Fig=Fwspr dial - Flo (Герц)
Если на экране приема  сигналы идут выше номинала,
значит сдвигаем  Fig в сторону увеличения
Например ошибка +50 Гц
Значит Fig
(было -19500 стало -19450)


Для случая с положительным Fiq
Если на экране приема  сигналы идут выше номинала,
значит сдвигаем  Fig в сторону увеличения
Например ошибка +10Гц
Значит Fiq
(было 13100 стало 13110)

Поясняющий рисунок:

(Здесь Fig=Fiq)

О дальности:
Дальность передачи больше зависит от ионосферы, чем от передатчика.
Однако цифры впечатляют. Так 17.11.2018 сигнал  с мощностью около 0.2 Вт от моего маячка был принят в Антарктиде, дистанция 14534 км, 45155,05 миль на ватт! Такое прохождение наблюдалось несколько дней с 23 до 05 по Москве, а потом прекратилось.

Сам сигнал формируемый SI5351 выглядит на осциллографе так:

А так на выходе усилителя с BS170 с П-фильтром и нагрузкой 50 Ом:

Vrms в разных подходах изменялось от 2.88 В до 3.59 В. Следовательно на нагрузке 50 Ом выделялась мощность от 165 мВт до 257 мВт.

Возможно запускать сразу два скиммера - CW и WSPR на одном компьютере, если ресурсов хватает. На моем примере - Пентиум 3 ГГц и 512 Мб памяти, загрузка 30-50% при приеме, и 90%-100% в моменты декодирования WSPR.

Лавриненков Игорь / R2AJA

связь:
lis-soft * at * rambler.ru