UWB och amatörradio

M

M0DFI

Well-Known Member
Gent's,

Alla synpunkter emottages utan protester...

Jag har precis avslutat ( och leverarat ) en liten handhållen "universal" UWB radar och kunden valde att inte behålla copyright på designen.

Jag fick då iden om att göra en liten UWB handapparat RX/TX på vårt 1296 band. Den kan ändras till 2m eller "whatever" genom att byta bandpass filter men funkar bäst på 2.3 eller 5.8GHz där antennen blir liten.
Räckvidden blir naturligtvis bättre på låga frekvenser och man kan för all del använda vilka frekvenser som helst eftersom ingen bärvåg genereras.


Frågan är nu vad lagens bokstav säger om att använda UWB.

Signalen är näst intill omöjlig att avlyssna samt mycklet svår att störa. Jag sänder inte många pW/Hz samt sändaren avger ingen bärvåg. Jag antar att FRA & Co kommer att få hysteriska anfall om för många bygger liknande prylar.

Det är "lätt" att lägga till en identifiering så att man kan definiera ett aktivitets center eller snarare ett aktivitets ID.
Det finns ingen kanal indelning eller något liknande.

Frekvens täckning styrs helt och hållet av ett lämpligt bandpass filter. Flera RX/TX apparater stör inte varandra även om de är nära varandra eller till och med är kopplade till samma antenn.

Jag kan få rejäl räckvidd genom att köra hög pulseffekt.

Det finns inget digitalt protokoll som någon patenterat. En del design concept är patenterade men brukar vara ok att använda för hobby bruk.
En RX/TX burk kostar någon hundring att bygga.
AM är default modulation.
G3RUH eller annat TON MODULERAT data funkar "out of the box".

Eftersom ingen bärvåg används kan man troligtvis koppla till ett vanligt ADSL ( helst DSL ) modem om man har tillräckligt högt frekvensspektra och bandvidd. Samt en högre UWB pulsfrekvens om minst 2 ggr max ton ( Nyqvist )

Jag har ett oanvänt ADSL modem någonstans. jag skall koppla på oscilloskåpet och kolla lite.

Eftersom ett stort spektrum kan användas så kan en viss "propagation guarantee" förutses.

Det var fördelarna...

Nu till nackdelarna.

Hela amatör bandet används samtidigt. Alltifrån CW delen till övre bandstop ( skarpa filter är svåra att tillverka ). Signalen ligger visserligen under normala mottagers brusnivå och kan inte detekteras.


Vad tror vi om lagligheten och framför allt, är det av intresse för amatörradio?

Om det finns seriöst intresse samt att lagligheten blir utredd, då skall jag försöka placera designen i public domain.

Själv blir jag alldeles rasande när man tar fram patenterade digitala amatörradio moder.-...

Synpunkter synpunkter.............................
 
Last edited:
sm7czr said:
Jag blev lite nyfiken och hittade lite info på Wikipedia. Personligen blev jag inte så imponerad. Framför allt inte som radioamatör.

Ultra Wideband - Wikipedia

/Ingvar
Click to expand...

Håller med dig. Artikeln på WIKI sidan var ganska usel. Begreppet UWB verkar vara nedsmittat av PC världen utan förankring till RF och radio. UWB ses av många som ett alternativ till WiFi och ett nytt USB utan kablar. Hastigheter runt 500 mbit/s är inte så svårt att uppnå. Om man driver UWB boxen med mikroWatt så är 10-30m rimligt men om du pulsar med 1 till legal limit Watt så får du en god räckvidd. En UWB markpenetrerande radar i ett flygplan klarar ett par meter i i jord plus höjden över marken, reflekterat! Det blir en massa dämpning.

Den handhållna markradarn jag gjort för att ersätta minsökare eller metall sökare, klarar av att hitta det mesta i marken, även plastmaterial. Dessutom ser det ut som om man går med en kalkylator och knappar på, ingen typisk metall detektor.

UWB är en teknologi som vi väljer av flera skäl:

Den är näst intill omöjlig att avlyssna - samtidigt som den är hyfsat immun mot störningar. Man måste störa ut större delen av stationens totala bandbredd inna störningar blir besvärande.

Man kan köra höga effekter utan att grannarna störs... viktigt för oss här i England.

Modulationen bör vara något derivat av AM. Eftersom det inte finns någon bärvåg...

Jag hade ett gammalt Manchester modem jag testade med och det funkade rakt av.


//Dan, M0DFI
 
Last edited:
Allt "nytt" är intressant, för min egen del tycker jag det intressantaste är att försöka förstå hur trafiksättet fungerar. Att sedan bygga en sändare/mottagare som (vad jag har förstått) inte klarar så många meter är väl inte lika motiverande.

Men jag har just fått lära mig att det finns ett trafiksätt som heter UWB, så nu ska jag bara försöka hitta mer information om hur det fungerar. :)

/Anders
 
sa3ajf said:
Allt "nytt" är intressant, för min egen del tycker jag det intressantaste är att försöka förstå hur trafiksättet fungerar. Att sedan bygga en sändare/mottagare som (vad jag har förstått) inte klarar så många meter är väl inte lika motiverande.

Men jag har just fått lära mig att det finns ett trafiksätt som heter UWB, så nu ska jag bara försöka hitta mer information om hur det fungerar. :)

/Anders
Click to expand...

En transceiver du bygger för en hundring klarar vad en 2m handapparat med 0.5W ifråga om räckvidd.

Räckvidden är inget problem. Problemet har varit att man har tittat primärt på att använda UWB för korta avstånd, att ersätta USB kablage.
UWB radar används för att titta över horisonten så rent tekniskt, räckvidden blir vad du gör den till ( med naturliga begränsningar pg av vågutbredning förstås ).

Jag kan mycket väl tänka mig att det finns folk som kommer att köra EME med prylarna...

Den stora och viktiga frågan är: Är det lagligt? Är det tillåtet enligt PTS regler etc etc.

Om det är laglight, vilka begränsningar skall vi anpassa oss till och är det av intresse för amatörradio bruk.

En STOR fördel är att det inte finns färdiga prylar att köpa ( ännu? ) så den lille radioamatören måste investera i en lödpenna...... YESSSSS!

//Dan, M0DFI
 
Jag försökte googla lite snabbt om UWB, men hittade inte så mycket, och resultaten jag fann verkar inte överensstämma med resonemanget här (Det är naturligtvis jag som är lite trög....).

Först kan man väl konstatera att den stora bandbredden gör det omöjligt på amatörbanden.

För "vanliga" radiomottagare så skall tydligen störningarna vara beroende av mottagarens bandbredd. Är bandbredden mindre än pulsfrekvensen (det gäller ju alla amatörradiomottagare) så skall signalen detekteras ungefär som vitt brus. Detta borde ju innebära att man i praktiken höjer bakgrundsbruset på hela bandet när man sänder?

Tanken att köra EME med detta gör mig lite förbryllad. För EME gäller det ju att ju mindre bandbredd, desto bättre "S/N-ratio". I det här fallet har man ju en väldigt stor bandbredd. Visserligen kan man enkelt få hög pulseffekt, men det kan ju knappast kompensera bandbredden?
 
M0DFI said:
Den handhållna markradarn jag gjort för att ersätta minsökare eller metall sökare, klarar av att hitta det mesta i marken, även plastmaterial. Dessutom ser det ut som om man går med en kalkylator och knappar på, ingen typisk metall detektor.
Click to expand...

Hej
Det här låter kul!
Jag ser ett klart användningsområde när det är dags att sätta upp nästa mast.
Om det är enkelt att se var under åkerns yta det finns berg eller en stor sten är det mycket lättare att resa master.

I dagsläget använder jag en stålstång och slägga ;=). Har på detta sätt hittat en stor sten eller toppen på ett berg, det visar sig vilket när det blir varmare.

73 de sm7ntj Lorentz
 
Först kan man väl konstatera att den stora bandbredden gör det omöjligt på amatörbanden.


>>Njae. Du kan använda skarpa filter för att bara sända på de frekvenser du önskar men >du tappar energi - vilket får kompenseras på annat sätt.

För "vanliga" radiomottagare så skall tydligen störningarna vara beroende av mottagarens bandbredd. Är bandbredden mindre än pulsfrekvensen (det gäller ju alla amatörradiomottagare) så skall signalen detekteras ungefär som vitt brus. Detta borde ju innebära att man i praktiken höjer bakgrundsbruset på hela bandet när man sänder?

>>Du använder en samplande mottagare, för enkelhetens skull - en sorts SDR.


Tanken att köra EME med detta gör mig lite förbryllad. För EME gäller det ju att ju mindre bandbredd, desto bättre "S/N-ratio". I det här fallet har man ju en väldigt stor bandbredd. Visserligen kan man enkelt få hög pulseffekt, men det kan ju knappast kompensera bandbredden?

>>Du tänker i bärvåg. En samplande mottagare har en känslighet som beror på hur >>många samples du samlar in. En annan vanlig tankevurpa är att tänka på systemet som >>avstämt på frekvens. UWB skall ses som avstämt i tid. Du "bygger" ett bättre S/N ratio >>genom att sampla mera...

>>UWB utrustning kan användas i applikationer med lite uteffekt för att mottagar >>känsligheten är hög.

>>Jag misstänker att du har högre sannolikhet för EME med ett UWB system då du annars >>bara använder en frekvens för kommunikationen när UWB använder allt ifrån tiotals >>mer till miljontals mer.

>>Om du vill nå längre men inte störa mera, öka effekten OCH den tillåtna bandbredden.


//Dan, M0DFI
 
Huvudargumentet mot UWB för "långdistanskommunikation" som t.ex EME är att transmissionskanalen är dispersiv, alltså att den ändrar sig i både fas- och amplituddomänen över tiden.

UWB-konceptet bygger på att koda signalen med korta pulser som uppträder inom ett stort frekvensområde (flera 10-potenser större än datatakten). Detta är en av metoderna att kanalkoda en basbandsignal så att man närmar sig Shannon-gränsen av överföringskapacitet för en given signalenergi och bandbredd.

Ett av kraven för att Shannons kapacitetsmodell ska "gå i hop" är att pulsernas form behöver behållas efter färden genom transmissionskanalen så att det blir möjligt att avkoda dem korrekt.

Man brukar tala om "koherensbandbredd" som är det frekvensutrymme som en given radiokanal medger innan pulsformen hos signalerna börjar påverkas.

"Line-of-sight"-förbindelser på UHF och uppåt har flera hundra MHz koherensbandbredd, förbindelser över horisonten på VHF/UHF något 10-tal MHz, rymdvåg på HF på sin höjd 100 kHz, och EME-kanalen någon kHz.

Detta motsvarar i tur och ordning pulslängder på enstaka nanosekunder, 100-tals nanosekunder,
10-tals mikrosekunder och slutligen någon millisekund.

UWB-system är alltså bara praktiska när det gäller "line-of-sight" förbindelser på höga frekvenser, i varje fall med de sändareffekter, både medeleffekt och toppeffekt, som kan anses vara praktiskt realiserbara för radioamatörer.

UWB-system för amatörradio hos vilka 99% av signalens totala energi håller sig inom bandgränserna är sannolikt tillåtna både enligt PTS- och ITU-regler.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Last edited:
UWB-system är alltså bara praktiska när det gäller "line-of-sight" förbindelser på höga frekvenser, i varje fall med de sändareffekter, både medeleffekt och toppeffekt, som kan anses vara praktiskt realiserbara för radioamatörer.

//Höga pulseffekter är synnerligen realiserbara för amatörer.



///

Först ett litet tillrättaläggande.

När UWB användes för digital modulation är den ofta lämplig för "over the horizon" trafik. Man kan inte arbeta med konceptet "transmissionskanalen" då den "by definition" ändrar sig i tidsdomänen. Hela UWB konceptet handlar om tidsdomänen. Fas skift? Naturligtvis, eftersom den använda frekvensens max och min kan vara avsevärda Hertz ifrån varandra så kan fasskiftet upplevas som problematiskt. Man kan därför inte använda alla typer av modulation.

De utrustningar jag har jobbat med har synnerligen rejäla puls effekter och uppvisar rejäla räckvidder, även på lägre frekvenser. Om man t.ex bygger en markpenetrerande UWB radar så startar frekvensbandet redan några MHz upp. Detta för att uppnå max markpenetration mewdan en UWB radar för medicinskt bruk jobbar inom milliWatt området.

Det gäller att man kan sampla så många som möjligt av de utsända pulserna eller snarare "slices of the spectra" så att en intelligent demodulator kan återskapa tillräckligt mycket av signalens innehåll så att ursprungsinnehållet kan återskapas. Ju fler samplings data över en större bandbredd du har ökar chansen att lyckas med detta.

Line of sight? Nej, UWB lämpar sig väl för "over the horizon" kommunikation så länge vi kan placera en ID marker på varje puls.

*Fundera gärna på varför UWB ibland fungerar bättre än VHF/UHF single frequency kommunikation över horisonten.


UWB-system för amatörradio hos vilka 99% av signalens totala energi håller sig inom bandgränserna är sannolikt tillåtna både enligt PTS- och ITU-regler.

//Det öppnar i varje fall möjligheten att experimentera.

Jag skulle tro att UWB skulle kunna vara ett alternativ till VHF och UHF punkt till punkt kommunikation men att det torde vara aningen avigt att bygga en repeater för applikationen.


Jag skall lägga undan UWB fundringen och ruva lite till på den om inget direkt behov poppar upp.

Jag skall nog skriva ett brev till OfCom och fråga.

Nog om detta ämne tills vidare.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top