Comme il est généralement pratiqué, la radio amateur, c’est un peu comme aller à l’épicerie et engager une conversation avec tous ceux que vous rencontrez en parcourant les allées. Sauf que l’épicerie a la taille de la planète, et que chacun apporte son propre caddie, dont certains sont très modifiés et très chers. Et à peu près toutes les conversations portent sur lesdits chariots ou sur l’épicerie elle-même.

Avec cette analogie certes douteuse à l’esprit, si vous n’êtes pas le genre de personne qui engagerait normalement une conversation avec quelqu’un pendant vos achats, vous pourriez penser que vous ne seriez pas un bon choix pour la radio amateur. Mais ce n’est pas parce que c’est ainsi que la plupart des gens exercent leurs privilèges de radio amateur que c’est le seul moyen. L’exploration de quelques-unes des façons les plus populaires d’exploiter les bandes haute fréquence (HF) et de voir ce qui peut être fait avec un budget limité, en termes à la fois de coût de l’équipement et de quantité d’énergie utilisée, est au centre de cette versement du jambon de 50 $. Bienvenue dans le monde de la radio amateur avec microphone en option: modes numériques à faible signal.

Juste un Joe ordinaire

Tout d’abord, permettez-moi de préciser qu’il existe une tonne de modes disponibles pour les titulaires de licences de services de radio amateur qui n’ont pas besoin de parler dans un microphone, revenant directement au début de la radio avec des modes à ondes continues (CW). Frapper des dits et des dahs avec une touche droite est peut-être le mode numérique original, si nous étirons le sens du terme juste un tout petit peu de sa connotation moderne actuelle de transmission et de réception de messages codés à l’aide d’ordinateurs, soit intégrés à la radio ou attachés comme un composant séparé. J’utiliserai cela comme ma définition du «mode numérique» aux fins de cet article.

Mais même avec cette définition plus stricte, il existe toujours un énorme écosystème de modes numériques qui ont surgi au cours de l’histoire de la radio amateur; le désir de communication sans avoir besoin d’être un causeur remonte à loin, semble-t-il. Mais pour cet article, je vais me concentrer sur quelques modes au sein de la famille de modes «signaux faibles», principalement parce que je les trouve fascinants et incroyablement utiles, et je prends vraiment plaisir à voir quels types de contacts sont possibles en utilisant moins d’énergie qu’il n’en faut pour allumer une ampoule LED.

Lorsque vous entrez dans l’espace du signal faible, un nom continue d’apparaître: Joe Taylor (K1JT). Joe est un jambon basé dans le New Jersey, et quand vous commencez à entendre parler de lui, vous pensez qu’il est juste un Joe ordinaire, un jambon de la vieille école qui a mis au point un logiciel intelligent pour rendre les signaux de faible puissance plus faciles à tirer. dans un environnement très bruyant. Et bien que ce soit certainement vrai, il devient rapidement évident que Joe est bien plus que cela. Joseph Hooton Taylor, Jr. a obtenu son doctorat. en astronomie de Harvard en 1968. Il a rejoint la faculté de physique de Princeton en 1980 et a remporté à peu près tous les grands prix de physique et de mathématiques, y compris la médaille Draper, le prix Wolf et en 1993, le prix Nobel de physique.

La magie de WSJT-X

Pour toutes ces nobles réalisations, Joe est à bien des égards un «jambon de jambon», et depuis sa retraite en 2006, il a transformé son expérience considérable dans le traitement numérique du signal vers un ensemble complet de signaux faibles appelé «WSJT», pour «Signaux faibles, Joe Taylor.» En fait, écrit pour la première fois en 2001, le programme a subi une révision et une mise à jour presque constantes par Joe et un groupe de passionnés de modes numériques, avec la dernière incarnation, WSJT-X, qui implémente dix modes numériques différents à faible signal.

Joseph H. Taylor, Jr. (K1JT), Prix Nobel de physique 1993. Source: Nobel.org.

Nous allons sauter une plongée profonde dans les techniques DSP qui sous-tendent WSJT-X – bien que ce soit fascinant et probablement digne d’un article à lui seul – et il suffit de dire que le package implémente diverses méthodes de modulation de modulation par décalage de fréquence multiple (MFSK) , chacun étant optimisé pour fonctionner dans des conditions de propagation différentes. Les dix modes actuellement mis en œuvre couvrent tout, de la propagation ionosphérique à fort bruit à la diffusion troposphérique, avec des modes qui prennent en charge les signaux de rebond sur les pistes d’ionisation des météores ou même l’écoute de vos propres signaux rebondissant sur la Lune.

Même si les modes WSJT-X sont séparés en grandes catégories «rapide» et «lent», selon les normes de réseau modernes, ils sont tous assez lents. Les débits binaires typiques vont d’une douzaine de caractères par seconde à environ 400 bauds. La nature à faible débit de ces modes est entièrement due à la conception; en n’essayant pas d’atteindre des vitesses fulgurantes, WSJT-X fait une utilisation très efficace du spectre. Certains modes n’ont besoin que de quelques hertz de bande passante, le compromis étant que même des messages très courts peuvent prendre plusieurs minutes à transmettre.

Le mode avec lequel j’ai joué le plus récemment, FT8, est un ajout relativement récent à la suite WSJT-X. FT8 a été écrit par Joe Taylor et Steve Franke (K9AN), d’où le «FT» dans le surnom. Le «8» fait référence à «8-FSK», ce qui signifie que le schéma de modulation utilise huit tonalités différentes espacées de 6,25 Hz. Chaque signal FT8 occupe donc 50 Hz, un énorme morceau de bande passante par rapport aux autres modes de signal faible, mais toujours assez compact. Toute cette bande passante supplémentaire signifie que les transmissions FT8 peuvent être beaucoup plus courtes que, disons, une transmission de 30 minutes sur JT9. Cela rend FT8 adapté aux QSO rapides et aux concours, qui sont en quelque sorte le sport de contact de la radio amateur.

Speed ​​Dating pour les jambons

Alors que FT8 est rapide, le compromis est la longueur du message. Chaque transmission FT8 ne code que 75 bits, avec un contrôle de redondance cyclique (CRC) de 12 bits. Cela et le délai d’exécution rapide signifient que la plupart des opérateurs s’appuient sur l’automatisation intégrée à WSJT-X, ainsi que sur des messages standardisés, pour établir leurs contacts FT8.

La configuration de WSJT-X et la préparation d’un émetteur-récepteur pour FT8 dépendent fortement de votre ordinateur et de votre radio. Dans mon cas, j’ai construit un Raspberry Pi 4 dédié pour exécuter mon opération de radio amateur, en utilisant l’excellente image Ham Pi de Dave Slotter (W3DJS). J’ai également essayé d’utiliser l’image tout aussi excellente Build-a-Pi de KM4ACK, mais j’ai eu du mal à faire parler mon émetteur-récepteur Icom IC-7200 à WSJT-X, et plutôt que de consacrer beaucoup de temps au dépannage, j’ai juste essayé la version Ham Pi. Les deux images ont des communautés exceptionnelles qui vous aideront à vous lancer, tout comme WSJT-X, qui a un forum où vous verrez souvent Joe Taylor entrer pour répondre aux questions. Une communauté qui a un lauréat du prix Nobel comme contributeur fréquent est en effet une communauté forte.

La vidéo ci-dessus montre pourquoi j’appelle FT8 «le speed dating de la radio amateur». L’affichage de la cascade en haut montre environ 2500 Hz de bande passante – l’émetteur-récepteur doit être configuré pour permettre une bande de fréquences aussi large que possible jusqu’à WSJT-X (pointe le chapeau à Josh KI6NAZ pour obtenir de l’aide.) L’algorithme FT8 décode à la fois chaque signal FT8 de 50 Hz de large dans la bande passante; cela, avec le fait que chaque transmission dure 15 secondes suivies de 15 secondes d’inactivité, donne l’apparence caractéristique du damier sur l’écran de la cascade.

Le motif en damier caractéristique FT8 se développe sur la cascade WSJT-X. La bande de 40 mètres était plutôt bonne ce soir, mais je n’ai pas pu faire de QSO.

Les messages décodés sont affichés dans la fenêtre gauche de WSJT-X, les opérateurs recherchant généralement des stations appelant CQ. Cliquer sur une entrée dans la fenêtre Activité de la bande démarre une série de messages automatiques, avec WSJT-X saisissant l’émetteur et envoyant un QSO minimal – essentiellement juste les deux indicatifs d’appel, un localisateur carré de la grille et la force du signal reçu. Il est important de noter que les deux côtés de la conversation ne doivent pas être, et ne devraient pas être, sur la même fréquence – la copie de WSJT-X de l’autre opérateur décodera toute la bande passante si elle le peut. Une fois que l’accusé de réception du CQ est reçu par l’autre station, l’échange de messages est entièrement automatique, jusqu’à ce que les 73 derniers soient envoyés et que WSJT-X donne aux deux parties une chance d’enregistrer le QSO.

Depuis que j’ai configuré mon antenne demi-onde à alimentation d’extrémité pour les bandes HF et que WSJT-X est installé, j’ai fait pas mal de contacts. La plupart d’entre eux ont été dans la zone continentale des États-Unis et au Canada, mais j’ai réussi à mettre le Japon sur 30 mètres la semaine dernière, ce qui était un régal. Le fait que je puisse faire tout cela sans prendre une seule fois le microphone, ayant du mal à penser à quelque chose à dire, est une aubaine pour moi, et le fait que WSJT-X soit capable de décoder des signaux qui sont si loin dans le bruit le sol est une prouesse technique enivrante. C’est aussi très agréable de s’asseoir pendant une demi-heure environ avant le dîner et de faire quelques QSO à faible effort sans avoir à investir trop dans le processus.

Comme mentionné, FT8 n’est pas le seul mode à signal faible que Joe Taylor et ses collaborateurs ont intégré à WSJT-X. La prochaine fois sur The 50 $ Ham, nous examinerons le mode WSPR tout aussi addictif et verrons comment vous pouvez réellement travailler sur les bandes HF pour bien moins de 50 $, émetteur inclus.

LAISSER UN COMMENTAIRE

Rédigez votre commentaire !
Entrez votre nom ici