Alexandru Stăncescu -YO9HH, Iulie 2019, Ploiești

Autor: Andrei, YO9GAR

         Între 2016-2018 am avut onoarea de a-i fi alături lui Alexandru Stăncescu, YO9HH (SK 2020) la realizarea unui proiect care avea să devină ultimul său proiect de anvergură, o adevărată aventură tehnică și punctul culminant al activității sale de o viață  în domeniul comunicațiilor radio – realizarea unei stații capabile de legături prin reflexie pe lună. În materialul de față îmi propun să redau  nu doar momentele principale ale acestei aventuri, rezultatele căreia au fost modeste în comparație cu cele realizate de colegii mai avansați în acest domeniu, dar și câte ceva din detaliile tehnice ale echipamentului realizat de YO9HH, care poate vor fi utile celor care își propun să abordeze acest tip de legături cu echipamente “home-made”.  Le suntem recunoscători colegilor care, sub o formă sau alta, au contribuit la realizarea acestui proiect – prin materialele publicate sau prin sprijinul direct sau indirect pe care ni l-au acordat de-a lungul anilor.

Trebuie spus de la început că pe tot parcursul acestui proiect, nu am avut nici un moment intenția de a documenta proiectul și cu atât mai puțin de a publica, pe internet sau prin orice alt mediu, și ca atare nu am înregistrat, filmat, ori fotografiat. Puținele fotografii pe care le-am găsit din acea perioadă și pe care le veți vedea mai jos au fost făcute cu alte scopuri, iar în unele din ele obiectul de interes apare pur și simplu din întâmplare – s-a nimerit să fie în cadru. Preocuparea de bază, atunci, era “să ne auzim pe lună”, alte considerații erau irelevante. Ideea de a scrie acest material a venit mult mai târziu, după ce Dl. Stăncescu a devenit SK. Atunci, desigur, am regretat că nu am avut inspirația de a face mai multe fotografii sau de a copia logurile, QSL-urile și alte materiale la care aveam acces atunci dar la care nu mai am acces acum.

De la idee la rezultat drumul este lung și dificil. Primul meu contact cu problema a avut loc în îndepărtații ani 90, în atelierul lui YO9HH, care atunci locuia încă în orașul Băicoi, județul Prahova. Sursa a fost unul din nenumăratele articole din biblioteca vastă, impresionantă pe care el o colecționase la Băicoi de-a lungul anilor, și care conținea nu numai cărți și reviste de specialitate, dar și zeci și zeci de dosare cu articole fotocopiate din revistele străine, dificil de obținut pe atunci, și catalogate cu grijă pe subiect – de la surse de alimentare, receptoare, sinteze de frecvență, amplificatoare, automatizări, aparate de măsură până la antene și propagare. Unul din aceste dosare era dedicat articolelor despre EME. Descifrând unul dintre articole, apărut într-un vechi QST, am rămas la acel moment cu impresia că EME este un domeniu foarte greu accesibil muritorilor de rând. Câteva calcule simple ne-au arătat că pentru a construi o stație minimă, capabilă de legături în telegrafie cu stațiile mari și care să poată spera și la câteva legături cu alte stații similare (în condiții de propagare optimă), ar fi fost necesar un sistem de minim 4 antene, preamplificatoare performante și puteri mari la emisie. Telegrafia la momentul respectiv era singurul mod realizabil întrucât modul digital JT65, care acum este standard pentru legăturile EME,  nu fusese încă inventat. Principalul obstacol ar fi fost pilonul cu sistemul de orientare în azimut și elevație, imposibil de realizat fără investiții serioase, pe care nu ni le puteam permite. Cablurile și comutările ar fi pus și ele o problemă destul de grea.

Am tras atunci concluzia că în lipsa finanțelor necesare pentru a construi o arie de antene și o stație de mare putere, comunicațiile EME vor rămâne, cel puțin în viitorul previzibil, de interes pur teoretic. În plus, aveam și alte proiecte în lucru. YO9HH depunea eforturi mari pentru construcția unui echipament mai modern pentru înlocuirea vechiului A412 și realizarea unor filtre de bandă pentru emisie în unde scurte întrucât în România se declanșase era televiziunilor private (la țară încă nu pătrunsese televiziunea prin cablu și erau probleme mari cu interferența TV). Eu îmi ocupam timpul liber cu reparații și cu proiecte de începător – ca de exemplu instalarea unei antene de US sau punerea în funcțiune a unui transceiver pentru banda de 10M pe infrastructura unui A7b. Cu toate acestea, YO9HH a ținut să își formeze o idee cât mai clară despre problema EME, și m-a rugat să îl ajut cu traducerea mai multor materiale din dosarul respectiv. Așa că discuțiile pe această temă au continuat, în paralel cu lucrul la proiectele curente.

Perioada care a urmat a fost nefavorabilă din multe puncte de vedere. Poate că în alte circumstanțe economice, parcursul de la idee la realizare ar fi arătat altfel. La acel moment însă era necesar să ne concentrăm pe problemele de zi cu zi și să supraviețuim în situația dificilă a acelor ani. Pentru mine asta a însemnat angajarea într-o întreprindere din Ploiești, apoi serviciul militar obligatoriu, și după încă un an, plecarea din țară. YO9HH la rândul lui s-a confruntat în acești ani cu o serie de probleme – ieșirea la pensie (care după cum unii cititori își vor aduce aminte, pe atunci însemna scăderea drastică a veniturilor și nivelului de trai), apoi decesul soției, urmat de mutarea destul de dificilă, în mai multe etape, de la Băicoi la Ploiești.  La un moment dat, întrucât dl.Stăncescu se mutase din apartamentul pe care îl achiziționase inițial la Ploiești, din motive care aveau de a face cu intoleranța vecinilor pentru antene și instalații de emisie, și întrucât asta se întâmpla în timp ce eu nu eram în România, am pierdut chiar și legătura cu dumnealui – am restabilit-o însă rapid cu amabilitatea domnului Lucian Băleanu, YO9IF și am reînceput o colaborare strânsă, limitată însă la perioadele pe care puteam să le petrec în țară.

La acel moment (deja prin anii 2006-2007), luna nu devenise încă o prioritate. Prioritatea la acel moment era punerea la punct a unei stații cât de cât acceptabile pentru lucrul pe unde scurte și ultrascurte în apartamentul de la ultimul etaj al unui bloc de pe bulevardul Republicii din Ploiești unde locuia YO9HH (și unde a rămas până la sfârșitul vieții). Cu mari sacrificii, dl.Stăncescu reușise în acești ani să treacă de la A412 (realizare proprie)  la un Kontur sovietic, și ulterior la un venerabil Kenwood 830S (hibrid, cu finalul pe tuburi), pe care le menținea cu efort în stare de funcționare. În plus, mai avea în lucru și alte echipamente (dintr-o listă lungă de proiecte în diverse stadii de realizare, pot să menționez transceiver UW3DI, transceiver YO3DAC, transverter pentru 830S, sinteze de frecvență, preamplificatori de antenă și amplificatori de putere tranzistorizați pentru 2m). Pentru lucrul în SSB pe 2m, dispunea încă din perioada de la Băicoi de un echipament sovietic Luch (cu 2 benzi, 28 și 144) și un amplificator de putere cu tuburi. Lucrând “afară” atunci, am reușit, în urma mai multor reparații și schimburi, să îi aduc lui YO9HH o soluție de moment, un FT-100D care în condițiile date s-a dovedit a fi un compromis excelent, acoperind toate benzile până la 70cm și asigurând chiar și în 2m o putere de lucru rezonabilă (50w).  În plus, pentru prima dată, YO9HH avea posibilitatea să exploreze o bandă pentru care nu avusese echipament până atunci – banda de 6 metri. În câțiva ani, și doar cu o antenă verticală foarte simplă, a acumulat un număr impresionant de legături în 6m. În aceeași perioadă, cu ajutorul mai multor colegi radioamatori, s-a reușit și instalarea pe bloc a unei antene tip F9FT cu 15 elemente pentru 2 metri (aceeași pe care YO9HH o folosise timp de mulți ani la Băicoi) Aceasta i-a oferit posibilitatea să reia activitatea în E sporadic, redescoperind astfel o pasiune care i-a adus rezultate deosebite încă de la începutul activității de radioamator, după cum a fost documentat aici: http://www.yo9kpb.ro/blog/2000km_pe_uus_propagare_sporadica_4_iulie_1965/2021-12-26-6

Cunoștințele și echipamentul necesar au fost acumulate treptat, de-a lungul mai multor ani. În primele poziții pe lista de priorități, alcătuită pe baza unor lungi și interesante discuții cu YO9HH, erau echipamente de măsură și control pentru RF, atenuatori de diverse valori, cuploare direcționale, cabluri de RF, relee de rf și adaptori. Un pas important în această perioadă l-a constituit achiziționarea și repararea cu succes a unui TS-2000X defect (a necesitat înlocuirea filtrelor ceramice de FI) și construcția unei antene Loop Yagi pentru banda de 23cm. Prin 2010-2012 au urmat mai multe experimente pe benzile de 10GHz și 24 GHz (cu echipamente primitive, cu oscilatoare și mixere cu cavități acordate, dar totuși cu rezultate interesante). Discuțiile din această perioadă reveneau tot mai des la subiectul EME, dar eram limitați de cele câteva săptămâni pe an în care eu puteam fi prezent în România. În acest timp de abia reușeam să ne ocupăm de proiectele urgente – în principal reparații și îmbunătățiri la echipamentele existente, și upgrade-uri la echipamentul informatic al stației și programele necesare. Pe parcursul acestor ani YO9HH a trecut de la un antic Pentium la un portabil HP și ulterior un alt HP mult mai performant, pe care le-a folosit inițial pentru accesarea buletinelor DX și monitorizarea DX-spoturilor iar după procurarea unei interfețe de transceiver USB, și pentru legături în moduri digitale, de care nu a rămas însă pasionat, continuând să lucreze cu precădere în telegrafie.  Etapa finală a proiectului EME nu s-au putut realiza decât începând din 2016, când eu am revenit cu serviciul în România și am reușit să îmi dedic (în medie) o zi pe săptămână lucrului în echipă cu YO9HH.

Fig. 1. Detaliu dintr-un grid-dip metru construit de autor și YO9HH (în curs de testare) – copie după Heathkit HD-1250, septembrie 2018

Datele problemei ni s-au clarificat încetul cu încetul. Construcția unei arii de antene era imposibilă, datorită limitărilor de spațiu. Pe pilonul existent (instalat în balconul lui YO9HH și înălțat cu câțiva metri deasupra acoperișului blocului, ei fiind la ultimul etaj) nu se putea susține decât o singură antenă de UKW – cea existentă, iar instalarea unui pilon pe acoperișul blocului era exclusă. Încercările anterioare de a monta instalații mult mai simple (antene filare de US) au fost zădărnicite de colocatari, YO9HH fiind nevoit să le instaleze tot în balcon, care din fericire era destul de vast, înconjurând micul apartament pe două laturi.  Instalarea într-un alt QTH a fost și ea luată în considerare, dar am ajuns la concluzia că nici aici nu avem soluții – astfel de antene necesită mult spațiu și ”vedere” spre punctele cardinale de interes, iar acestea nu erau disponibile nici măcar la mine la țară, la Bordeni, întrucât amplasamentul construcțiilor și relieful local erau defavorabile.  Lucrul din portabil ridica alte probleme greu de rezolvat (transportul antenelor, surse de alimentare). Concluzia a fost că pentru a face debutul în EME ne vom baza pe antena existentă, care se putea orienta manual în azimut. Aceasta permitea lucrul doar în jurul direcției Est, aproximativ de la nord-vest, trecând prin nord și est, până la sud-est, orizontul de sud și vest fiind blocate de clădiri puțin mai înalte decât cea unde locuia YO9HH.  De controlul elevației nu se punea problema – ca atare era clar că o să ne limităm la lucrul pe răsărit de lună, direcția est, adică fosta URSS, și poate cu ceva noroc China sau Japonia!

Era deasemeni clar că pentru a mări șansele de succes, trebuia să construim amplificatoare de emisie și recepție și instalații de comutare de RF pe lângă echipamentul existent – Kenwood 2000X.  Deasemeni, mai era nevoie de însușit lucrul cu programul WSJT, întrucât modul JT65 devenise deja standard pentru legăturile EME. Și desigur, automatică – pentru comanda centralizată a tuturor componentelor sistemului și secvențierea releelor de antenă, amplificatoarelor și transceiverului.

Soluția pentru amplificatorul de emisie a fost aleasă în primul rând pe baza componentelor disponibile. Din cauza complexității și volumului sistemului de alimentare, am ales să construim alimentatorul ca unitate separată și independent amplificatorul cu instalația sa de răcire. YO9HH avea pregătit deja de multă vreme un GU-74B cu soclul aferent, și deasemeni elementele unui șasiu compartimentat, proiectat pentru ventilație forțată. Însă după o comparație atentă a parametrilor mai multor tuburi și explorarea intensă a documentației din posesia lui dl.Stăncescu precum și a forumurilor de pe internet, am optat să utilizăm șasiul pentru o construcție cu două tuburi 4CX250 similară cu cea din documentațiile oferite de W1SL în QST Februarie 1971, și în versiune mai recentă de LA0BY (informația poate fi accesată aici:  https://la0by.darc.de/2m-hpa.htm ) Alegerea a fost determinată nu atât de parametrii tuburilor (care ar fi fost satisfăcători atât la GU-74B cât și la 4CX250B) cât de particularitățile constructive ale circuitului anodic.  Linia anodică în varianta W1SL ni s-au părut mai ușor de realizat practic, mai sigură în utilizare și mai stabilă mecanic.  În plus, eu reușisem să procur variabilii necesari pentru circuitul de grilă (exact cei prevăzuți în varianta W1SL)  și mai multe tuburi noi din seria 4CX250, atât cu litera B (cu filament de 6v) cât și cu litera F (cu tensiunea de filament de 26,5v). Pe lângă acestea, mai dispuneam și de soclurile originale Eimac și manșoanele ceramice pentru radiatorii anodici.

YO9HH a acordat o atenție deosebită construcției de RF, pe care a dorit să o realizeze impecabil. Linia anodică a construit-o din tablă de alamă, perfect argintată, cu o lățime considerabilă (peste 30mm), și capetele profilate pentru a se așeza perfect pe exteriorul tuburilor.  Fixarea mecanică s-a realizat cu coliere realizate din cupru argintat. La capătul rece linia a fost atașată de șasiu printr-un izolator cilindric de teflon. Un condensator din seria K15U la 7.5kv (cu montare pe șurub) a fost folosit pentru decuplarea alimentării de înaltă tensiune. Aceasta a fost adusă la șasiul amplificatorului printr-un conector de RF tip UHF. Condensatorul de acord a fost construit dintr-o placă de cupru argintat, montată pe un ax de teflon fixat în șasiu la ambele capete. Acesta permitea rotirea plăcii perpendicular pe linia anodică, aproape de capătul cald, mărind sau micșorând astfel cuplajul capacitiv între cele două ramuri ale liniei. La capătul inferior al cursei mișcarea era limitată de un izolator cilindric de teflon, montat între cele două ramuri ale liniei anodice. În compartimentul inferior, YO9HH a montat linia de acord a circuitului de grilă, realizată din două segmente de țeavă de cupru argintat, pe izolatori ceramici, și componentele aferente (condensatorul variabil de acord, condensatorul variabil de echilibrare tip fluture, circuitele de negativare a grilelor de comandă și alimentare a grilelor ecran).

Fig. 2. Detaliu din compartimentul de grilă în stadiu avansat de construcție, în care se văd capătul liniei de grilă, condensatorul de acord, condensator fluture și condensatorul de acord al liniei de cuplaj de intrare. În stânga se vede microfonul MC-50 al transceiverului TS-830S.

Alimentatorul a fost realizat separat într-o carcasă de server care a necesitat multe prelucrări mecanice pentru instalarea componentelor. Am folosit transformatoare separate pentru alimentarea de filament, ecran, anod, negativare, sistemul de răcire (pe care am ales să nu îl alimentăm direct din rețea) și montaje auxiliare (automatica). Lucrul la acesta s-a întins pe mare parte din anul 2017. Am lucrat inclusiv vara, când apartamentul de la ultimul etaj unde locuia YO9HH se încingea serios, forțându-ne să mutăm lucrările afară în balcon (când venea umbra!). De un mare ajutor a fost faptul că YO9HH avea la dispoziție, în atelierul său, organizate cu grijă “pe dulapuri” și “pe cutii”, o gamă largă de componente electronice și de montaj – cu foarte rare excepții, am reușit să găsim acolo tot ce a fost necesar, totul fusese păstrat cu grijă încă din anii când atelierul era amplasat în veranda casei de pe strada Crișan din Băicoi. Documentația voluminoasă pe care o colecționase – cataloage, fișe tehnice, scheme – s-a dovedit extrem de utilă pe tot parcursul construcției.

Stabilizarea tensiunilor de polarizare a grilelor tuburilor a fost realizată după schemele bine cunoscute ale lui G3SEK, de la care procurasem prin poștă, cu ani înainte, și cele două plăci de circuit imprimat. După realizarea practică a celor două montaje (stabilizator și automatică), le-am supus unor teste detaliate, în mai multe regimuri de funcționare (simulând inclusiv situații de avarie)  și am ajuns la concluzia că siguranța și stabilitatea în funcționare pot fi semnificativ îmbunătățite prin asigurarea unei alimentări separate pentru comparatorul de tensiune al ecranului. În schema originală, acesta este alimentat de la un stabilizator integrat, care la rândul lui este alimentat direct de la sursa de înaltă tensiune a ecranului în serie cu tranzistorul MOSFET stabilizator al tensiunii de ecran. În varianta lui YO9HH, comparatorul este alimentat de la un redresor separat, capabil să livreze o tensiune de 30 volți stabilă și bine filtrată. După modificare, stabilizatorul tensiunii de ecran pentru tuburile 4CX250B a funcționat impecabil pe diverse sarcini într-o plajă largă de tensiuni (300-450 V).

Fig. 3. Detaliu din alimentatorul în construcție. Se văd: transformatorul de alimentare a răcirii cu aer forțat (stânga sus), transformatorul de filament (stânga jos) și rezistorii pentru ajustarea tensiunii de filament, ventilatorul alimentatorului, panoul cu conectorii de ieșire și conectorul UHF pentru alimentarea de înaltă tensiune (dreapta sus), una din plăcile de automatizare G3SEK (dreapta jos).

Fig. 4. Detaliu din alimentatorul pentru amplificatorul de 2m cu 4CX250B, în construcție. Se văd: transformatorul de ecran, miliampermetri pe panoul frontal, unul din cele 2 module de automatizare G3SEK

Fig. 5. Dezordinea creativă din laboratorul lui YO9HH de la Ploiești. Se văd: Un exemplar de GU-81M, un modul (în curs de teste) pentru un transceiver de US cu dublă schimbare de frecvență construit de YO9HH (filtrele sunt XF-9 și EMF-500), și foarte multă documentație

Ultimul instalat (din motive de manipulare mai ușoară a construcției) a fost transformatorul anodic, de proveniență industrială, care asigură puțin peste 900V la 1.5A. În regim de dublare a tensiunii acesta livrează o tensiune anodică de aproximativ 2500-2600 V în gol.   Blocul de filtraj a fost construit din 8 condensatori de 470 uF la 450 V, în paralel cu rezistori de egalizare de 50k la 5w. Redresorul dublor de tensiune pregătit inițial, cu multe diode 1N4007, a funcționat corect dar în final am ales o variantă cu diode ceva mai performante (1500V și 3A, din care am folosit doar 8 în total). Testele pe sarcină rezistivă au demonstrat că la 600 de miliamperi,  tensiunea livrată de redresor este circa 2200 de volți, ceea ce înseamnă un input de 1300 de wați.  Tensiunea de 2200 de volți este într-adevăr mai mare decât tensiunea maximă de catalog pentru tuburile din seria 4CX250, și mult peste cea recomandată de W1SL, dar după cum am aflat în urma unor discuții cu YO9HH,  în care acesta mi-a descris parametrii unei întregi serii de tuburi începând cu GU-50 și terminând cu GU-81M, între datele garantate de producător și ceea ce poate suporta un tub electronic de bună calitate există întotdeauna o diferență pe care radioamatorii o exploatează cu succes. În plus, faptul că aveam vreo 6 perechi de tuburi la dispoziție era în opinia lui YO9HH un motiv în plus să experimentăm cu cât mai mult aplomb.

Continuarea în partea a doua