Hoe start ik met Amateur Televisie (ATV)?

In het tijdperk van PC’s, GSM’s met Imode, SMS, MSN en wat er allemaal nog meer mag zijn, lijkt het maken van spraak- of videoverbindingen op de amateurbanden een ondergeschoven kindje te worden.
Maar is dat ook zo?
Juist nu minuscule camera’tjes, webcam’s en andere videobronnen, zoals een PC als callgever, tegen zeer aantrekkelijke prijzen worden aangeboden zien we interesse ontstaan om ook binnen onze radio hobby uitzendingen te maken met zowel beeld als geluid. Televisie uitzendingen dus.
Bij een nadere bestudering van dit fenomeen blijkt dat er weliswaar wat meer componenten dan een enkele transceiver nodig zijn voor het maken van een beeldverbinding, toch is het zeker niet zo ingewikkeld als dat op het eerste gezicht misschien lijkt.
Dit verhaal behandelt achtereenvolgens een aantal aspecten die het mogelijk maken om op simpele wijze van start te gaan met een ATV station. Ik pretendeer hierbij geenszins een uitgebreide technische verhandelingen te willen houden of een soort opstart bouwpakket te organiseren. Ik wil enkel een stimulans geven zodat u als ATV amateur aan de slag kunt gaan en gebruik kunt maken van de beschikbare frequenties voor ATV. Daarom heb ik bij de meeste onderwerpen verwijzing geplaatst naar de betreffende internetsites, zodat gedetailleerde informatie makkelijk gevonden kan worden.

De ontvanger

Het maken van ATV verbindingen wordt hoofzakelijk gedaan met FM modulatie. Dit is afgekeken van de professionele satellietzenders tijdens de opstart fase van de eerste communicatie satellieten. Hierbij wordt een bandbreedte van zo’n 15 a 17 Mhz gebruikt. Deze grote bandbreedte is alleen in de hogere amateurbanden (23, 13, 3, en 6 cm) beschikbaar.
Dit houdt meteen in dat we te maken gaan krijgen met het uitdagende karakter van deze kleine golflengtes zoals, de hoge kabelverliezen en zeer nauwkeurige antenne’s die ook nog eens hoog moeten staan omdat obstakels de signalen simpelweg tegenhouden.
Kortom: op het pad van een startende ATV’er word je niets bespaard en dat maakt het in eerste instantie ook complex, maar de voldoening is des te groter als het allemaal eindelijk werkt.
Naast het ontvangen van beeld hoort uiteraard ook het ontvangen van het bijbehorende geluid. In amateurkringen wordt gewerkt met een afstand tussen beeld en geluid varierend van 5,5 Mhz tot 6,50 Mhz.
De satelliet geluidsnorm van 7,02 Mhz wordt ook af en toe gebruikt. Dit komt echter meer voor op de hogere frequenties en bij sommige ATV repeaters. De meeste satelliet tuners hebben de mogelijkheid om deze geluidscarrier-afstand in te stellen.

De ATV ontvanger

Als het gaat om de ontvanger kunnen we naar hartelust een oude, analoge, satelliet ontvanger op de vlooienmarkt aanschaffen. Zijn ze echter ook allemaal geschikt?
Eigenlijk voldoen vele oude analoge satelliettuners om op 23 cm ATV mee te kunnen ontvangen, helemaal voor wat betreft het frequentiebereik. Immers een dergelijke satelliet ontvanger is niets anders dan een achterzet voor de commerciële Low Noise Converter, de LNB, die in de schotel de hoge satelliet frequenties opvangt en omzet naar de achterset. De achterset frequentie heeft een bereik van 950 Mhz tot en met 2050 Mhz. De gehele 23 cm amateurband met het ATV gebied tussen de 1250 en 1290 Mhz past hier prima in.
Dat is dus mooi geregeld. Er zijn zelfs tuners die een digitale uitlezing hebben. Dat is zeer handig in gebruik. (zie foto 1)
Foto 1. Satelliet tuner met digitale uitlezing
  Foto 2. 23 cm ATV TX module
Er zijn ook ATV modules voor 23 cm en 13 cm. Zie foto 2. Het artikel in Electron, dd. mei 2003, blz. 209 van Cees, PA3FXO beschrijft deze modules. Deze modules zijn goed verkrijgbaar en bij de Fa. van Dijken. Ze zijn zelfs verkrijgbaar met een handige digitale uitlezing erbij. Meer informatie over deze leuke ATV setjes voor 23 en 13cm kunt u ook lezen op de site van VE6ATV en G1MFG. Hier staan zelfs schema’s, uitbreidingen met een S-meter en diverse modificaties! Absoluut de moeite waard om er eens een kijkje te nemen.
Elk voordeel hep z’n nadeel zegt een inmiddels ingeburgerd spreekwoord. Zo ook met de satelliet tuners. Ze zijn beslist goedkoop in aanschaf maar ze zijn erg doof en hebben weinig tot geen pre-selectie. Het middenfrequent filter is ook nog eens dermate breed dat een amateursignaal niet echt opvalt. Als u op zoek gaat naar oude satelliet tuners kijk dan of er direct bij de antenne ingang een blikje met een ingangsfilter is ingebouwd. Als er zo’n Sharp blikje inzit zoals op foto 3 staat afgebeeld dan zit het wel snor.
Foto 3. Een Sharp tuner blikje. Uitstekend voor ATV te gebruiken.
Deze blikjes hebben de mogelijkheid om een extra middenfrequent filter in te bouwen. Daardoor wordt de bandbreedte wat smaller en zijn ze redelijk gevoelig. Daarnaast kan het aanwezige frequentie delertje worden gebruikt om er een digitale uitlezing aan te koppelen. Op foto 4 staat een “oude analoge” satelliet tuner die nogal eens op vlooienmarkten wordt aangeboden. Meestal zit daar zo’n kleine Sharp tuner ingebouwd! 
Foto 4. Satelliet tuner. Zeer geschikt voor ATV ontvangst.
Als we nu een 23 cm antenne en een TV aan de satelliet tuner koppelen zijn we in principe QRV met 23cm ATV !
Let wel op. Op de F-connector voor de antenne van een satelliet-tuner staat meestal 12 – 18 Volt ten behoeve van de LNB. Schakel deze voeding eerst uit, of plaats een scheidingscondensator voordat er een 23cm antenne wordt aangesloten.
Een lokale ATV amateur in de buurt of een ATV relais moet nu echt te ontvangen zijn. In het oosten van Nederland is PI6ATR te vinden op 1285 MHz, PI6EHV is in de regio Eindhoven en PI6ATS in midden Nederland te ontvangen op 1280 MHz.
Maar hebben we nu een optimaal ATV ontvangststation?

De voorversterker

In de keten voor het ontvangen van ATV beelden ontbreekt nog een belangrijke schakel. Immers door de relatief ongevoelige ontvanger en de hoge verliezen in een coaxkabel op 23cm is het raadzaam om een krachtige voorversterker (pre-amplifier) dicht bij de antenne in de mast te monteren.
Hiermee wordt voor de kabelverliezen, die op hoge frequenties nu eenmaal aanzienlijk zijn, cecompenseerd. Het antenne signaal mag zo’n 35 a 40 dB worden versterkt. De satelliet ontvanger heeft dit beslist nodig en wees maar niet bang voor oversturing.
De laatste jaren zijn er tal van prima ontwerpen van voorversterkers in omloop. Ook in de handel zijn deze goed verkrijgbaar, zowel gebouwd als in bouwpakket vorm. Door de komst van satelliet televisie zijn er op grote schaal halfgeleiders met spectaculaire eigenschappen ontwikkeld. Meestal gebeurt dit ten behoeve van de reeds eerder genoemde LNB’s.
De nieuwe halfgeleiders hebben een laag ruisgetal, een hoge versterking en vertonen bovenal zeer weinig neiging tot oscilleren. Weliswaar dient er rondom zo’n P-Hemt Fet wat extra aandacht te worden besteedt aan een negatieve instelspanning, maar de resultaten zijn er dan ook naar.
Zelf heb ik uitermate goede ervaringen met de ontwerpen van DB6NT, zie foto 5. De voorversterkers van DB6NT maken niet alleen gebruik van de bovengenoemde P-Hemtfet, ze zijn ook nog eens voorzien van een helix filter. Dit helix filter vormt een bandfilter waarbij het frequentiegebied speciaal voor het ATV gedeelte van de 23cm band kan worden ingesteld. Hiermee voorkomt je dat de GSM mast die 2 kilometer verderop staat met zijn 1800 MHz je satelliet ontvanger dichtdrukt.
Het effect van het plaatsen van een voorversterker heeft tot gevolg dat je het TV beeld van een zwak station nu nog net wel kunt zien. Zonder voorversterker zul je het zeker missen!
Maar let op. Als je gaat uitzenden laat dan altijd de voedingsspanning op dit soort voorversterkers staan. Met voedingsspanning kan de ingangsfet meer signaal verdragen dan zonder voeding. Zo zijn er bij de auteur in het begin diverse fetjes overleden omdat de spanning van de voorversterker “keurig” werd uitgeschakeld tijdens het zenden.
   
Foto 5. DB6NT voorversterker.                      Foto 6. Helix filter in DB6NT voorversterker.
Zoals bij een Hifi set de luidsprekerboxen vaak het sluitstuk zijn van de Hifi keten, zo vormt de antenne bij de zendamateur ook nogal eens het sluitstuk van het geheel. Natuurlijk, het is niet altijd mogelijk om een 25 meter vakwerkmast te plaatsen of boven op een heuvel te gaan wonen. Juist met wat beperktere mogelijkheden moet je de ATV antenne-stappen goed overwegen.
Immers, met een goede antenne, met voorversterker, en een deugdelijke coaxkabel is de spreekwoordelijke schakel naar het maken van mooie DX verbindingen. En op die manier haal je wel het uiterste uit je ATV station. Dit geeft uiteindelijk veel plezier en absoluut veel voldoening.
Waar moet je opletten, wat zijn de valkuilen en aandachtspunten?

De coaxkabel

Wellicht is dit een open deur intrappen, maar naast de antenne begint een goede zendamateur met een kabel die weinig verliezen heeft. Een slechte coax is in feite een uitgerolde dummyload. Het uitgangsvermogen van de zender verdwijnt als sneeuw voor de zon voordat het de antenne bereikt, maar ook je satelliet tuner mist de broodnodige dB’s aan ontvangstversterking want die zijn in dezelfde coaxkabel achtergebleven.
Natuurlijk is RG213/214 een prima coaxkabel. Maar voor frequenties boven 144 MHz en lengtes boven de 15 meter is RG213/214 niet echt aan te raden.
De grap is dat we vandaag de dag meer keuze hebben dan enkel de vermaarde Pope H1000. Er zijn nu ook H2000Flex, Aircom Plus of Ecoflex kabels die het goed doen op de hogere frequenties. Door de veelheid aan GSM palen in ons land worden er door de industrie zeer interessante verliesarme coaxkabels gefabriceerd.
Het leuke van al die GSM palen is ook dat er wel eens stukjes over blijven en de bijbehorende connectors zijn op de tweede handsmarkt prima te verkrijgen.
Over welke coaxkabels hebben we het dan?
Even op een rijtje zetten zonder uitputtend te willen zijn.
Vroeger gebruikte de professionele wereld voor de grotere vermogens en voor lage verliezen coaxkabels van het type Heliflex. De Isolatie is lucht en dit heeft als nadeel dat er absoluut geen vocht in mag komen anders is het gedaan met de lage demping.
Tegenwoordig zie je bij GSM toepassingen veel kabels van het type Cellflex (fabrikant RFS) en Heliax (fabrikant Andrew). Deze kabels zijn in diverse diktes te verkrijgen, hoe dikker hoe lager de demping. De isolatie is een soort schuim materiaal, zie foto 7. Interessante gegevens over deze kabels is o.a. te vinden op http://www.rfsworld.com/.

Foto 7. Een stukje Cellflex kabel.
Ter vergelijking: H2000Flex geeft op 1300 MHz per 100 meter een demping van 15,7 dB. Daarentegen heeft RFS LC78 coaxkabel met een doorsnede van bijna 3cm, slechts 4,65 dB demping op 1250 Mhz!!
Natuurlijk, dit soort kabel buigt niet makkelijk, maar inclusief wat overgangen naar dunnere coaxkabel blijft ert een spectaculair verschil in demping over.
Er zijn ook wat dunnere professionele kabels die het, voor wat betreft de demping, uitstekend doen en veel makkelijker hanteerbaar zijn. Neem als voorbeeld de “Andrew ½ inch” kabel. Op 1250 Mhz heeft deze kabel maar 7,5 dB verlies per 100 meter. Dat scheelt maar liefst 8,2 dB in vergelijking met H2000Flex.
Nog steeds niet overtuigd? Een kort rekensommetje levert het volgende op.
Een ATV amateur heeft een lengte van 30 meter nodig tussen zijn 23 cm ATV zender en de antenne. Hij gebruikt H2000Flex. Dit geeft bij 30 meter een verlies van 30 x 0,157 = 4,71 dB.
Als alternatief gebruikt hij 25 meter LC78 van RFS samen met 2 keer 2,5 meter H2000Flex aan het begin en einde om een soepele aansluiting te krijgen. De LC78 kabel geeft een verlies van 25 x 0,0465 = 1,16 dB. Het verlies in de 2 x 2,5 meter H200Flex is 2 x 2,5 x 0,157 = 0,785 dB.
Tezamen met twee koppelingen van elk 0,1 dB demping komt hij nu op 1,16+0,785+0,2 = 2,145 dB demping. Het verschil is 2,565 dB. Dit is in de wereld van ATV het verschil tussen je tegenstation juist wel of net niet zien. Bovendien komt er tijdens het zenden ook nog eens bijna 2 keer zoveel vermogen bij de antenne aan.
Ik heb deze materie eens met Robert, PA1RK, besproken en hij draaide de situatie om. Stel dat je als ATV station besluit dat je maximaal 3 dB, de helft, mag verliezen tussen je zender en de antenne. Welke type kabel en welke lengte kun je dan gebruiken op 23cm?
RG 58          6.6 meter
RG 213        12  meter
H 2000        19  meter
Ecoflex 15    26  meter
½ Inch         40  meter
7/8 Inch       64  meter
In Electron van oktober 2003 staat een handige vergelijkingstabel van de verschillende soorten coaxkabels. Schrik niet, RG 213 heeft op 1300 MHz een demping van 21 tot wel 28 dB per 100 meter, afhankelijk van de fabrikant. Ook op de site van de bekende duitse kabel en connector fabrikant, de firma Kusch, is veel te lezen over dempingsfactoren en de verschillende soorten coaxkabels.
Als zendamateur zijn we altijd heel erg in de weer met eindtrappen en het vermogen van zenders in het algemeen, maar het bovenstaande lijstje bewijst eens temeer dat het op de hogere frequenties verstandig is het juiste kabeltype te kiezen om niet het grootste deel van je signaal al in de coaxkabel “kwijt” te raken.

De antenne

Ook dit is een uiterst lastig onderwerp. Zoveel zendamateurs als er zijn, zoveel smaken en ook zoveel ervaringen zijn er. Toch kunnen we, afhankelijk van de frequentie wel een aantal wetenswaardigheden opsommen.
23 cm
Op 23 cm voldoet een yagi uitstekend. Een belangrijk uitgangspunt is dat hoe langer de antenne is des te meer versterking deze heeft en des te kleiner de horizontale openingshoek wordt. Let hierbij wel goed op de bandbreedte van de antenne. De 23 cm band loopt van 1240Mhz tot 1299Mhz. Dit is veel meer dan de bandbreedte van de meeste antennes. Fabrikanten geven voor hun yagi’s vaak op voor welk deel van de band een antenne gemaakt is. Voor ATV heb je een yagi nodig die berekend is voor het gebied tussen 1240 en 1290 MHz. Let hier bij de aanschaf goed op.
Natuurlijk kan ook een schotelantenne worden gebruikt. Maar mijn ervaring is dat je dan een schotel van minimaal 1 meter doorsnede nodig hebt om de vergelijking met een yagi aan te kunnen. Minder dan 1 meter diameter is niet aan te raden, want de versterking is dan t.o.v. een yagi antenne te klein. Goede yagi antennes zijn er van de meeste fabrikanten zoals Tonna, Flexa, SHF-design, M2 etc.
13cm
Op 13 cm wordt het duidelijk kritischer, de yagi antenne legt het op deze frequentie al heel snel af tegen een schotel. Zo goed als bv. de 23 cm yagi van Flexa is, zo slecht doet de 13 cm variant van dezelfde fabrikant het. Deze antenne is door diverse amateurs uitgebreid aan de tand gevoeld en het bleek dat de versie met een boomlengte van 4 meter maar een schamele 11 dBd gain wist te bereiken in plaats van de opgegeven 20dBd. Kennelijk is het een antenne die typisch voor ons regenachtige land is ontwikkeld, want als de antenne nat wordt is de versterking iets hoger……
Ondanks latere modificaties aan deze 13cm Flexa yagi is het nooit wat geworden. Een schotelantenne komt op deze frequentie zeer goed tot zijn recht en als je er een straler in monteert naar het model van DJ9HO dan kun je de schotel zelfs tegelijkertijd voor 23 en 13 cm gebruiken. Zie hiervoor foto 8.

Foto 8. De straler voor 23 en 13 cm volgens DJ9HO.
Een schotelantenne voor 13 cm heeft veel voordelen: een hoge versterking, een kleine openingshoek, een zeer hoge voor/achterverhouding, maar hij heeft ook één nadeel, de windlast.
Daar is wat op gevonden, de gaasschotel, door de reflectiezijde van bv kippengaas te maken kan de wind er doorheen. Kritische windlastberekenaars roepen dat je met zo’n gaasschotel juist ook weer andere vector-krachten oproept die even erg zijn of zelfs erger……. Het laatste woord hierover zal nog niet gezegd zijn.
Mijn ervaring, met een gaasschotel van 1,20 meter op 22 meter hoogte, is zeer positief en………. mijn mast staat gelukkig nog altijd overeind!
3cm
Op deze frequentie is een schotel een must. Het leuke is dat een schotel van 25 cm al een aanzienlijke versterking geeft en natuurlijk geldt ook hier weer: hoe groter de schotel, des te meer gain. Voor ATV is het een relatief eenvoudige manier om QRV te worden voor zowel ontvangen als zenden.
Albert, PA3GCO, heeft samen met Marco, PE1PUW, in het Electron nummer van april 2000 een schitterende ombouwbeschrijving gemaakt om een Blue Cap LNB om te bouwen voor ATV op 3cm. Overigens treft u in de bovengenoemde editie van Electron ook een leuk artikel van Jos, PA3ACJ, aan over ATV.
Het is wel even opletten met die moderne satellietschotels. Dat zijn bijna altijd offset schotels. De truc zit hem erin dat als je dit type schotel loodrecht op een mast zet hij al zo’n 30 graden omhoog kijkt. Voor satellieten is dat leuk, maar voor aardse ATV wil je hem toch gewoon op de horizon kunnen richten. Hiervoor zijn twee oplossingen, één kantel de offsetschotel op zijn zij, of monteer hem op een eenvoudige rotor zodat je de schotel kunt eleveren. Hoe dit eruit ziet toont foto 9. De mast ligt op zijn kant, en de rotor is duidelijk te zien.

Foto 9. De eleveerbare offsetschotel van PA1DYK.
Laatst vernam ik van Peter, PA1PS, dat hij als elevatiemotor een klein buismotortje gebruikt. Deze zijn tegenwoordig in bouwmarkten te koop om hooggelegen dakramen automatisch te openen en te sluiten.
73 Roel PA1DYK (Roel is in 2013 helaas overleden)

Ondertussen is de 6 cm amateurband ook volop in gebruik genomen. Hiervoor worden kleine standaard modulen gebruikt (met vaste frequenties) of frequentie vermenigvuldigers aan de zendkant en een convertor aan de ontvangstkant. Als antenne zowel gaasschotels als Wifi antennes.
24 GHz is een heel stuk hoger maar ook hier breidt het aantal ATV stations zich behoorlijk uit. Gebruik wordt gemaakt van zogenaamde surplus apparatuur: gesloopte onderdelen uit straalverbindingsapparatuur. Kleine antennes geven hier al een flinke versterking (en enorm richteffect) zodat hier gebruik gemaakt wordt van hoorn antennes of parabolische reflectors.
Gedurende 2014 is de ATV activiteit in de 9 cm band flink toegenomen. Deze band is relatief klein (10 MHz) zodat er geen ruimte is voor een volwaardig FM gemoduleerd signaal. Geëxperimenteerd wordt met beperkt video (zwart/wit) en met D-ATV, hetgeen staat voor Digitale ATV.
D-ATV is een manier om videobeelden over te brengen die al jaren bestaat maar recentelijk in opgang aan het komen is. Modules hiervoor zullen over het algemeen niet zelf worden gebouwd. Er zijn diverse systemen die niet uitwisselbaar zijn met elkaar, ook moeten de instellingen van de zender en ontvanger precies op elkaar zijn afgestemd. Dat onderscheidt D-ATV erg van andere ATV: er is ruisvrij beeld of helemaal niets! Tevens vindt er een vertraging plaats in het signaal, zodat interactief communiceren extra vaardigheid (naar elkaar luisteren) vergt.
Diverse ATV repeaters experimenteren met D-ATV ingangen en/of uitgangen, soms zelfs met meerdere videokanalen gelijktijdig.
De laatste ontwikkelingen hierin betreft Smalband D-ATV, met bandbreedten kleiner dan een halve Megahertz. Met name in Engeland wordt hier uitgebreid mee geëxperimenteerd, zij hebben een stukje van de 2 meterband extra hiervoor gekregen.
Voor (veel) meer informatie over (D-)ATV zijn gratis tijdschriften hier te downloaden.
Voor promotionele activiteiten van ATV is er een brochure beschikbaar die hier te downloaden is van de website van de VERON.
Chris, PA3CRX