Even voorstellen: Koos PA0KDF

Beste ARACers,

Mijn naam is Koos Fockens, mijn call is PA0KDF en woon samen met Stella in Rietmolen.
Ik ben 74 jaar geleden geboren in Groningen en opgegroeid op de ouderlijke boerderij in het Groningse Lageland, in het vrije veld ten zuiden van Woltersum aan het Eemskanaal. Opgroeien op een boerderij heeft zijn voordelen. Terwijl mijn oudste broer zich vooral voor dieren interesseerde, was mijn interesse vooral gericht op de machines en dus techniek. Ook het opgroeien in het vrije veld (met vergezichten, die jullie hier in het Oosten niet kennen) heeft zijn voordelen. Je maakt kennis met de natuurkunde van het vrije veld, het weer, de sterren. De Melkweg was toendertijd in de Groningse Ommelanden probleemloos zichtbaar. De zwaaiende lichtbundels van de vuurtorens van Ameland en Schiermonnikoog konden we regelmatig zien (75 km afstand!).
Op mijn tiende verjaardag, 1956, kreeg ik het bekende bouwdoosje van de firma Maxwell, de Pupil. Destijds maakte die firma reclame in de Vrije Geluiden, toendertijd de VPRO-gids, met mooie tekeningen van vliegtuigzenders met grote pitten. De Pupil was een middengolf radiootje met één batterijbuisje, de DL92. Een 0-V-1 dus. De gloeidraad gevoed met een 1,5 V cel, en de anodespanning met een 15 V batterij met een rij aftakkingen. De anode op 15 Volt, het schermrooster op een van de aftakkingen. Met die aftakkingen kon je de versterking, en dus de terugkoppeling instellen. Als je hem te hoog zette, ging die oscilleren.
Uit diezelfde reclame kreeg ik ook kennis van het boek “Zo … werkt de radio” van de Franse schrijver Aisberg. Een prachtig boek, heb ik nog steeds. Uitgebreid gelezen, en dat leverde mij de nodig kennis van de radiotechniek op.
De Pupil had een groter broertje, de Padvinder. Dat was een 0-V-2 met een DF91 als detector en een DL92, dat een speaker aandreef. De anodebatterij was ook groter, maar wat voor mij interessant was dat het schermrooster van de DF91 een instelbare spanning kreeg via een potmeter, en waarmee dus precies het randje van oscilleren opgezocht kon worden. Dat bracht mij op het idee om dat in mijn Pupil ook te doen. Op de Grote Markt in de Stad, waar ik het in laatste jaar van de lagere school zat om een vooropleiding van de HBS te krijgen (vroeger moest je toelatingsexamen doen voor de HBS en het gymnasium), heb ik voor een kwartje een geschikte potmeter met schakelaar kunnen kopen, en het ging inderdaad werken!
Een beetje extra selectiviteit kon ik wel gebruiken, want na vier uur ‘s middags had ik last van een keiharde zender “London calling Europe”. Ik heb altijd aangenomen dat deze zender in Engeland moest staan, maar na een artikel in RadCom in de jaren ’90 ben ik er achter gekomen, dat die zender bij Aurich in Oost-Friesland stond, bij ons “om de hoek” dus! Voorjaar 1962 is die zender van de ene dag op de andere verdwenen.
Intussen had ik ook ontdekt dat ik met de oscillerende Pupil kon zenden. Wij hadden buren op 350 m afstand, waar ik regelmatig kwam, een buurmeisje iets ouder dan ik, en een buurjongen twee jonger. Op de radio daar was mijn signaal in morse hoorbaar. Overigens, voor wie de TV-serie “Hollands Hoop” wel eens gezien heeft, die serie is grotendeels opgenomen in deze boerderij, die oorspronkelijk “Hoog Hammen” heet.
Op een gegeven moment kochten mijn ouders een nieuwe radio, met FM. Ik kon me ontfermen over de oude, een driebands toestel van voor de oorlog met een ECH3, een EF9, een EBL1 en een AZ1. Dat werd natuurlijk een prachtig experimenteer object. Van alles mee gedaan, de visserijband beluisterd, (kon ik ook al met de Pupil, PCH was toen nog in AM), de EBL1 als versterker gebruikt, de ECH3 voor zendexperimenten, later nog eens het triodedeel van de ECH3 laten oscilleren op de FM-band, mooi gemoduleerd met een varicap diode.
In die tijd, 1960 – 1965, had je het blaadje van Amroh “Dr. Blan” met allerlei creatieve schakelingetjes, kon je ook veel uit leren. Heel veel afleveringen heb ik nog.
Via de visserijband kwam ik uiteindelijk op 80m band terecht. Ene PA0APW was daar erg actief vanuit Westeremden op het Hogeland, ook PA0DR uit Middelstum was heel bekend. In die tijd begon ook SSB op te komen. Toen was het tijd voor het grotere werk, op mijn 16e verjaardag heb ik de Philips bouwkit voor een echte korte golf ontvanger gevraagd, de amateurband versie “2010”, zie Foto 1. In de kerstvakantie gebouwd, en met de trimzender van mijn elektronicawinkel, Radio Okaphone in de Stad (bestaat nog steeds!), afgeregeld. Er kwam later veel kritiek op het ontwerp, terecht, maar er was zoveel ruimte voor verbetering dat ik daar jaren lang heel veel van geleerd heb, en diverse verbeteringen kunnen aanbrengen. Achteraf gezien, had ik voor hetzelfde geld een fabrieksontvanger kunnen kopen, maar dan had ik niet
kunnen leren wat ik met de 2010 geleerd heb!

Foto 1. De Philips bouwkit 2010 amateurband ontvanger.
In het najaar 1963 lid geworden van de Veron afdeling Groningen. In 1965 op de THT begonnen. Voorjaar 1966 C-examen gedaan, later in 1968 het morse examen. Daarvoor samen met John van Oort, PA0TRA, en een rij andere vrienden de Veron afdeling ETGD opgericht op de campus, en PA0THT opgebouwd. Van 1974 tot 2011 bij Nedap in Groenlo gewerkt. Daar heb ik HF technieken kunnen introduceren, veel gepionierd op het gebied van Anti Winkeldiefstal systemen, nu EAS genoemd, en ook op het gebied van RFID (Radio Frequente Identificatie systemen).

Vanaf 2004 heb ik me uitgebreid bezig gehouden met radio achtergrond ruis. Meegedaan in een werkgroep o.l.v. Agentschap Telecom om een goede werkwijze voor het meten van radio ruis te beschrijven, is later uitgewerkt tot een ITU standaard. Tussen 2005 en 2016 heb ik elf jaar lang achtergrond ruis op een reeks amateurbanden gemeten, voornamelijk atmosferische ruis. Daar hoort ook mijn 5 MHz phased array experiment bij, zie QRZ.COM: https://www.qrz.com/db/PA0KDF/
Foto 2 laat twee antennes daarvan zien, Figuur 1 het meetresultaat op 1/1/2015, Figuur 2 de meetresultaten op dezelfde dag met de Duitse Quad en de actieve staafantenne. Ook zie je daar het verloop van de kritische frequenties. In de periode, waarin die hoger dan de meetfrequentie zijn, heb je verticale reflectie (NVIS).
Foto 2. Vijf van de 24 antennes van de 5 MHz phased array.

Figuur 1. Ruismeting met de phased array. Er zijn 17 sporen van links naar rechts. De tijd staat onderaan. Drie elevatiehoeken, “0” (30 graden), 60, en 90 graden. Acht horizontale richtingen. Dunne bovenste regel geeft de polarisatie draairichting aan, rood is linksom draaiend (ordinary wave) en groen is rechtsom draaiend (extra-ordinary wave).

Figuur 2. Ruismeting met Duitse Quad (blauw) en verticale actieve antenne (rood). Boven de kritische frequenties voor de F2 laag, zoals gemeten in Dourbes, zwart voor de ordinary wave, en geel voor de extra-ordinary wave. Blauw is voor de E-laag.

Mijn radio activiteit is vrij beperkt. Sinds 1980 hou ik met bezig met de feld-Hell schreiber mode. In het begin met de Apple II, later met de Archimedes en zijn opvolgers. Hell programma’s geschreven door Peter v.d. Vos, PA3BEK, in combinatie met mijn modem hardware. Nog steeds elke zondag is er een Hell-net op 80 meter, zie Figuur 3. Voor meer info over de Hell-schreiber zie https://www.nonstopsystems.com/radio/hellschreiber-function-operation.htmFiguur 3. Feld Hell schrift

Foto 3 Mijn shack: In het houten rek, rechts beneden: de hoofd ontvanger NRD 525, links daarvan de 300 W eindtrap. Daarboven de FT7 trx, hier alleen in gebruik als tx exciter. Die wordt aangestuurd op de externe vfo ingang door een oscillator signaal van een DDS, die in de RiscPC zit, de gele kast onder het linkse scherm. De RiscPC krijgt frequentie informatie van de NRD via een seriële lijn. Een eigen programmaatje in de RiscPC zet dat om naar een aansturing van de DDS. Rechts van de RiscPC staat de opstelling met de ELAD S2 ontvanger en T-mate bediening, met een W10 tablet direct daarboven, waar de software in draait. Deze hulp Rx is aangesloten op de K9AY loop antenne. In het Hell-net maken we ook gebruik van de nieuwe web-sdr van Maasbree, https://websdrmaasbree.hamshack.info:8901/, de meest gevoelige web-sdr op 80 m momenteel. Maar mijn eigen antennes zijn gevoeliger. De web-sdr draait hier op de laptop, links. Reden daarvoor is dat o.a. PA0AOB in Diemen nu zo’n hoog ruisniveau thuis heeft, dat hij niet meer direct kan ontvangen.
Ook Frank, F/N4SPP, F4WCN, in Toulouse doet wekelijks via de web-sdr mee. Het grote scherm rechts is aangesloten op de ARMX6, daarboven/achter op de plank, mijn huidige werkpaard. Je ziet een venster met de ionosonde data van Dourbes in België, http://digisonde.oma.be/cgi-bin/latest.exe. Mijn favoriete operating systeem is RiscOS, zie RiscOS: https://www.riscosopen.org/content/ en https://www.bigbenclub.nl/ Programmeren doe ik in C, ooit een cursus voor gevolgd, daarnaast heeft Peter, PA3BEK, mij heel veel geleerd om dat uitgebreid onder RiscOS toe te passen. RiscOS gebruik ik ook in Raspberry Pi’s, bij mij in gebruik voor dataloggers, die voor de ruismetingen de meetontvanger uitleest, en daar de eerste dataprocessing mee doet, zie hieronder Foto 4.

Foto 4. Datalogger die gebruikt is voor de Veron ruismetingen.
Nu er weer een nieuwe zonnecyclus in aantocht is, wil ik wat meer gaan doen met SSB en op andere banden. Daarom heb ik een nieuwe HF exciter in aanbouw, zie Foto 5. Het ontwerp ligt al enige jaren op de plank, nu ben ik met de realisering bezig. Wat je hier ziet, werkt volledig. Rechts het begin met de microfoon versterkers met toonregeling. De unit daarnaast bevat de T/R besturing, pulsshaping voor de Hell- en CW-signalen, en driver voor AM modulatie met limiter en carrier-control. In het achterste vak het 10 Watt eindtrapje met filters. Het blik bevat de upconvertor met filters en bandomschakeling, input is met 10,7 MHz. De LO komt weer van een DDS extern (RiscPC of een andere machine). Wat nog gebouwd moet worden is datgene wat er tussen moet, namelijk de het MF deel met modulator, speech compressor en ALC.

Foto 5. HF exciter in aanbouw.
Intussen ben ik heel druk met mijn promotie-onderzoek op de Universiteit Twente. Na mijn eerste IEEE paper, die de gemeten ruisvloer beschrijft bij radio-amateurs en andere HF gebruikers thuis, heb ik een tweede paper gepubliceerd gekregen in het IEEE blad Transaction on EMC, dat de relatie beschrijft tussen de gemeten ruisniveau’s en de bewoningsdichtheid. Het blijkt dat er een hele sterke correlatie bestaat tussen die twee. Dat heeft tot consequentie dat die ruisvloer niet bepaald wordt door een paar toevallige sterke stoorbronnen, maar dat het gevormd wordt door de optelling is van heel veel kleine bronnen, die in bijna alle huizen voorkomen. Voor zover mij bekend is dit de eerste keer dat dit aangetoond is. Intussen heb ik het vorig jaar ook metingen gedaan over de propagatie van ruis in de bewoonde omgeving. Het duurt nog wel even voordat ik klaar ben. Er komt heel veel cijfer- en rekenwerk bij kijken, gelukkig heb ik daar mijn werkpaard voor. Ook het schrijven van meetrapporten en artikelen kost veel tijd. Verder draai ik mee in de vakgroep met andere promovendi, nu via internet, en soms wordt je gevraagd om als reviewer van andermans papers op te treden. Maar heel leuk.
73, Koos, PA0KDF.

URL’s:
Hell-schreiber: https://www.nonstopsystems.com/radio/hellschreiber-function-operation.htm
RiscOS: https://www.riscosopen.org/content/  en https://www.bigbenclub.nl/
Web-sdr Maasbree: http://websdrmaasbree.hamshack.info:8901/
QRZ.COM: https://www.qrz.com/db/PA0KDF/
Ionosonde Dourbes: http://digisonde.oma.be/cgi-bin/latest.exe