На 19.3.2023 година, во 19 часот, со црвен ласер на бранова должина од 650 nm (нанометри), односно фреквенција од 462 THz (терахерци), е одржана првата двонасочна ласерска врска во Македонија, помеѓу станиците Z31RQ/P и Z32TW/P. Работено е од портабл од локации кај манастирот Св. Јован кај Германски Гробишта (Битола) и од Џепането на Тумбе Кафе (Битола), при што е премостено растојание од 2,35 km, што воедно претставува почетен рекорд на ова подрачје.
Со уреди од сопствена конструкција пренесен е звук преку ласерски зрак, односно одржани се врски со амплитудно модулирана телеграфија (A1A), импулсно-ширински модулирана телефонија (A3E), а испратена е и успешно примена и декодирана бавноанализирачка телевизиска слика - SSTV (Slow Scan Television, A3F). Користен е фул-дуплекс начин на работа, односно двете станици можеа истовремено да испраќаат и да примаат сигнали.
Два готови примопредаватели, поглед од задната (лево) и од предната (десно) страна. Се состојат од два комплети ласерски предаватели и два оптички приемници. На предната страна од цилиндрите (ПВЦ цевки од 160 mm) се наоѓаат рамни Френелови леќи од пластика, сместени помеѓу две стакла од по 3 mm. Темнокафеавата плоча е основна плоча фиксирана за троножецот, на која во средината се наоѓа сферен зглоб, којшто дозволува ротација околу 3 оски во просторот. Над овој зглоб е фиксирана светлокафеавата плоча со приемникот, предавателот и дурбинот, а подесувањето по азимут и елевација (во хоризонталната и вертикалната рамнина) се врши со четирите завртки, кои се фиксираат со пеперуткасти навртки. Во самата плоча се наоѓаат навртки за дрво, низ кои се завртуваат завртките. Евтино, а ефикасно и прецизно решение за ориентирање на оптиката. Пред одење на терен, најпрво оптиката на приемникот беше доведена во линија со зракот на предавателот, преку рефлексија на оддлечен ѕид. Така најпрво остварив врска самиот со себе, пред да направиме двонасочна врска на терен.
Според меѓународната класификација, кохерентното светло – ласерот, се смета за радиофреквентна комуникација. Комуникациите преку LED веќе се сметаат за светлосни (FSO - Free Space Optical Communications), иако се работи за мошне слични техники.
Користени се црвени диодни ласери со моќност од 150 mW и 200 mW, а на прием фотодетектори со трансимпеданциски засилувачи, засновани врз интегрираните кола OPT-101, зад Френелови леќи со дијаметар од 150 mm и фокусно растојание од 220 mm.
Горе лево е нискофреквентниот засилувач со интегрираното коло LM-386. Долу десно (виолетовата плочка) е фотодетекторот со трансимпеданцискиот засилувач, базиран на интегрираното коло OPT-101. Самата електроника на приемната страна беше многу проста, иако за поголеми растојанија имам предвидено директни каскадни засилувачи со големо засилување. Вистинската компликација доаѓа од оптиката и механичката стабилност и прецизност на целиот уред.
Тешко може да се опише возбудата, исчекувањето и стравот од неуспех пред секој „прв пат“, но ова беше нешто навистина ново и различно од сé што сме пробале досега. Врска преку радиобранови што се гледаат! Бидејќи ласерот на Николче имаше малку поширок сноп, многу бргу го пронајдов, додека мојот сноп беше толку тесен, што насочувањето беше потешко и неколку пати морав да вршам корекции во текот на пробите.
Вертикален профил на трасата. Бидејќи двете станици се наоѓаа на слична надморска висина, при елевација од +0,4,односно -0,4 степени, првичното насочување беше олеснато
Лево: Опремата користена на страната на Николче, Z32TW/P. Големиот цилиндар лево е приемникот, што се состои од Френелова леќа (со дијаметар 150 mm и фокусно растојание 220 mm), во чиј фокус во внатрешноста на цевката се наоѓа фотодетекторот OPT-101 (фотодиода со интегриран трансимпеданциски засилувач). Од надворешната страна се наоѓа нискофреквентен засилувач со интегрираното коло LM-386. Десно од големиот цилиндар е дурбинот за нишанење, а црвениот диоден ласер (со моќност 200 mW) е веднаш зад него. Склопот на примопредавателот е поставен на подвижна плоча со сферен зглоб, кјшто се потпира преку завртки за фино подесување по азимут и елевација на неподвижна плоча, фиксирана за троножецот. Од долната страна се гледа сивата кутија со електрониката на модулаторот на ласерот. Десно: Емитување на ласерскиот сигнал кон позицијата на Z31RQ.
Интересен куриозитет беше што мојот сноп на растојание од 2,35 km дури осветли една црвена дамка со дијаметар од околу 1 m во грмушките зад Николче, што одговара на агол од само 0,4 mrad (милирадијани), односно 0,024 степени! Просторниот агол изнесува само 4,5*10^(-8) sr, односно 45 nsr (наностерадијани). За споредба обична светилка има просторен агол од околу 6-10 sr, што кажува за колкава концентрација на светлосна енергија се работи, а со тоа и пренос на големи далечини со многу мали загуби.
Беа одржани врски со модулирана телеграфија, АМ телефонија, беше испратена музика преку ласер, а на крајот и оваа слика преку бавно анализирачка телевизија (SSTV - Slow Scan Television), поздрав (73) од мене (Z31RQ) до Николче. Една слика се пренесува за 37 секунди при пропусен опсег на говорните фреквенции. По приемот на звукот, истиот беше ресемплиран од 48.000 Hz на 11.025 Hz со помош на програмата Audacity, а потоа сликата беше декодирана со помош на компјутер и програмата MMSSTV.
Уредите (приемникот и предавателот) претходно беа прецизно доведени во иста линија, инаку врската немаше да биде можна поради ефектот на паралакс. Сигналите беа неверојатно силни на ова релативно кратко растојание, па со нетрпение очекуваме уште подалечни врски на терахерцното подрачје.
На првото видеото подолу се гледа и се слуша како изгледаше преносот на телеграфски сигнали (да се вклучи звукот), а сликата со островот Голем Град е првата SSTV слика пренесена преку ласерски зрак. Покрај сите слики има и соодветен коментар.
Црвената точка е сигналот на Николче, Z32TW/P, од Тумбе Кафе, непосредно пред стемнување.
Црвената точка е сигналот на Николче, Z32TW/P, од Тумбе Кафе
Имам испробано различни типови фотодетектори, но се одлучив за наједноставното решение, интегриран фотодетектор со трансимпеданциски засилувач во еден чип OPT-101. Овој склоп има минимум делови покрај самиот чип и има засилување од 1V/uA! Фотодетејторот се наоѓа во внатрешноста на цевката, за Френеловата леќа. Сé што му треба е само еден степен на нискофреквентно (NF) засилување, од другата страна на дрвената плоча.
Два готови примопредаватели, поглед од задната страна. Се состојат од два комплети ласерски предаватели и два оптички приемници.
Поглед на примопредавателите од предната страна. На предната страна од цилиндрите (ПВЦ цевки од 160 mm) се наоѓаат рамни Френелови леќи од пластика, сместени помеѓу две стакла од по 3 mm. Темнокафеавата плоча е основна плоча фиксирана за троножецот, на која во средината се наоѓа сферен зглоб, којшто дозволува ротација околу 3 оски во просторот. Над овој зглоб е фиксирана светлокафеавата плоча со приемникот, предавателот и дурбинот, а подесувањето по азимут и елевација (во хоризонталната и вертикалната рамнина) се врши со четирите завртки, кои се фиксираат со пеперуткасти навртки. Во самата плоча се наоѓаат навртки за дрво, низ кои се завртуваат завртките. Евтино, а ефикасно и прецизно решение за ориентирање на оптиката. Пред одење на терен, најпрво оптиката на приемникот беше доведена во линија со зракот на предавателот, преку рефлексија на оддлечен ѕид. Така најпрво остварив врска самиот со себе, пред да направиме двонасочна врска на терен.
Ласерот од 200 mW (максимално 300 mW) во своето куќиште за ладење. Постолјето е подесливо во хоризонталната и вертикалната рамнина, така што зракот се доведува во паралелност со оптичката оска на приемникот.
Горе лево е нискофреквентниот засилувач со интегрираното коло LM-386. Долу десно (виолетовата плочка) е фотодетекторот со трансимпеданцискиот засилувач, базиран на интегрираното коло OPT-101. Самата електроника на приемната страна беше многу проста, иако за поголеми растојанија имам предвидено директни каскадни засилувачи со големо засилување. Вистинската компликација доаѓа од оптиката и механичката стабилност и прецизност на целиот уред
Вертикален профил на трасата. Бидејќи двете станици се наоѓаа на слична надморска висина, при елевација од +0,4,односно -0,4 степени, првичното насочување беше олеснато
Ласерската врска е одржана помеѓу Џепането на Тумбе Кафе (Z32TW/P) и локација кај манастирот Св. Јован, кај Германски Гробишта (Z31RQ/P). Растојанието помеѓу двете станици изнесуваше 2.350 m (локатори: KN01PA94OD<>KN01PA78TJ)
Беа одржани врски со модулирана телеграфија, АМ телефонија, беше испратена музика преку ласер, а на крајот и оваа слика преку бавно анализирачка телевизија (SSTV - Slow Scan Television), поздрав (73) од мене (Z31RQ) до Николче.
Една слика се пренесува за 37 секунди при пропусен опсег на говорните фреквенции. По приемот на звукот, истиот беше ресемплиран од 48.000 Hz на 11.025 Hz со помош на програмата Audacity, а потоа сликата беше декодирана со помош на компјутер и програмата MMSSTV.
Опремата на страната на Николче, Z32TW/P. Големиот цилиндар лево е приемникот, што се состои од Френелова леќа (со дијаметар 150 mm и фокусно растојание 220 mm), во чиј фокус во внатрешноста на цевката се наоѓа фотодетекторот OPT-101 (фотодиода со интегриран трансимпеданциски засилувач). Од надворешната страна се наоѓа нискофреквентен засилувач со интегрираното коло LM-386.
Десно од големиот цилиндар е дурбинот за нишанење, а црвениот диоден ласер (со моќност 200 mW) е веднаш зад него.
Склопот на примопредавателот е поставен на подвижна плоча со сферен зглоб, кјшто се потпира преку завртки за фино подесување по азимут и елевација на неподвижна плоча, фиксирана за троножецот. Од долната страна се гледа сивата кутија со електрониката на модулаторот на ласерот.
ва е црвена дамка од мојот ласер, со дијаметар од околу 1 m на растојание од 2,35 km зад грбот на Николче. На овој начин е пресметан аголот на зракот од само 0,024 степени, односно просторен агол од само 45 nsr (наностерадијани). Ова покажува за колкава концентрација на енергијата во снопот се работи и колку се мали загубите во преносот.