31 oktober 2009

APA står i detta sammanhang för aperiodisk kortvågsmottagare. 

Över tusen apor fanns utplacerade hos betrodda personer under andra världskriget och flera år därefter. Aporna var anslutna via telenätet till den s k apkällaren i Stockholm. Ändamålet var att fånga upp trafik från spioner och agenter. En del svartsändande radioamatörer fastnade också i nätet. Kanske finns det fortfarande hemliga apor utplacerade och som övervakar dig och vad du har för dig på amatörbanden. Mer detaljer om de forna aporna finns på SM5CKI:s sajt www.signalspaning.se samt på www.antus.org/bunker/RKA.htm

Apan bestod i sin allra enklaste form av en bredbandig HF-förstärkare 1-20 MHz, en tonmodulator, AM-detektor och en LF-förstärkare. Apan var ansluten till en kort stavantenn och alla telegrafisignaler från närbelägna radiosändare och som var starka nog kom att höras i högtalaren i Apkällaren med den tonfrekvens som modulatorn (c:a 1000 Hz) var inställd på. 

Känsligheten var inställd så att en lågeffektsändare skulle upptäckas inom en radie av minst 500 m. Det gick således åt många apor för att täcka in en hel stad.

En kul grej det här tycker jag och som verkligen skulle kunna vara till nytta på 80 m telegrafi där signalerna under dagtid är väldigt få och synnerligen sporadiska. Nästan så sällan förekommande som en spionsändare under andra världskriget. Hur vore det då om minsta prick kunde registreras oberoende av vilken frekvens det sändes på. Bäst av allt, vi skulle slippa att sitta och ratta runt på radion, fram och tillbaka, upp och ner över bandet i jakten på någon som ropar CQ.

Nedanstående projekt får ses som ett utfall av ren och skär nyfikenhet. Frågor som jag ställde mig var hur lät en typisk apa av 40-tals konstruktion och vad kunde man förvänta sig att höra.  

Ja, jag vet att en modern högpresterande "mjukvaru-APA" kan realiseras mycket enkelt med hjälp av t ex en SDR-radio och några rader smart programkod, men då har vi ju också helt lämnat radiotekniken och det elementärt jordnära som går att begripa sig på - av oss som helst sysslar med radiorör och sånt.

Förmiddagens projekt blev att undersöka om Marinmottagare STM III A, tillverkad vid Aga:s radiofabrik på Lidingö 1939, skulle kunna byggas om till en 80 m Apa. Mottagaren är nu inte en rak mottagare som de gamla aperiodiska mottagarna var utan en enkelsuper med 465 kHz mellanfrekvens. Men principerna fungerar ändå. STM III A användes som pejlmottagare och har på så sätt nära anknytning till RKA och övervakningstjänsten.

Mottagaren täcker frekvensområdet 1.5 - 12 MHz i tre band och är bestyckad med 6 radiorör typ brunnsockel. Radion behöver 6.3 V glödspänning och 145 V anodspänning, antenn och högtalare för att fungera.

Som första åtgärd trimmades mottagaren upp ordentligt. Det kan vara en bra start så att man vet att mottagaren är frisk innan den modifieras. Därefter undersöktes schemat och några olika punkter där 1000 Hz ton från en tongenerator kunde tillföras letades fram. Principen är synnerligen enkel. Mottagaren skall stå i läge AM och ett av stegen före AM-detektorn, valfritt vilket, moduleras med t ex 1000 Hz.

Det går enkelt att anodmodulera HF-stegets anodspänning med hjälp av en vanlig högtalartransformator eller det går att påföra moduleringen på styrgaller, skärmgaller eller som jag gjorde via en 0.1 uF kondensator på katoden över katodmotståndet på 500 ohm.

En smått antik HP tongenerator användes för att katodmodulera mottagarens HF-steg. Denna gamla maskin lämnar rejält med utnivå och kan t o m driva en stor högtalare. Även en modern tongenerator kan fungera om den ger tillräckligt med utspänning förstås.

När moduleringen var på plats hade jag fått en alldeles utmärkt "spaningsmottagare" som täcker den bandbredd som MF-filtret bestämmer. I mitt fall c:a 10 kHz. Det innebar alltså att jag kunde passa 10 kHz bandbredd var som helst mellan 1.5 - 12 MHz.

Nu är 10 kHz kanske i underkant för att det skall vara någon vits med ett passningssystem som detta. I experimentellt syfte ökades kopplingsgraden mellan primär- och sekundärspolarna i MF-stegen för att öka bandbredden. Detta gjordes genom att införa två 10 pF kopplingskondensatorer på den varma sidan av spolarna. De fyra trimkärnorna justerade sedan till bästa kompromiss mellan maximum bandbredd och minimum rippel.

Nej, MF-kurvan är inte vacker men ändå fullt användbar för att få lite känsla för hur det kan låta från en apa. Bandbredden blev c:a 70 kHz vilket innebär att nästan hela CW-delen av 80 m kan övervakas i realtid.

Resultat: Minsta lila pip hörs. Det fungerar utmärkt.

Ett annat och kanske enklare sätt att påföra modulation på de inkommande radiosignalerna är att koppla in en modulator mellan antenn och mottagare.

Här ser vi den färdiga modulatorn. Antennen ansluts till vänster BNC-kontakt och mottagaren till höger kontakt. Modulatorn innehåller två kondensatorer på 4.7 nF som fungerar som DC-block. Två dioder typ 1N4148 eller motsvarande, en drossel på 1 mH samt ett motstånd på 330 ohm. Samtliga värden är okritiska. 

Tongeneratorn ställs in på önskad tonfrekvens, t ex 1000 Hz, och utnivån justeras till >2 V rms. 5 V fungerar utmärkt men 10 V blir för mycket. Dioderna är kopplade så att vid den positiva halvperioden leder diod nr 1 till jord medan diod nr 2 som ligger i serie med antennsignalen backspänns och spärrar antennsignalen. Vid den negativa halvperioden sker det omvända. Vad som händer är alltså att en inkommande CW-signal hackas sönder 1000 gånger i sekunden vilket hörs som en 1000 Hz ton i mottagaren på alla inkommande bärvågor.

Du som är nyfiken på hur det låter i verkligheten kan alltså snabbt och enkelt prova denna koppling, utan att ens behöva öppna locket på din radio. Notera dock att det frekvensområde som kan övervakas blir lika med MF-filterbandbredden i mottagaren. En del mottagare klarar uppemot 10 kHz men bredare än så är nog sällsynt.

Nu på kvällen när jag skriver detta så ramlar den ena stationen in efter den andra. Ju starkare signal ju högre volym. När ingen sänder är det nästan tyst i högtalaren trots att mottagarens volym står högt uppvriden. Signaler som är S1...2 hörs svagt, S5...7 högt och över S9 dånar in med full högtalarstyrka.

Intresset för aporna som användes under kriget är nog betydligt större än man kan ana och säkert finns det många bland läsarna som ligger sömnlösa om nätterna och grubblar på apor och hur sådana kan realiseras. Jag gjorde så häromnatten vilket efter uppvaknandet resulterade i en smärre ombyggnad av min Marinmottagare STM III A.

För att slippa använda en extern tongenerator så modifierades den inbyggda 465 kHz oscillatorn vilken enligt manualen är avsedd för s k interferensmottagning av morsetelegrafisignaler. Några interferenser vill vi inte ha i en APA. Schemat analyserades och BFO-spolen som syns på bilden ovan monterades bort liksom de två bruna glimmerkondensatorerna å 200 pF till vänster.

Tanken var att låta oscillatorn svänga på c:a 1 kHz istället. Detta gick att åstadkomma med hjälp av en s k tonspole som på 70-talet användes av bl a AP och Storno i deras tonselektiv för kommunikationsradio. Det är en fin komponent som är en högstabil induktans med 9 uttag längs med spolen. Svart är jord och vit är maximal induktans. Då oscillatorn med röret EF5 är av elektronkopplad typ passade det bra med att ansluta den bruna ledningen till katoden. Två kondensatorer på 0.1 uF behövdes också för att få resonans.

Utöver denna modifiering så byttes skärmgallermotståndet på 500 k till 3.9 k samt att oscillatorrörets frihängande anod anslöts via 1 k till +145 V anodspänning. Detta behövdes för att få ut den höga moduleringsspänning som HF-steget kräver för full modulering. Originalkopplingen på 465 kHz använde skärmgallret som anod och anoden användes som kopplingskondensator för att ta ut signalen till MF/Detektor-röret. En lite udda lösning som jag inte sett tidigare.

Den nya oscillatorn svänger utmärkt och utnivån blev aningen högre än vad som behövdes. Ett seriemotstånd på 1.5 k i serie med moduleringsspänningen löste den saken. När allt fungerade så ersattes de vita och gröna testsladdarna med fast förlagda trådar. Det innebär sålunda att STM III A blivit uppgraderad till fristående APA som inte behöver mer än antenn, högtalare och en nätdel för att tjänstgöra som radiospanare.

Nätdelen byggdes enligt gammalt recept på en bit planka. Notera att transformatorkärnan är skyddsjordad och en 315 mA nätsäkring ingår i konstruktionen. Den blåa saken är ett effektmotstånd som ser till att anodspänningen hamnar optimalt, d v s på 145 volt vid lagom volympådrag. Ett plåtsvep borde nog bockas till för säkerhets skull.

Erfarenheter så här långt...

Apan har nu gjort aktiv tjänst i två hela dagar och jag måste nog säga att jag är fullständigt förbluffad över hur effektivt en sådan till synes hopplöst föråldrad radioapparat kan övervaka ett stort segment av ett amatörband. När jag intog mogonkaffet i morse hörde jag Rune SM5COP ropa CQ på CQ utan svar. Han försvann igen efter en stund. Lite senare dök SM5IAJ upp och han försvann också. Några LA-stationer körde high speed och kl 08.54 ropade Henrik SM7ZFB på SK7LT. Några minuter senare stämde han av och kl 08.56 ropade han ytterligare på SK7LT en gång. Jag hade dock inte sändaren kopplad så jag fick skicka ett e-mail och meddela att han fastnat i nätet.

Igår hörde jag också Rune COP vid flera olika tillfällen under dagen ropa CQ på CQ. Under kvällen var det någon sorts rysstest och här utmärkte sig en RD3:a med jättesignal jämfört med alla de andra normalamatörer som låg betydligt svagare. Exakt kl 21 när testen slutade drog Rune igång igen med några nya CQ. Jag lyssnade på några av hans QSO:n. Allt utan att behöva använda frekvensinställningsratten en enda gång. Bara ställa in lagom volympådrag och lyssna med ett halvt öra på vad som är på gång. Ja, det är bekvämt - hur klarade vi oss tidigare?

Radiokommissarie B. Falkenberg
Gamlemark Radio SK7LT