			E.M.E System
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		Jean-Jacques F1EHN / Groupe F6KSX


Sommaire :
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	1. Introduction :
	2. Spcifications :
		2.1 Logiciels/calculateurs
		2.2 Interface
		2.3 Considrations sur le systme de poursuite automatique
		2.4 Installation / Excution
		2.5 Fichiers installs
	3. Logiciel d'initialisation des parametres "EMESETUP.EXE" :
	4. Logiciel de controle de la station "TRACKING.EXE" :
		4.1 Description
		4.2 Poursuite automatique
		4.3 Positionnement automatique
		4.4 Positionnement manuel
		4.5 Mesures de bruit (solaire ou sur radiosources)
	5. Interface de poursuite PC-Antenne-Rcepteur :
		5.1 Description
		5.2 Ralisation
		5.3 Raccordements
	6. Conclusion


1. INTRODUCTION :
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Ce systme  est principalement destin aux radioamateurs qui pratiquent 
les liaisons E.M.E . Il apporte une aide importante au trafic (gestion temps 
rel de la station, effet Doppler, fentre commune EME ...) et  la 
calibration de la station (Mesure du signal reu, poursuite de radiosources,
correction angulaire...).
	
Ce systme est compos de :
	- Un logiciel d'initialisation des paramtres de la station 
	(Indicatif, situation gographique, hystrsis de poursuite, butes ...) 
	utiliss par le logiciel de contrle.
	- Un logiciel de contrle assurant la gestion temps rel de la 
	station E.M.E ( Poursuite automatique de sources, priodes de trafic, 
	niveau reu, doppler ...).
	- Une interface entre le logiciel de contrle et la station E.M.E 
	( Moteurs, recopies de position des antennes, signal reu ...).

2. SPECIFICATIONS :
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2.1 Logiciels / Calculateur :

Les logiciels fonctionnent sur PC compatible  base de 8086,80286 quips 
de 640KO de mmoire et d'un moniteur basse rsolution CGA ou 
monochrome HERCULES 
		
Le logiciel de  contrle utilise le coprocesseur mathmatique s'il est 
prsent, sinon il l'mule.
	
Remarque : Il est ncessaire que le PC soit quip de 2 ports srie pour 
connecter l'interface et la souris (optionnelle).

2.2 Interface :
	
- L'alimentation de l'interface se fait en 5V uniquement.
- Toutes les entres sont compatibles TTL et actives  l'tat haut
- Les sorties CW, CCW, Up, Down sont interfaces par des relais ( 2A max ).     

2.3 Considrations sur un systme de poursuite automatique :

- Rsolution angulaire :

Plusieurs logiciels de poursuite automatique et leurs interfaces 
respectives existent dans le domaine radioamateur ( genre VK3UM, Instant 
Track ... ). La plupart de ces logiciels et interfaces sont des systmes 
fonctionnant  avec une rsolution numrique de 8 bits. La meilleure 
mesure de position que l'on puisse effectuer avec ces systmes est : 
	360 degrs / 2**8  soit 360 / 255 = 1.41 degr. 
Ce qui convient pour un groupement d'antennes 144 MHz ou pour de petits 
groupements 432 MHz . 
Au del, les pertes dues  une erreur de pointage seraient considrables. 
(Pour info, l'angle d'ouverture de 16 yagis 7 lambdas est proche de 
+/- 2 degrs  -3 dB de gain.)

Le systme dcrit utilise un format numrique 16 bits pour le logiciel 
et l'interface .
La rsolution obtenue est donc de :  360 / 2**16 = 0.0055 degr.
L'erreur apporte par ce systme est donc ngligeable dans l'erreur globale du 
systme de poursuite. Seul le capteur utilis pour la mesure de position de 
l'antenne limitera la rsolution. ( Potentiomtre  grande rsolution + ADC 
12 bits, codeur optique ...).

- Prcision angulaire :

La prcision de la mesure de position est limite par les jeux mcaniques, 
la rsolution de mesure (voir ci-dessus), la calibration (ou calage) de la 
station, les drives mcaniques et lectroniques du systme, les performances 
du calculateur, les erreurs de calculs.

	Jeux mcaniques :  Ils sont souvent ds aux rducteurs de vitesse des 
	moteurs de positionnement site et azimut. Ce jeu peut simplement 
	entrainer un "pompage" sur la position de l'antenne. 
		Le jeu mcanique le plus important est celui qui existe entre la 
	position des antennes et l'organe de recopie de position. Ce jeu se 
	traduit directement par une erreur de position de l'antenne.

	Calibration de la station : Les lments de recopie doivent d'abord tre 
	parfaitement calibrs en azimut (0 / 360 en faisant un tour complet) et 
	lvation (0 / 90  l'aide d'un niveau ). Ensuite le calage sur un point 
	parfaitement connu doit tre effectu. L'erreur de calage se traduit 
	directement par une erreur de position de l'antenne. 
		Le logiciel de contrle permet d'effectuer un calage prcis par 
	mesure de bruit solaire. Un calage sur un signal lunaire (fluctuations 
	importantes) ou  la boussole (peu prcis et attention  la dclinaison 
	magntique) n'est pas correct. La mesure du bruit solaire permet 
	galement de tester la station en sensibilit et de faire des vrifications 
	priodiques.

	Drives mcaniques et lectroniques : Ces drives peuvent tre 
	estimes en ralisant un tracking sur le soleil et en vrifiant le pointage 
	au maximum de bruit solaire pour diffrents sites et azimuts. Elles 
	peuvent tre corriges par logiciel (voir 4.1 Fenetre 'Antenna').
		Gnralement ces drives sont dues  des torsions mcaniques
	du support d'antenne,  des variations d'offset (problmes thermiques),
	 des non-linarits des capteurs de recopie ou  une mauvaise 
	verticalit du pylne ou positionneur. Ces drives mcaniques 
	ou lectriques se traduisent par une erreur variable de position.

	Les performances du calculateur : Le temps sparant deux calculs de
	position de la lune est quivalent  un jeu mcanique dans le rducteur 
	de vitesse du moteur. Plus la vitesse de rotation des antennes est 
	importante, plus l'erreur est grande. Exemple : soit un PC 80286  8 
	MHz; son temps de calcul est approximativement de 0.3 sec. Si la 
	rotation des antennes se fait  1/sec alors le "jeu mcanique" d au 
	calculateur est de 0.3 * 1 = 0.3 degr. Ce jeu peut se traduire par un 
	pompage de la position des antennes.

	Remarque : Le "pompage" est maitris grce aux paramtres d'hystrsis 
	demands par le logiciel dans le setup du Tracking.

	Les erreurs de calcul : Le logiciel ralise tous ses calculs en mode 
	double-prcision et utilise le co-processeur s'il est prsent, sinon 
	il l'mule. La poursuite automatique fonctionne avec l'interface dans 
	un format 16 bits. Seule la rsolution de l'affichage de la position 
	des sources et des antennes est rduit. Les rsultats de calculs de 
	position de la lune et du soleil ont t compars avec des valeurs 
	communiques par le bureau des longitudes de l'Observatoire de PARIS. 
	Aucune erreur significative n'a t releve.

2.4 Installation / Excution :

- Crer un rpertoire sur votre disque dur                

- Copier tous les fichiers de la version DOS dans ce rpertoire. 

- Sous DOS, crer un fichier de commande ou se placer dans le rpertoire et 
taper le nom de l'application EMESETUP.EXE ou TRACKING.EXE.
Remarque : Les programmes peuvent tre excuts  partir de la disquette.

2.5 Fichiers installs :

EMESETUP.EXE :  Logiciel d'initialisation
TRACKING.EXE :  Logiciel de contrle
HOME.DAT :      Exemple de fichier principal de donnes de la station EME
F1EHN.DAT :     Exemple de fichier de donnes pour la station de F1EHN 
NO_COM.DAT :    Exemple de fichier de donnes n'utilisant pas de port COM 
DXCCPREF.DBR    Fichier des prfixes DXCC
TRACK.INI :     Fichier de sauvegarde de la configuration d'cran de TRACKING.EXE.
F1EHN.TCV :     Fichier d'exemple de correction angulaire associ  F1EHN.DAT.
READ_EME.TXT :  Notice anglaise 
LIS_EME.TXT :   Notice franaise


3. LOGICIEL D'INITIALISATION DES PARAMETRES "EMESETUP.EXE" :
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- Le logo de prsentation s'affiche durant environ 1,5 secondes et laisse 
place  l'cran de slection de fichier.

- Choix d'un fichier de donnes *.dat :

Slectionner un fichier dans la liste ("double-click" ou "click" + O.K) pour 
l'diter, ou choisisser "NEW" pour crer un nouveau fichier.

Remarque : Il est plus rapide de lire un ancien fichier, de le modifier puis 
de le sauvegarder sous un autre nom plutt que crer un nouveau fichier.

- L'cran de EME Setup affiche tous les paramtres du fichier :

Remarque : La version DOS gre uniquement les ports COM1 et COM2. 

- utiliser la souris ou la touche "ESC" pour passer de fentre en fentre.

- le bouton "Help" vous guide dans l'utilisation du programme. Les "?" donnent 
des renseignements plus spcifiques.

- le bouton "Save" permet de sauvegarder le fichier aprs modification. 
La sauvegarde se fait si les renseignements sont corrects, sinon un message 
d'erreur apparait ou le curseur se place dans la fenetre qui ncessite une 
nouvelle valeur.

- le bouton "Save as..." permet de sauvegarder le fichier sous un autre nom 
aprs modification. La sauvegarde se fait si les renseignements sont corrects, 
sinon un message d'erreur apparait ou le curseur se place dans la fenetre qui 
ncessite une nouvelle valeur.

- le bouton "Quit" permet de quitter EMESETUP.

- le bouton "Tracking Setup" permet de changer d'cran pour saisir les 
paramtres ou les modifications des paramtres TRACKING. Le changement 
d'cran est possible si les renseignements sont corrects, sinon un message 
d'erreur apparait ou le curseur se place dans la fenetre qui ncessite 
une nouvelle valeur.

Remarque : Les paramtres de tracking ne sont pas ncessaires si l'interface 
PC n'est pas utilis. L'cran "Tracking setup" n'est pas affich si le port 
srie n'existe pas (COM=0). 

Computer Time : c'est l'cart de temps qu'il existe entre l'heure du PC et 
l'heure TU. Dans l'exemple (UTC + 1), l'heure PC a 1 heure de plus que l'heure TU 
(Horaire d'hiver en FRANCE).

Drive Hystrsis : (Start=0.6 Stop=0.3) Hystrsis de poursuite pour viter tout phnomne de 
"pompage". Dans l'exemple ci dessus, le moteur d'Azimut tourne quand l'cart 
Antenne/Source est > 0.6  et il s'arrte quand l'antenne a dpass la source 
de 0.3  (Stop doit tre < Start).

Parking : Position des antennes en mode "parking". "TRACKING" rejoint 
automatiquement ces valeurs . 

Endstop Elevation High / Low : Butes lectroniques en lvation haute et 
basse . L'antenne s'arrte quand elle dpasse ces valeurs (Scurit). 
Les valeurs des butes doivent tre comprises dans la plage de mesures 
de position.

Endstop Azimut CW / CCW : Butes lectroniques en azimut pour le sens horaire 
et le sens horaire contraire. L'antenne s'arrte quand elle dpasse ces 
valeurs (Scurit). Les valeurs des butes doivent tre comprises dans la 
plage de mesures de position. Exemple : Pour la FRANCE CW=300 CCW=60.

BIN / BCD : Indique  "TRACKING" le mode de conversion  utiliser. 
(Le mode dpend des capteurs de position utiliss).

Range : Indique  "TRACKING" la plage de mesures de position ralise par le 
capteur correspondant. (En mode binaire).

Offset : Valeur de l'angle de position de l'antenne quand l'entre de 
l'interface reoit "0". (butes mcaniques, potentiomtre ou codeur  la 
position zro ).

Exemple de configuration en azimut :
Mode = BIN, Range = 300, Offset = 30, CCW = 60, CW = 300.

4. LOGICIEL DE CONTROLE DE LA STATION "TRACKING.EXE" :
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4.1 Description :

- Le logo de prsentation s'affiche durant environ 1,5 secondes et laisse 
place  l'cran de slection de fichier.

- Indiquer le nom du fichier .dat dsir (le bouton home.dat est valid si 
le fichier existe) :

Remarque : Si vous utilisez l'interface, il doit tre mis sous tension et 
connect maintenant.

- Slectionner un fichier dans la liste ("double-click" ou "click" + O.K) 
pour le charger. Vous pouvez charger "Home.dat" en appuyant sur le bouton 
"Home.dat".
 
- Si vous dsirez quitter "TRACKING", choisissez "Cancel", puis "Quit" 
dans le menu "File" .

- Ecran Principal de "TRACKING" :
	
Remarque : Si vous n'utilisez pas d'interface (COM=0), les fentres "Antenna" 
et "Signal level" ne sont pas affiches, le menu "Control" est dvalid.
Si un fichier "*.tcv" (avec le mme prfixe que le fichier "*.dat") xiste, 
TRACKING le charge automatiquement (Chapitre 4.1 Fentre "Antenna")

- Menu "File" :
	New : pour changer de fichier ".dat"
	Parking : pour parquer les antennes automatiquement
	Quit : pour quitter "TRACKING"

- Menu "Sources":
	Pour slectionner la source dsire

- Menu "Traffic":
	Pour adapter les priodes de trafic (Dure, squence)

- Menu "Control":
	Az/El position : L'antenne est dirige automatiquement vers les valeurs 
	introduites pour Azimut et Elvation
	Auto Track : Valide ou dvalide la poursuite automatique
	Normal level : mesure absolue du niveau reu (Offset = 0)
	Reset level : mesure relative du niveau reu (Offset = Valeur moyenne reue)

- Menu "Windows":
	Ouvre ou ferme les fenetres slectionnes
	Save Track.ini : sauvegarde la configuration de l'cran.

	Remarque : Il est possible de changer les emplacements des fentres 

- Menu "About":
	Donne la version du logiciel.

- Fenetre "U.T.C" :
	Affiche l'heure et la date TU

- Fenetre "Source" :
	Affiche la position de la source choisie 

- Fenetre "Traffic" :
	Affiche - les priodes de trafic (Rx/Tx),
		- les pertes supplmentaires du trajet Terre/Lune par rapport 
		au prige
		- le shift de frquence Doppler caus par la rotation de la 
		terre et par le mouvement Terre/Lune
		- la frquence de travail
	
	Remarque : La fentre "Traffic" est en phase de calibration jusqu'a 
	la premire priode de trafic. L'tiquette Rx/Tx clignote 10 secondes 
	avant chaque nouvelle priode pour prvenir du changement. 

- Fenetre "Antenna" : 
	Affiche - la position de l'antenne
		- le sens de rotation de l'antenne
		- les paramtres antennes (Tracking, Endstop, Parking...)

	Remarque : Corrections angulaires 
	---------------------------------
	Si vous utilisez un fichier de correction angulaire, le nom
	de la fenetre devient "Antenna + tcv" (tcv:Tracking Correction Values).
	Pour utiliser un fichier de correction :
		- Editer le fichier existant  l'aide de l'diteur DOS
		- Modifier les valeurs
		- Sauvegarder avec le mme prfixe que le fichier *.dat 
		utilis et le suffixe '.tcv'.
		Ex: f1ehn.dat utilise le fichier f1ehn.tcv
	Le fichier de correction possde un entte pour donner les limites 
	des valeurs de correction. Ne pas effacer cet entte. Ne modifier que 
	les valeurs ncessaires. Si "Tracking" dtecte une erreur dans le 
	format du fichier "*.tcv", il ne l'utilisera pas.
	'[Azimuth value]        (Step=10deg)
	'Azimuth correction     (Max : +/- 5 deg)
	'Elevation correction   (Max : +/- 5 deg)


- Fenetre "Signal" :
	Affiche - la valeur crte du signal reu (mesures d'chos )
		- la valeur moyenne du signal reu (mesures de bruit)
		- la valeur de l'offset de niveau.
		
- Fenetre "Station<=>DX" :
	Les paramtres Station<=>Dx sont calculs  partir d'un prfixe DXCC 
	saisi par l'oprateur. La liste des prfixes DXCC peut tre mise  jour  
	et consulter  l'aide de l'diteur du DOS. Cette fenetre affiche :
		- la position de la lune pour la station DX
		- l'cart de frquence Doppler entre la station et le DX
		- l'cart de polarisation entre la station et le DX
		- la distance entre la station et le DX
		- le prfixe et le pays DXCC

Remarque : Ces informations sont mise  jour  chaque priode de trafic. 
La fentre"Station<=>DX" est invisible si la source slectionne n'est pas 
la lune.

4.2 Poursuite automatique :

Dans le menu "Control", cliquer sur "Auto Track". L'antenne rallie 
automatiquement la position de la source slectionne. La rotation de 
l'antenne s'effectue lorsque l'cart de position est suprieure  la valeur 
de l'"hystrsis start". Le moteur s'arrte quand l'antenne a dpass la 
source de la valeur de l'"hystrsis stop". L'antenne s'arrete 
automatiquement quand elle atteint les valeurs des butes lectroniques 
(Endstops).         
Si vous utilisez un fichier de correction angulaire, les valeurs de 
corrections sont automatiquement prise en compte (voir 'Fenetre Antenna').

4.3 Positionnement automatique :

Dans le menu "Control", cliquer sur "Az/El Position". Entrer les valeurs 
d'azimut et d'lvation demandes. L'antenne rallie automatiquement la 
position souhaite
	
4.4 Positionnement manuel :

Les curseurs Haut, Bas, Droit, Gauche permet de modifier la position des 
antennes manuellement. La premire commande d'une touche valide la commande 
du moteur correspondant (Haut = High, Bas=Low, Droit=CW, Gauche=CCW). 
Pour arrter le moteur, appuyer sur la mme touche ou sur celle qui commande 
le sens de rotation inverse.

Remarque: Ces commandes sont actives si la fenetre "Antenna" est active
(Cliquer dans cette fenetre pour l'activer).

4.5 Mesure de bruit solaire ou sur radiosources :

Orienter l'antenne vers une zone calme du ciel (Menu "Sources","Cold sky": 
Ra=9h30 Decl=40deg). Dans le menu "Control", choisir "Reset Level" pour 
afficher une valeur moyenne nulle pour le bruit de la zone calme. Orienter 
l'antenne vers le soleil (Menu "Sources","Sun"). Lire la valeur de l'excs de 
bruit solaire dans la fentre "Valeur moyenne". La prcision de ces mesures 
dpend de l'talonnage de la mesure du signal reu .

5. INTERFACE DE POURSUITE PC - ANTENNE - RECEPTEUR :
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5.1 Description :

Le synoptyque, donn en annexe, dcrit les principales fonctions de l'interface. 
Le chronogramme des diffrents signaux, le schma  et la nomenclature 
lectrique de l'interface sont annexs.

L'adaptation de niveau RS232/TTL est ralis par un MAX232. Les liaisons 
asynchrones sont gres par un circuit spcialis UART HD6402. 
Le port srie est programm par le logiel de contrle "TRACKING.EXE"  
9600 bauds, 8 bits, 1 bit d'arrt, sans parit. 

Un dcodage des messages reus est ralis par 2 PROMs (256*8). 
Le contenu des PROMs est donn en annexe. 
La PROM "CONTROL" interface :
	- les commandes des relais 
	- les signaux Rx/Tx 
	- le test de liaison RS232 (la LED "Clock" clignote si la liaion est 
	correcte) 
La PROM "ENABLE" assure la gestion :
	- du bus Emision RS232 
	- des ports d'entre. Le port 8 bits (signal reu: 0 = 0 dB, 255 = 51 dB) 
	est transmis directement, les 2 ports 16 bits (mode Binaire ou BCD) sont 
	transmis sur 2 octets. 
	
Le dcodage est ralis par PROM pour permettre une extension du logiciel. 
En effet plusieurs cartes d'interface peuvent tre paralllises par 
les signaux Bus Emission/Bus Rception; il suffit de leur attribuer des 
adresses diffrentes. Une des cartes est "Maitre" (elle possde la liaison 
RS232 avec le PC), les autres sont "Esclave" ( sans MAX232 et UART ). 
Ce systme permet donc des extensions futures telles que Mesures de puissance 
mise, rotation de polarisation, gestion de groupements d'antennes spars, 
commande du traitement numrique du signal reu ...

5.2 Ralisation :

L'implantation du CI est donne en annexe. 
Les composants sont faciles  se procurer. 
Le cablage du circuit imprim se fait trs rapidement et ne demande 
aucun commentaire. La carte est alimente uniquement en 5 V et la 
consommation maximale est de 500 mA en technologie LS TTL et 
avec 2 relais ON. Elle fonctionne galement avec une consommation 
moindre en technologie HCMOS. L'interface ne ncessite aucun rglage. 
Seule la calibration de la station (Capteurs de position, mesure du 
signal reu) sera ncessaire.


5.3 Raccordements :

La liaison RS232 est dcrite en annexe. Les accs du port 8 bits et des 
2 ports 16 bits sont compatibles TTL et sont dfinis en annexe.

- Exemple de capteur :
	La carte interface ne comporte pas de systme de recopie de position. Chacun utilise le systme qu'il peut mettre en oeuvre ( potentiomtre + ADC, potentiomtre + voltmtre digital (BCD), codeur optique ...). La carte dlivre des signaux d'horloge permettant de grer ces priphriques. 
En mode Binaire, toutes les rsolutions peuvent tre ralises jusqu' 
16 bits. Les bits de poids faibles non utiliss de l'interface seront relis 
 la masse.
En mode BCD, les 2 bits de poids forts sont mis  la masse (400 et 800 deg).  
		
Un schma de codeur 12 bits utilis par F6KSX est donn en annexe. 
3 codeurs sont utiliss pour le site, l'azimut et le signal reu. 
EME System est utilis en mode Binaire avec Range = 360 deg. 
Offset = 0 deg en azimut et Offset = -2 deg en levation pour permettre 
le fonctionnement  l'horizon.
	
Elvation / Azimut : Un potentiomtre BECKMANN 5KO Linarit 0.2% sur 
10 tours est utilis en rsistance variable sur 1 tour en remplacement 
des potentiomtres des KR500B et KR2000. Cette rsistance variable avec 
la position des antennes est alimente par un gnrateur de courant constant. 
La tension gnre aux bornes de la rsistance, proportionnelle  la position 
des antennes, est numrise par un ADC et applique  l'entre de l'interface. 
Le rglage s'effectue en ajustant la variation de tension de 0  5V pour 
360 degrs ou 0  1.25V pour 90 degrs. L'offset de l'ADC sert  raliser un 
calage prcis de la position des antennes. La prcision et la rsolution sont 
de l'ordre de 0.5 degr. La rsolution est limite par le bobinage du 
potentiomtre. Une piste carbone ou un bobinage plus fin serait prfrable.

La CAG d'un TS440 est amplifie par un Ampli OP et varie de 0  5 V pour une 
variation de 51 dB. Elle est ensuite numrise par un ADC et applique  
l'entre SIGNAL de l'interface. La linarit mesure est meilleure que 0.5 dB. 

6. CONCLUSION :
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Le systme dcrit est facile  raliser et offre une grande prcision. 
L'intrt de ce systme est triple :
- Il facilite le trafic E.M.E 
- Il assure un meilleur rendement de la station grce  un pointage prcis 
- Il permet de rentrer en dtail dans la conception de la station E.M.E et 
d'en observer le fonctionnement.

Les logiciels sont disponibles en change d'une disquette 3,5"/1.44 MO vierge 
et d'une ETSA pour le retour.
Si vous dsirez d'autres renseignements, vous pouvez me joindre  mon 
adresse :         

Jean-Jacques MAINTOUX  F1EHN
24 rue de Villacoublay
F78140 VELIZY
Phone : (1).34.65.08.97
