First EME 6 meter Indonesia - USA

Setelah mencoba berbulan-bulan akhirnya malam ini terjadi komunikasi lengkap JT65A melalui pantulan bulan atau Earth Moon Earth , EME, antara YB2MDU dan W7GJ di USA.Sebenarnya dari beberapa kali percobaan hampir 99% sinyal W7GJ selalu bisa terdekode, namun dia hanya berhasil mendekode sinyal YB2MDU satu atau dua kali saja.

Percobaan QSO diawali dari bulan Februari 2017, waktu itu antenna 6 meter masih terpasang sejajar di atas antenna tribander 10 meter, 15 meter dan 20 meter pada tower setinggi 18 meter. Percobaan pertama gagal, lantas W7GJ menyarankan agar antenna 6 meter di pasang dengan arah 90 derajat berbeda dengan antenna tribander.

Perubahan antena tidak membuahkan hasil. Akhirnya saya putuskan menurunkan antenna dan memindahkannya terpisah dari antenna tribander. Dengan ketinggian sekitar 7 meter dari atas tanah,   antenna 7 elemen yagi YU7EF 0607 siap digunakan. Arah antenna diputar secara 'ototer' karena antenna hanya akan bekerja saat Moon Rise atau bulan terbit dan Moon Set atau bulan terbenam.

27 November 2018 adalah saat pertama sinyal W7GJ bisa terdekode. Sinyalnya lumayan kuat -25 db. Namun sayang dia tidak berhasil mendekode sinyal YB2MDU. Percobaan demi percobaan dilakukan, cukup mudah menerima sinyal W7GJ namun karena saya hanya memancar 100 watt, dia belum berhasil mendekode sinyal yang kukirim.

W7GJ berinisiatif mengirimkan power amplifier dari USA. PA ini mampu mengeluarkan daya sampai dengan 300 watt. Menggunakan DHL kiriman tersebut segera sampai di Jakarta, terlacak di web bea cukai kiriman tersebut tertahan. Saya coba minta tolong YB0AN, Pak Hakim, untuk menanyakan ke bea cukai, jawabnya mencengangkan, bea yang harus kutanggung 15 juta rupiah.

Saya bilang ke Lance bahwa tidak mungkin membayar bea masuk sebesar itu, lagian ini barang bekas. Untungnya PA ini diasuransikan, artinya kalau tidak sampai ke alamat tujuan maka barang tersebut akan dikirim kembali ke pengirim. Saya kirim email ke bea cukai bahwa saya tidak membutuhkan barang tersebut. Akhirnya benda itu balik lagi ke Amerika.

Muncul ide untuk memperpanjang boom, kali ini saya coba 0610 design YU7EF, sempat juga kirim email kepadanya untuk konsultasi. Antenna ini panjang boomnya 15 meter dengan 10 elemen terpasang pada ketinggian sekitar 8 meter.

Singkat cerita dengan antenna sepanjang 15 meter ini, W7GJ masih juga belum bisa mendekode sinyal yang saya kirim. Kesimpulannya masih sama, kekurangan power, walaupun gain antenna sudah ditambah namun power 100 Watt belumlah cukup. 

Akhir desember 2018, saya order PA 50 Mhz kepada YB2XI, Pak Nur di Jogja. Design menggunakan BLF188XR. Beruntung mendapatkan 2 buah dengan harga cukup murah di eBay. Namun sayang keduanya meletus...gagal. Kemudian dicoba menggunakan MRF150, namun lagi-lagi gagal, LPF berasap dan power tidak bisa mencapai yang diinginkan. 

PA 50 MHz memang jarang digunakan di Indonesia, beberapa kali tanya teman barangkali ada yang punya namun tidak menemukannya. Paling yang ada hanya PA built up HF + 6 meter yang cukup mahal.

Pertengahan  Juli 2019, muncul ide menggunakan tabung. Jatuhlah pilihan pada GS35B. Searching di pasar lokal, harganya cukup mahal. Mencoba menghubungi teman di Eropa barangkali ada barang murah di sana. Lewat bantuan EA8DBM, Alex, pada akhir Desember 2019 saya memesan dua buah GS35B. Kebetulan dia sedang jalan-jalan ke Rusia, ada temennya yang jualan di sana. Harganya jelas lebih murah daripada di Indonesia.

Sambil menunggu kiriman GS35B datang, ada khabar baik dari Jogja, dengan palet baru, PA siap di uji coba. Meluncurlah saya ke Jogja seperti beberapa kali saya lakukan. Dari rumah membawa IC-9100 untuk uji coba. Sesampai di sana segera melakukan uji coba. Alhamdulillah, power keluar 500 Watt stabil, tidak ada yang mengeluarkan asap. 

14 Januari 2020, pukul 15.14 UTC atau 22.14 WIB, saat yang ditunggu-tunggu datanglah. Antenna sudah mengadap ke timur menuju arah bulan terbit. Tiba-tiba muncullah trace pada waterfall pada 14.50 UTC, elevasi bulan sekitar 8 derajad. Double klik pada trace tersebut...Alhamdulillah, W7GJ mengirim message 'OOO' yang menandakan dia telah menerima panggilan saya.

Selanjutnya saya kirimkan message 'RO' sebagai balasan bahwa "OOO" dari W7GJ telah terdekode. Sebenarnya sampai di sini komunikasi EME telah dianggap sukses. Namun umumnya harus diakhiri dengan mengirim message "73". Beruntung, baik saya maupun W7GJ sukses mengirimkan "73".

Saya rasa ini adalah kejadian pertama komunikasi EME 6 meter antara Indonesia dan USA. Kalau mengunakan pantulan ionosfir barangkali sudah pernah terjadi, hanya saja saya belum menemukan datanya. Hari-hari selanjutnya, mulai masuk beberapa email, mengajak melakukan QSO 6 meter melalui EME. Sebagian ajakan terpenuhi dan berakhir sukses, baik itu di benua Amerika saat bulan terbit maupun di benua Eropa saat bulan menjelang tenggelam.

Antenna masih belum optimal karena hanya bisa dipakai saat bulan terbit dan tenggelam. Mengarahkannyapun masih manual, dengan petunjuk kompas dan software penunjuk posisi bulan.. Ke depannya antenna mesti dibuat bisa memutar dan mendongak secara remote. 

Connecting Linrad to MAP65

Akhirnya saya harus menggunakan Linrad yang konon katanya kependekan dari Linux Radio. Semula otak ini masih belum bisa menerima mengapa harus menggunakan Linrad karena antara Linrad dan RSPDuo sudah ada HDSDR yang bisa langsung dihubungkan ke MAP65.

Saya sempat tanyakan kepada Dan VE6XH yang menyusun petunjuk cara menghubungkan RSPDuo ke MAP65.

Ternyata memang tidak bisa meninggalkan Linrad kalau ingin MAP65 berfungsi sebagaimana mestinya. Tanpa Linrad, MAP65 hanya bisa mendekod sinyal dengan 1 polarisasi saja, sebaliknya bila memakai linrad maka semua polarisasi bisa terdekod mulai dari Horizontal, Vertikal bahkan sudut tertentu yang diinginkan misalnya 45 derajad atau 135 derajad. Jadi dari linrad bisa keluar sampai 5 output, kombinasi H dan V, H atau V saja, 45 dan 135 derajad. 

Sementara yang terinstal sekarang hanya Linrad ke MAP65. Linrad menerima data dari 2X HDSDR, satu untuk polarisasi Horizontal, satunya untuk polarisasi Vertical. HDSDR menerima input dari RSPDuo melalui IOExt. Cukup panjang prosesnya, ada 4 buah aplikasi yang dijalankan dalam satu waktu untuk memproses sinyal dari bulan sehingga bisa terbaca pesan yang diterima. Aplikasi tersebut adalah 2X HDSDR, Linrad dan MAP65. 

Saya sedang mempersiapkan petunjuk instalasi RSPDuo untuk EME berdasar tulisan VE6XH. 

LNA

LNA atau Low Noise Amplifier merupakan bagian penting dalam komunikasi EME. Bagian ini terletak antara Antenna dan Receiver, berfungsi menguatkan sinyal yang diterima namun dengan syarat noisenya rendah.

Sebenarnya tanpa LNA pun kita masih bisa menerima sinyal lawan namun dengan syarat lawannya adalah big gun semacam HB9Q atau I2FAK seperti yang saya lakukan diawal-awal berkomunikasi EME. Apabila digunakan dengan stasiun biasa, dengan power dibawah 1 kW maka akan sangat sulit untuk menerima sinyal lawan.

LNA dipasang sedekat mungkin dengan antenna agar noise yang timbul sepanjang saluran coaxial tidak ikut dikuatkan. Problem yang timbul adalah switching antara TX dan RX dimana posisi LNA yang sangat dekat dengan saluran yang mengalirkan RF membuat LNA jadi rentan mati. Perlu ditambahkan switch tambahan untuk mengamankan LNA agar aman dari pengaruh tegangan RF.

Untuk praktisnya bisa digunakan bias tee untuk memberi tegangan LNA melalui saluran transmisi / kabel coaxial. Apabila tegangan menggunakan saluran terpisah maka harus dijaga agar RF tidak mengalir ke sumber tegangan.

Kembali ke WSJT-x

Setelah beberapa bulan menggunakan WSJT-10 untuk berkomunikasi EME, hampir 200 kontak telah terjadi. Setiap selesai QSO sudah barang tentu hasil komunikasi harus dicatat dalam logger, dalam hal ini saya gunakan HRDlog.

Mengapa HRDlog, karena saya lebih sering menggunakan mode digital dengan aplikasi DM780 yang terintegrasi dengan HRDlog. Selain itu WSJT-x dengan perantaraan WSJT Alert juga terintegrasi dengan HRDlog.

Masalahnya WSJT-10 belum terintegrasi dengan HRDlog, sehingga pengisian log harus dilakukan secara manual, diketik.
Nah, kembali terpikir untuk menggunakan WSJT-x untuk EME. Akhirnya membuka lagi referensi yang dibuat W7GJ, Mr. Lance.

Singkat cerita proses migrasi telah terjadi, 2 aplikasi dijalankan bersamaan, WSJT-x dan WSJT-10. Semula terlihat proses decode lebih lambat dari WSJT-10, ini yang membuat ragu-ragu, namun ternyata hanya dikarenakan setting yang tidak tepat. Disisi lain ternyata WSJT-x membaca sinyal lebih tinggi dari WSJT-10, selisihnya bisa 2dB lebih tinggi.

Kemudian masalah pertukaran message di WSJT-x untuk EME, awalnya belum tahu kalau harus memilih 'sh' agar muncul message khas EME, 'RO', 'RRR' dan 'OOO'. Untungnya dengan mencoba semua opsi akhirnya WSJT-x sudah mirip WSJT-10 dengan bonus setelah kirim message '73', QSO langsung tercatat dalam HRDlog.

Satu kekurangan yang belum ketemu solusinya, EME 2m menggunakan mode JT65b namun yang masuk HRDlog masih JT65 saja, sehingga masih diperlukan sedikit editing agar modenya sesuai.

My First 2 meter EME Contact

Mungkin ini adalah moment yang tidak akan pernah saya lupakan, kontak pertama dengan stasiun Eropa pada band 2 meter menggunakan bulan sebagai pemantul.

Bermodalkan tranceiver SSB VHF dengan daya pemancar 100 watt dan antena yagi 4 X 13 elemen dengan polarisasi horizontal, maka terjadilah kontak pertama EME 2 meter antara YC2MDU dan I2FAK.

Karena sudah terbiasa menggunakan WSJT-x maka pilihan pertama untuk komunikasi EME jatuh padanya. Namun ternyata menggunakan aplikasi WSJT-x dengan mode JT65 submode B menjadi kurang nyaman karena harus mengedit baris-baris message yang hendak dikirim. Pertukaran report bukannya angka-angka decibell tapi huruf "O" dan "RO".

Huruf "O" dikirim bila panggilan CQ diterima oleh sebuah stasiun. Kemudian apabila stasiun tersebut bisa menerima kiriman "O" maka ia menjawabnya dengan "RO". Cukup simple tapi menjadi ribet di WSJT-x. (update: ternyata ini hanya ketidak tahuan saja, dengan memilih 'sh' message otomatis berubah ke EME format) 

Pada kesempatan berikutnya saya gunakan WSJT-10 yang memang dibuat khusus untuk EME. Setelah mengisikan callsign lawan maka dengan menekan tombol generate message maka terbentuklah urutan message dari awal sampai akhir.

Rasanya tentu sangat menyenangkan, seperti saat pertama kali panggilan kita diterima stasiun lawan. Namun EME sangat istimewa, karena jarak tempuh gelombang radio yang kita pancarkan sangat jauh, sekitar 700 ribu kilometer dari bumi ke bulan kemudian memantul lagi ke bumi. Untuk dapat diterima stasiun lawan, gelombang radio membutuhkan waktu kurang lebih 2,4 detik. 

Lebih istimewa lagi karena saya hanya memancar 100 Watt, beruntung lawannya adalah stasiun big gun yang punya antenna super besar  sehingga mereka bisa menerima sinyal saya. Umumnya stasiun EME memancar diatas 500 Watt. 

Bakerja EME dengan power kecil tentu sangat merepotkan stasiun lawan, hanya mereka yang punya receiver yang sangat peka yang bisa menerimanya. Kedepannya saya mesti menaikkan daya pancarkan, paling tidak 200 watt sesuai batas yang diperbolehkan untuk YC. 

Degradasi

Sekarang saatnya bulan purnama, sepertinya cocok sekali untuk komunikasi EME. Seperti biasa saya tengok  http://www.chris.org/cgi-bin/jt65emeA untuk memantau statiun mana saja yang sedah aktif. Ternyata sepi, kemudian saya menghubung ZS6JON dari Afrika selatan melalui Whatsapp. Sehari sebelumnya saya gagal membukukan QSO dengan John, ketika sinyal dia terdekode, dia tidak bisa mendekode sinyal saya, begitu sebaliknya.

Namun ternyata jawaban John mencengangkan, hari ini bukan hari baik untuk EME QSO karena degradasi sedang tinggi-tingginya. Kemudian dia memberi link untuk memantau kondisi bulan di http://mmmonvhf.de/eme.php.

Penyebab utama degradasi yang tinggi adalah posisi bulan pada titik terjauh atau Apogee, logikanya makin jauh makin lemah sinyal yang dipantulkan. 

Anatomi sebuah QSO EME

• Jarak rata-rata bumi bulan adalah 384.000 km 
• Jarak pp rata-rata 770.000km.
• Propagation Path Loss: 250+ dB, yaitu berkurangnya power densiti dari gelombang elektromagnetik ketika melalui angkasa.
• Echo delay: ~ 2,4 detik, karena kecepatan gelombang adalah 300.000km/detik maka waktu yang dibutuhnya oleh gelombang dari bumi yang dipantulkan ke bulan untuk kembali lagi ke bumi sekitar 2,4 detik.

• Bulan akan menyerap 93% gelombang radio yang diterimanya.
• Hanya 7% gelombang yang dipantulkan kembali ke bumi.

• Angles dan beamwidth.
• Bulan mempunyai lebar 1 derajat jika dilihat dari bumi.
• Antenna mempunyai lebar 0,000...1 derajat jika dilihat dari bulan.

sumber: VE2ZAZ

Sejarah singkat EME

• 1946: Experimen pertama oleh militer Amerika Serikat dalam Project Diana menggunakakan pemancar berkekuatan 3000 watt pada frekwensi 111.5 MHz melalui antena dipole array.
• Tahun berikutnya, bulan digunakan untuk mengirim Teletype antara mainland dan Pearl Harbor.
• 1953: Amatir radio pertama yang melakukan komunikasi EME adalah antara W4AO dan W3GK di 2 meter band.
• 1960: QSO EME pertama di 1296 MHz oleh W1BU club di MA.
• 1965: Arecibo Observatory melakukan kontak EME dengan menggunakan pemancar berdaya beberapa puluh kW.

sumber: VE2ZAZ

EME (Earth Moon Earth)

EME (Earth Moon Earth) atau moon bounching adalah cara berkomunikasi dengan cara memancarkan gelombang radio ke bulan sehingga memantul kembali ke bumi. Jadi perjalanan gelombang dari bumi - bulan - bumi, makanya populer disebut earth moon earth.

Ide untuk memanfaat bulan sebagai satelit komunikasi pasif berasal dari W.J. Bray pada tahun 1940. Secara perhitungan dengan menggunakan pemancar gelombang mikro dan low noise receiver, dimungkinkan untuk mengirimkan sinyal gelombang mikro dari bumi untuk dipantulkan oleh bulan.

Ada apa dengan EME?

• EME sangat mengasyikkan!
• Hal paling mengasyikkan dalam radio amatir adalah melakukan kontak yang jarang, tidak umum atau sulit. EME adalah puncak pencapaian dari radio amatir.
• Memungkinkan melakukan DX ke seluruh dunia pada band 6 meter ke atas.
• Pada band 6 meter ke atas hanya dengan EME kita bisa melakukan DX di seluruh dunia
• Memotivasi kita untuk belajar tentang teori komunikasi
• Meliputi propagasi, noise, antenna phasing, polarisasi, tracking obyek angkasa dll.
• Mendorong kita untuk membuat antenna yang lebih baik
• Tidak ada yang menjual antenna untuk EME komplit secara komersial.

referensi: wikipedia, VE2ZAZ