Łączności satelitarne - moje boje z satelitami radioamatorskimi

strona istnieje w ramach www.pigon.pl - SQ7DQX

"if you can hear yourself, you can work anyone
within the footprint of the
satellite..."

 


1. Pierwsze kroki

Po zakupie FT817 spróbowałem nasłuchów satelitów amatorskich w pasmie 430MHz - FO29, AO51 z wykorzystaniem anten na pasmo 144MHz (ISS jest dostępny z urządzenia na 144MHz). Sygnały z satelity FO29 (USB - 435.800-435.900 beacon 435.795 CW) okazały się bardzo słabe. Po zainstalowaniu DL7KM poziomy sygnałów wzrosły ale nadal są to wartości bardzo niskie. Niemniej odbierałem swój sygnał (CW) retransmitowany przez satelitę.

Po nabraniu pewnej wprawy w korekcji zjawiska Dopplera, obsługi rotora, obsługi obydwu urządzeń (nadajnik IC746, 50W ale w antenie 25W w wyniku strat w kablu, oraz FT817 jako RX na 70cm), obsługi aplikacji sledzącej satelitę (Orbitron) nawiązałem kilka łączności poprzez FO29. Przesłuchiwałem pasmo w okolicach 435.850 USB po odebraniu sygnałów beacona satelity (świadczy to o tym, że sygnały mogą być wystarczająco silne). Natrafiwszy na stację wołającą CQ wstrajałem się (nadajnikiem 144MHz) w jej częstotliwość nadając nośną (lub SSB - swój znak) aż do momentu pojawienia się mojej nośnej lub mojego głosu (nadawanej/nadawanego przez satelitę) na czestotliwości stacji wołajcej (przy nabraniu wprawy trwa to tylko chwilę). W czasie łączności korygowałem częstotliwość nadajnika aby cały czas być mniej więcej na tej samej częstotliwości na wyjściu transpondera. Jest to dobra metoda. Odbierając czyjś sygnał w czasie QSO często trzeba skorygować częstotliwość odbiornika 70cm. Po takiej korekcji należy ostrożnie lecz szybko skorygować częstotliwość własnego nadajnika 144MHz (słuchając swojego sygnału przez satelitę) aby korespondent nas odebrał we właściwym miejscu. Bez tej korekcji stacje szybko się pogubią.

Sytuacja, w której satelita przelatuje wysoko nad horyzontem (przelatuje nad lub prawie nad nami - maksymalny kąt elewacji jest rzędu 60 do 90 stopni) i osiąga pozycję najbliżej nas (już się do nas nie zbliża i zaczyna się oddalać) daje gwałtowne i duże zmiany częstotliwości związane z efektem Dopplera - 99 % szans na zgubienie korespondenta oraz własnego sygnału. Wymaga to olbrzymiego skupienia i doświadczenia lub oprogramowania sterującego przez CAT TRX-em korygujące efekt Dopplera (moduły CAT w niektórych aplikacjach śledzących satelity). Przy takim przelocie satelity - zanim osiągnie najbliższą nas pozycję efekt Dopplera jest znaczny lecz zmiany w czasie są niewielkie. Dopiero gdy satelita jest coraz wyżej nad horyzontem (i bardzo blisko nas) Doppler szybko się zmienia.

Co do wszystkich pojęć związanych z satelitami radioamatorskimi to nie będę powielał tego co napisali inni:
---
http://www.republika.pl/sp9gkm/
---
www.amsat.org
---
http://www.g6lvb.com/

Powrót do pocz?tku


2. Pierwsze samodzielne łączności.

Sam też wołałem CQ. Najpierw "szukałem" swojej nośnej w paśmie 70cm ok 435.850MHz w miejscu gdzie satelita nic nie retransmitował (przestrajając się nadajnikiem 144MHz w zakresie 145.900-146.000 w okolicach 145.950MHz) a następnie nadając SSB (LSB) - i mając podsłuch własnego sygnału z satelity - korygowałem efekt Dopplera aby mój sygnał miał w miarę stabilną częstotliwość na wyjściu transpondera (przynajmniej z mojego punktu widzenia). Stacje chcące mnie zawołać wstrajały się w moją częstotliwość i odpowiadały (lub nie) na moje zawołanie. Korekcja efektu Dopplera była cały czas po obu stronach.

Gdy z symulacji przelotu satelity widać, że będzie przelatywał nad nami (wysoko, elewacja 60-90 stopni) wtedy warto pracować do elewacji ok 50 stopni a póżniej szybko kręcić anteną o ok 120-180 stopni (wg. programu śledzącego) aby być już ustawionym antenami na satelitę po drugiej stronie. Takie przeloty są korzystne ze względu na efekt Dopplera gdyż zmiany częstotliwości w zakresie kątów od horyzontu do ok 60 stopni są niewielkie. Następuje natomiast gwałtowna zmiana częstotliwości gdy satelita przeleci nad nami i zacznie się oddalać. Wtedy częstotliwość obniży sie o kilka\kilkanaście KHz. Wtedy należy z powrotem szybko szukać swojego sygnału.

Powrót do pocz?tku


3. SET UP stacji

FT 736R, TS 2000 + 13 el. Yagi (SP7GXP) 144MHz + 21 el. Yagi (DK7ZB) + rotor RAK SpidAlfa (azymutalny).

FT 736R dyskonuje mocą 25W na pasmo, TS 2000 to 100W w paśmie 2m i ponad 50W w paśmie 70cm. Do łączności satelitarnych (satelity niskoorbitalne) w zupełności wystarczają moce w przedziale 5-30W a zdaża się, że jest konieczność zmniejszenia mocy do wartości 1-5 W. Czasami aby dać sobię radę z brakiem dyscypliny na AO-51 korzystam z większych mocy (pow. 25-30W).
TS 2000 ma wewnętrzny prążek syntezy na wyjściach AO-27 i SO-50. Rzadko pracuję poprzez te satelity a jeśli się to zdaży korzystam z FT736R jako RX na 70cm.

Do śledzenia satelitów wykorzystuję program Orbitron
www.stoff.pl . Sterowanie rotorem umożliwia program SQ7RO. Zdecydowanie najlepsza polska strona http://www.republika.pl/sp9gkm/ - autorowi SP9GKM serdecznie dziekujemy !!

Powrót do pocz?tku


4. Satelity

---FO29 FO29/20 Satellite - Transponder satelity jest od kilku tygodni nieczynny w związku z problemami z zasilaniem. Myślę, że stacje pracujące FM późnym wieczoremz rejonu Włoch po prostu zajechały zasilanie. Z jak silnymi mocami nadawano niech uzmysłowi fakt, że nadając chwilowo z mocą 100W z 13 elementowej Yagi na ich sygnałach nie było nawet śladu interferencji ... Pracuje m.in w modzie J (TX-2M LSB CW, RX-70CM USB CW, więcej danych na www.amsat.org - dział SAT STATUS). Przez satelitę z transponderem liniowym może pracować na raz wiele stacji w przeciwieństwie do satelity FM.
---AO7 - częściowo sprawny satelita; pracuje tylko gdy jest oświetlony; emituje sporo zakłóceń na częstotliwości downlik. Sygnały stacji bywają silne lecz mocno zniekształcone przez zakłócenia oraz skokowe zmiany siły sygnału i częstotliwości. Łączności są całkowicie możliwe lecz potrzebna jest dobra antena i moc min. 20W. Moc 5W umożliwia łączności bardzo niepewne i sporadyczne. Pracuje w modzie B (TX-70CM LSB CW, RX-2M USB CW, więcej na stronie AMSAT). Satelita potrafi "paść" w najmniej oczekiwanym momencie co objawia się znacznym spadkiem sygnałów lub ich zniknięciem. Stacje nadające do AO7 dużą mocą zabierają prawie całą moc transpondera nie pozostawiając innym - słabszym stacjom zbyt wiele mocy w paśmie downlinku. Satelita AO40 (nieczynny) posiadał specjalny system LEILA nakładający "sygnał alarmowy" sygnale dowlinka retransmitowanej za silnej stacji. Jeżeli stacja nie ograniczyła mocy jej sygnał był usuwany z pasma...
---HAMSAT czyli VO-52- nóweczka wystrzelona 5 maja 2005 ze holendersko-indyjskiej "stajni" AMSAT'u. Satelita z transponderem SSB o mocy 1W słuchający na 435,250 LSB/CW +/- 50KHz a nadający na 145, 900 USB/CW. Słychać masę stacji z całej Europy. Niestety tylko z Europy gdyż satelita ten ma jedną z najniższych orbit przez co ma stosunkowo niewielki zasięg (w porównaniu do AO-7 czy FO-29). Sygnały z S-metra sięgają S9, satelita porusza się bardzo szybko po nieboskłonie co wymusza stałą kontrolę nad położeniem anten i szybką reakcję na efekt Dopplera. Najprawdopodobniej byłem pierwszą stacją z SP, która (6 maja 2005) przeprowadziła przez HAMSAT'a QSO (z OZ1MY).
---AO51 - FM'owo-pakietowy satelita nazywany EASY SAT. Możliwe są łączności z urządzeń handy i anten typu IoIo (
www.sq7iqi.blogspot.com ) lub Arrow antenna. Bardzo dużo stacji sprawia, że przy pracy /P należy mieć dużo cierpliwości. Przy przelotach nad Rosją słychać wiele tamtejszych stacji z dość egzotycznie brzmiących lokatorów. Po ostatnich eksperymentach z pozycjonowaniem magnetycznym siła sygnału dość mocno spadła.
---SO50 - również FM-owy transponder. Jednak przy odrobinie samozaparcia FM nie jest taki straszny - jest sporo stacji z Europy, sygnały słabsze od AO51. Satelita nadaje wtedy gdy odbiera sygnał, bez sygnału nie nadaje.
---SO-67 - nowo wystrzelony satelita skonstruowany na potrzeby rzadu RPA z u mieszczonym dodatkowo transponderem radioamatorskim FM. Czynny nieregularnie z powodu nadrzędności innych celów. Uruchamiany subtonem 233.6Hz
---XW-1 - pierwszy chiński satelita radioamatorski, niskoorbitalny (1200km) z transponderem FM i SSB. Obecnie w fazie testów. Doskonale słyszalny beacon telemetryczny na 435.790 CW. Moc transponderów 1W. Transponder FM uruchamiany subtonem 67Hz.
---P3E - satelita w trakcie budowy (wiecej na
www.amsat-dl.org). Wspominam o nim z kilku powodów: bedzie to pierwszy satelita wysokoorbitalny - HEO (Highly Elliptical Orbit) przez którego mam nadzieję bedę mógł pracować, będzie miał możliwości AO-40 bez jego wad, będzie wyposażony w urządzenia mające sprawdzić możliwości kontaktu z satelitą P5A Mars Mission. Więcej o P3E na AMSAT-Phase 3E . Start ? Moment wystrzelenia oddala się z powodu wysokich kosztów oraz kwestii formalnych związanych z biurokracją agencji rządowych mających zakwalifikować satelitę jako obiekt cywilny/edukacyjny a nie militarny. Świetny zbiór informacji o SETUP'ie stacji z dowlinkiem na 2,4GHz (13cm) - http://www.g6lvb.com/ .
---ELAGE - projekt AMSAT-NA satelity wysokoorbitalnego. Podobnie jak w przypadku P3E radioamatorzy przegrywają z bezdusznością urzędników najbogatszego kraju świata, brak funduszy oddala termin umieszczenia satelity na orbicie. Domena ta została w pełni skomercjalizowana.
---KiwiSAT - projekt w końcowej fazie, australijski satelita niskoorbitalny.


Powrót do pocz?tku


5. Efekt Dopplera

Efekt Dopplera - zmiany częstotliwości fal radiowych, akustycznych (nawet świetlnych) związane z ruchem "odbiorcy" lub źródła fal. Satelita w stosunku do stacji krótkofalowca (czy też każdego innego punktu na ziemi) jest zawsze w ruchu - albo się zbliża albo oddala. Wyjątkiem jest nieskończenie krótki okres czasu gdy satelita jest dokładnie nad określonym punktem na ziemi (stacją radioamatora). W tym punkcie satelita nie zbliża się i nie oddala a jego elewacja wynosi 90 stopni. Jednak wokół tego punktu zachodzą gwałtowne zmiany częstotliwości. Gdy satelita zbliża się do mojej stacji z prędkością Vsat, to do prędkości fal radiowych V dodaje się jego prędkość. Fala radiowa ma nadal prędkość światła więc jak ma dodać się do tej prędkości prędkość satelity ? Tylko poprzez skrócenie się okresów drgań fali elektromagnetycznej. Fale radiowe docierają więc "częściej" - z pozoru "szybciej" przez co odbiorca ma wrażenie że ich częstotliwość jest wyższa. Gdy satelita oddala się zależność jest odwrotna - okresy fali wydłużają się. Oczywiście fale radiowe bez względu na ruch i prędkość emitującego je obiektu rozchodzą się ze stałą prędkością (prędkość światła plus korekta "w dół"na dany ośrodek w którym się rozchodzą).

Zapraszam do korespondencji lub sq7dqx[usuń_wstawkę_antyspamową]@poczta.onet.pl


6. Pliki

Długo szukałem w internecie plików audio z nagraniami sygnałów z dowlinków transponderów satelitarnych a jak znalazłem to nie były mi już potrzebne. Sukcesywnie zamieszczać będę co ciekawsze pliki/nagrania z tą uwagą, że pracuję bez przedwzmacniaczy i dodatkowo mam ponad 3dB strat na 430MHz więc...
1.
Mój sygnał z dowlinka AO-7. Nadawałem z FT817 5W mocy i 2x10el. DL7KM. W antenie mniej niż 2,5 W ...
2.
QSO z ON7EQ poprzez AO7. W nagraniu można dociekać żle odebranego znaku mojej stacji lecz - na żywo wszystko było ok (literuję czasami "Q" jak QUEEN i przez to całe zamieszanie) a po za tym parę minut póżniej powtórzyliśmy QSO na FO29 i nie było problemów - zostałem rozpoznany :-). Plik został przekonwertowany z 22KHz na 11KHz stąd trochę metaliczne brzmienie. Nie zamieszczę osobno wywołania ON7EQ bo jest w bieżącym pliku.
3.
QSO z K8DID. Zakup w postaci TR851 opłacił się. Na AO7 mam qso z 3 stacjami z USA - K3SZH, K8DID,W3JNZ. Łączność z 5/01/2005 o godzinie 21:02 UTC. Satelita był 2,5 stopnia nad horyzontem. 25W uplink na 70cm z TR851A.
4. Sygnały z FO29 -
OZ1FDZ i moje.
5.
EB4DKA/m - słabe ale czytelne - tak też można robić łączności.
6. Tak mnie słychać w Kanadzie u VA3DB
SQ7DQX VA3 poprzez FO29. QSO zaliczone.
7. Nagrania AO-40 na stronie IZ1ERR
http://www.iz1err.net/
8. Moje pierwsze (być może pierwsze w SP) QSO via HAMSAT
MY first HAMSAT QSO
9. Silne sygnały CQ z HAMSAT'a (moje)
CQ HAMSAT
10. Łączność FM na AO-51
QSO FM AO-51
11. Sygnał a elewacja na VO-52
VO-52
12. Bałagan na Subandilla SAT SO-67
tłok na SO-67
13. Sygnał SSTV ze stacji ISS
SSTV z ISS
14. Telemetria XW-1
XW-1 telemetria
15. QSO przez transponder FM/PACKET XW-1, pierwsze w SP 18.12.2009
XW-1 frist QSO SP
16. QSO przez transponder liniowy - pierwszy przelot XW-1 (HO-68) z włączonym transponderem liniowym nad Europą 23.12.2009
XW-1 (HO-68) linear, Europa

Powrót do pocz?tku


7. Osiągnięcia

Na razie żadne - 33 krajów europejskich i Kanada z USA (czyli 35) z ponad 500 łączności na Hamsat, AO7, FO29, SO50 i AO51. Najwięcej radochy dała mi ostatnio łączność poprzez FO-29 z K3SZH gdy satelita był 0,7 stopnia nad horyzontem...
Pracując na nowej DK7ZB mogę przeprowadzać łączności z K3SZH przy kątach rzędu 0,1-0,4 lecz wtedy czas dostępu do AO-7 jest niezwykle krótki.


Zakończyłem pracę pod znakiem HF75PZK poprzez satelity. Przeprowadziłem 101 qso's na AO51, AO7, SO50 i FO29 z 21 krajami. Możliwe, że jesienią licencja dla znaku przechodniego HF75PZK zostanie odnowiona. Do usłyszenia więc via SAT !

Przeprowadziłem 10 QSO jako SN1REK podczas pikniku eterowego w Rekowie oraz kilkanaście łączności na FT736R podczas spotkania ŁOŚ 2009.


8. TS 2000 a satelity.

Znany i ceniony za swą nieprzeciętną uniwersalność TS 2000 jest również dobrym radiem do łączności satelitarnych. Dobrym lecz nie idealnym. Wewnętrzny sygnał/ptaszek "internal bird" skutecznie zakłóca dowlink satelitów SO-50 i AO-27 w paśmie 70cm. Co prawda można te satelity odebrać na zwykłym handy bądź spróbować przykryć zakłócenie stosując przedwzmacniacz jednak wada pozostaje wadą. Po za tym TS 2000 spisuje się doskonale. bezproblemowa komunikacja z komputerem umożliwia korekcję efektu Doppler'a, zarządzanie pamięciami (niestety nie tymi w trybie satelitarnym). Odbiornik 2 paśmie 2m i 70cm ma dobrą czułość, DSP na pcz daje sobie radę. Bez problemu odbieram beacon XW-1 o mocy ok 200mW z odległości ponad 4000km.


Powrót do pocz?tku


9. Yaesu FT-736R.

Ten stworzony do pracy przez satelity radioamatorskie transceiver fabrycznie posiada dwa pasma 144 i 430MHz z mocą 25W i emisjami FM/SSB/CW. Umożliwia pracę full-duplex przestrajaniem odbiornika i nadajnika. Urządzenie sprawuje się bardzo dobrze. Po za niespotykaną obecnie jakością wykonania dysponuje naprawdę dobrymi stopniami wejściowymi na 144/430. Czułość jest świetna. Umożliwia zasilanie przedwzmacniaczy poprzez kabel antenowy. Posiada TCXO.


10. Rotor AlfaSpid RAK + Orbitron

Aby ułatwić sobie pracę przez satelity można zautomatyzować obracanie antenami. Dla posiadaczy rotora AlfaSpid RAU, RAK, RAS czy RAEL zagadnienie jest banalnie proste. Kamil Stoff wyposażył swego trackera Orbitron w moduł współpracy z zewnętrznym programem, który bezpośrednio steruje rotorem. Takim programem jest Spid Driver napisany przez Krzysztofa SQ7RO Instalacja programu jest standardowa. Aby Orbitron współpracował z Spid Driverem należy uruchomić Orbitrona a następnie przejść w zakładkę rotor/radio. W oknie wyboru STEROWNIK wybieramy SpidAlfa oraz klikamy na będący po prawej stronie przycisk "uruchamia sterownik i zaczyna posyłać dane". Wykonując tą czynność Orbitron zapyta się o lokalizację sterownika, którym ma być właśnie Spid Driver. Należy więc wskazać jego lokalizację w folderze "Program Files/Spid Driver"


11. Automatyczna korekcja efektu Doppler'a + Orbitron

Korekcja efektu Dopplera, choć nie niezbędna, jest dużym ułatwieniem. Można się spotkać z opiniami, iż praca przez transpondery liniowe bez posiadania automatycznej korekcji efektu Doppler'a jest niepoprawna. Jest to oczywiście nieprawda. Pracując chociażby z terenu nie zawsze jest pod ręką komputer, który zajął by się tym a jak nawet jest to w terenie nie zawsze jest możliwość stworzenia takich warunków jakie można stworzyć w domu. Korygując częstotliwość RĘCZNIE sprawiamy, że słyszymy się mniej więcej na tej samej częstotliwości w naszym odbiorniku. Niestety nasz korespondent musi za nami gonić. Gdy częstotliwość korygowana jest automatycznie to nasza częstotliwość nadawania znajduje się zawsze w tym samym miejscu pasma przepuszczania transpondera a nasz odbiornik zawsze słucha na konkretnej częstotliwości wyjścia transpondera. Dla tych, którzy jeszcze nie do końca zrozumieli - czestotliwości transponderów są stałe - one tylko pozornie ulegają zmianie właśnie poprzez efekt Dopplera. Gdyby telemetrycznie mierzyć częstotliwość jakiegoś sygnału na wyjściu transpondera (generowanego na satelicie a nie przez stację z ziemi) okazało by się, że jest ona stała.
Od poczatku zdawało się, że Orbitron może współpracować tylko z jednym programem np. tylko ze sterownikiem rotora albo z klientem WISP DDE. Niby klient WISP DDE napisany przez CX6DD steruje zarówno radiem i rotorem ale niestety sterownik mojego SPID-a RAK przełączony w tryb SG-232 Yaesu nie współpracuje z programem WISP DDE. Używam więc programu SQ7RO ale po jego uruchomieniu włączam też WISP DDE, który zaczyna odbierać dane z Orbitrona i umożliwia sterowanie transceiverem np. TS-2000. Zalecam znalezienie jak najnowszej wersji WISP DDE. Starsze zabierają dużo czasu procesora. Być może tylko u mnie tak jest. Zmiana satelity w Orbitronie wywołuje jednocześnie zmianę w WISP DDE lecz warto go zrestartować. Nie zyskały u mnie uznania programy Satpc32 ani Ham Radio Delux. Ich konfiguracja jest uciążliwa. jestem zwolennikiem prostych i działających programów. Pomimo, że HRD obsługuje rotory SPID to usilnie starał się okręcać go przez północ kiedy to program SQ7RO wiedział co robić i leciał przez południe.


Na koniec - pomimo istnienia klubu UKF w SP - PK UKF - www.pk-ukf.org.pl nie ma tam praktycznie żadnych informacji o łącznościach satelitarnych. Nie wydawane są też żadne dyplomy premiujące łączności przez satelity...
... ale w przygotowaniu jest poradnik z dużą ilością informacji. Sprawa dyplomu też pewnie niebawem ruszy.

słowa kluczowe - satelity radioamatorskie, satelity, krótkofalarstwo, sq7dqx, AO7 FO29 AO-7 FO-29 XW-1 XW 1 VO-52 VO52 AO-51 AO51 TS-2000 FT736R satelitarna radioamatorska komunikacja, radioamatorski satelita, transponder, uplink downlink, korekcja Doppler'a