В одной статье охватить целое направление радиолюбительского хобби - работу через спутники невозможно. Остановлюсь лишь на самых сложных моментах - различные способы работы через FM и SSB спутники и коррекция эффекта Доплера.

Про типы транспондеров

Транспондер в широком смысле - радиоответчик, то есть радиопередающее устройство, которое отправляет при поступлении входящего сигнала исходящий сигнал.
В любительской спутниковой службе транспондер является размещенный на борту спутника ретранслятор сигналов от наземных радиолюбительских станций.

Все спутники используют "кросс-бэнд" (от англ. crossband — через диапазон) междиапазонные ретрансляторы. Передача на радиолюбительский спутник "снизу вверх" в диапазоне 432 МГц, а прием "сверху вниз" на 144 МГц. Либо наоборот: 144 МГц - вверх, 432 МГц - вниз.

На спутниках бывают FM, линейные и линейные инвертирующие транспондеры.

FM спутники использует единственный канал - все радиолюбители работают на ретрансляторе по очереди так же как в обычном репитере. Примеры: SO-50, Fox-1D (AO-92). Достоинство: простота и доступность. Недостаток: часто одни и те же корреспонденты с сильными сигналами на каждом витке занимают частоту и не дают работать слабым станциям.

Линейные SSB/CW транспондеры - выделен участок шириной около 20-300 кГц. Вся входная полоса без изменений и обработки переносится в другой диапазон - где осуществляется приём.
Преимущество - на спутнике могут одновременно работать десятки радиолюбителей, нет давки. Недостаток - для выполнения коррекции эффекта Доплера требуются или дорогостоящие трансиверы, вроде IC-9100, или управление при помощи ПК - из-за эффекта Доплера.
Примеры: AO-7 mode A.

Линейные инвертирующие - дополнительно меняют тип модуляции - если на входе модуляция LSB, то на выходе USB, и при вращении ручки настройки выше по частоте на Uplink, она понижается на Downlink. Это 99% всех SSB/CW спутников. Пример: FO-29, XW-2A, AO-7 Mode B.

Для работы через спутники в трансивере используют два VFO (генератора плавного диапазона)

• MAIN - на приём в режиме USB (downlink, нисходящий канал связи Космос-Земля)
• SUB - для передачи в модуляции LSB (uplink, восходящий канал связи Земля-Космос)

В некоторых трансиверах, например, Yaesu FT-817, FT-857 это VFO-A и VFO-B. На использовании двух VFO основана работа "сплитом" (SPLIT) - на приём используется VFO-A, на передачу VFO-B, частоты в разных диапазонах. В начале нужно настроить частоту VFO-A (MAIN), затем перейти VFO-B (SUB) и настроить передачу, и нажать клавишу SPLIT - обе частоты будут задействованы каждая в свою очередь (приема и передачи).

Процедура работы через спутники

Антенна должна быть весь период видимости направлена на спутник по азимуту (для невысоких орбит до 60 градусов можно использовать фиксированную элевацию 30-45 градусов). Подворачивать антенну по азимуту нужно вручную или с помощью ротора (возможно, с контроллером и управлением с компьютера). Работа производится так же как на УКВ - передаются позывной корреспондента и свой, далее краткое приветствие 59 и свой QTH локатор. Передаваемая мощность должна быть маленькой - обычно 2 Вт (в крайнем случае 5 W) - т.к. на приёмник транспондера будет при сильном сигнале терять чувствительность. Повышение угла места (элевации) свыше 30° нужно для остронаправленных антенн - более 5 элементов, или антенных решёток ("стеков").

Приёмы работы через спутники

1. Исторически первый способ работы через линейные спутники CW/SSB

Для приёма используется второй трансивер CW/SSB или контрольный приемник. Это режим дуплекса (слышу и передаю одновременно).

1. На передатчике установить частоту входную частоту спутника
2. На приемнике установить выходную частоту (нисходящий канал или downlink)
3. Вращением ручки настройки передатчика и находясь на передаче подобрать частоту передачи для соответствия её частоте приёма. Для этого телеграфом передается серия точек и ручкой настройки плавно меняется частота передачи, до тех пор пока не нашли где слышно самого себя.
4. Передавать CQ или отвечать на вызов.

Преимущество данного способа -

• на передачу может использоваться любой трансивер, даже без CAT-интерфейса (достаточно знать входные и выходные частоты популярных спутников).
• полный дуплекс - самоконтроль и удобство управления своим сигналом
• уверенность, что можешь быть услышан.

Недостаток способа:

• неудобно переходить со спутника на спутник, т.к. нет памяти частот.

2. Аппаратный способ работы через спутник в современных трансиверах

Коррекцией частот и приема и передачи для компенсации эффекта Доплера занимается радиостанция (типа ICOM IC-820, IC-910, 2000, IC-9100, IC-9700 или Kenwood TS-2000). В памяти радиолюбительского приемопередатчика можно хранить дуплексные пары приема и передачи спутников.

Имеется возможность задания закона изменения частоты NORMAL или REVERSE.

1. Изменение частот передач и приема одновременно (NORMAL) в одну сторону.
2. Изменение частоты передачи вверх приводит к такому же снижению частоты прием (REVERSE).

Недостатки: В памяти радиостанции хранятся лишь дуплексные пары частот спутников. Закон изменения задается вручную нажатием кнопки NORMAL/REVERSE. При неверном нажатии станция будет не стоят на месте, а бежать в противоположном направлении, усиливая эффект Доплера.

Процедура:

1. при включенной передаче на MAIN VFO находят свободное место на транспондере и "встают на общий вызов".
2. переключаются на SUB изменяют частоту передачи чтобы услышать свой сигнал через MAIN-приёмнике.
3. во время QSO необходимо при помощи ручки настройки менять частоту передачи SUB, контролируя свой сигнал через MAIN, чтобы голос или CW находился всё время на одной и той же частоте.

   Это так называемый "loop test", т.е. сквозной тест всего тракта передача - спутник - приём.

4. Если немного "уплывает" сигнал корреспондента на приёме, повышаем разборчивость включением расстройки третьего гетеродина (RIT). Отдельная ручка RIT позволяет на приёме корректировать отклонение сигнала до +-10 кГц (Если ручки RIT нет, просто корректируем частоту на MAIN). При этом частоту передачи на SUB трогать не следует.

3. Современный способ - подстройка частоты передачи с контролем приёма с помощью широкополосного USB приёмником с функцией панорамы

Является вариантом самого первого способа. Но здесь вместо контрольного приёмника применяется USB "свисток" типа FunCube Dongle Pro (FCDP) или более дешёвый RTL-SDR 2832u (тюнер R820t) с программами вроде SDR# или GQRX. Для ответа на вызов (CQ) другой станции нужно также "подогнать" свой сигнал с помощью передатчика к частоте приёма (на которой работает зовущая станция), наблюдая на спектре или на слух. Далее, QSO проводится на одной частоте.
Недостатком данного способа является перегрузка приёмника во время передачи (нужен качественный полосовой фильтр на входе приёмника).

4. Улучшенный способ №3 - дополнительно корректируется дрейф из-за эффекта Доплера на частоте приема

Довольно "заумный" метод, но без него не обойтись когда нужно полностью подавить эффект Доплера, например, при приеме картинок погоды или при приёме PSK сигналов или AFSK9600. Однажды мне получилось настроить данный способ по чужой инструкции. Способ применяется в автоматических приёмных станциях SATNOGS - один раз настроил и больше не трогаешь. :-)

Под Windows:
Необходима программа WXtrack, плагин WISPdde к SDR Sharp.
https://www.qth.spb.ru/forum/viewtopic.php?f=30&t=8264&p=136943#p136943
Похожий способ - с помощью SDR# с плагином WISPDDE, но в качестве программы выступает Orbitron.
https://r4uab.ru/sdrsharp-orbitron-dde-tracker-sdrsharp-satellite-tracking/

5. Современный способ - расчет доплеровского сдвига и коррекция частоты с помощью компьютера

Зарубежные радиолюбители предпочитают программу SATPC32 для Windows - одновременно управляет ротором и корректирует доплеровский сдвиг. В программе SATPC32 имеются средства для управления трансиверами фирмы Icom.

6. Способ работы через спутник, описанный в руководстве пользователя Yaesu FT-857

Поскольку в Yaesu FT-817 и FT-857 нет дуплекса, для FM спутников используются заранее запрограммированные пары частот на прием и передачу с учётом ранее рассчитанного эффекта Доплера. Применяют значения частот для начала прохождения спутника, середины и окончания видимости, с двумя промежуточными вариантами, всего 5 пар частот. Здесь используются пары VFO-A и VFO-V, работа сплитом. Сплит обеспечивает очень быстрое переключение приём-передача. Но можно использовать сохранение двух разнесенных частот приема и передачи в одной ячейке памяти, как это можно сделать, например, в Yaesu VX-6r. Недостаток Yaesu FT-817/857/897 - нет самоконтроля (обратной связи) по причине того, что радиостанция предназначена главным образом для работы в походе, а не на спутниках.

7. Вариант работы через FM-ретрансляторы с использованием двух радиостанций

Является более удобным, улучшенным вариантом №6 - есть обратная связь и самоконтроль, но годится только для FM спутников.

Первая радиостанция - для передачи

Вторая радиостанция - для приёма

Источники:

• https://www.amsat.org/two-way-satellites/so-50-satellite-information/
• https://www.amsat.org/ao-92-commissioned-open-for-amateur-use/
• https://www.amsat.org/ao-92-commissioned-open-for-amateur-use/
• https://www.amsat.org/wordpress/wp-content/uploads/2014/01/LilacSat2_info-20151007.pdf

Последнее изменение:
30.11.2022.

Похожие публикации

APRS через спутники и КВ (теория и практика)

Частоты радиолюбительских спутников

Компенсация эффекта Доплера с помощью GPredict и RigCtlD

Обзор APRS