22. marca 2019

Poslech geostacionárního transpondéru EsHail-2

OK2HAZ

Projekt Es’Hail 2 sleduji již dlouhou dobu. Jedná se o první geostacionární transpondér určený čistě radioamarérům, který byl 15. prosince 2018 v 20:46 UTC vypuštěn z Kennedyho vesmírného střediska (rampa LC-39A).

Nyní je již na geostacionární orbitě, přesně na 25.5° E. Od 12.2.2019 je plně aktivní a dostupný uživatelům. Oblast pokrytí je cca 1/3 zemského povrchu – od Brazílie po Thajsko:)

Radioamatérských družic je v dnešní době již poměrně velké množství, jsou ale na nízkých oběžných drahách (cca 600-800km). Musejí tedy zemi obíhat rychlostí větší než je rychlost jejího otáčení. Tak aby byla zachována rovnováha mezi zemskou přitažlivostí a odstředivou silou. Z toho vyplývá že družice se po obloze pohybuje a je třeba ji anténním systémem sledovat. Geostacionární družice se ale nacházejí ve vzdálenosti mnohem větší (cca 36 000km) a obíhají zemi stejnou úhlovou rychlostí jako je její otáčení. Na obloze tedy zdánlivě “stojí” a anténa na zemi může být pevně uchycena, bez nutnosti motorického natáčení.

Es’hail-2 pracuje v pásmech 2400MHz (Uplink) / 10490MHz (Downlink). Ve vertikální polarizaci je k dispozici lineární segment o šířce 250kHz, v horizontání pak 8MHz pro digitální DVB-S2 🙂

První pokusy o příjem:

První pokusy jsem podnikal s Tondou OK2JNX s LNB, který byl po ruce. Bohužel, jednalo se o starý konvertor, který má jednoduše řešené lokální oscilátory (LO) – ty jsou realizovány pomocí dielektrických rezonátorů (DRO). Pro Low a High band zvlášť, jejich kmitočet se nastavuje stavícími šroubky, které vidíme na krytu (označené L a H).

Stavící štoubky

S tímto LNB je poslech satelitu samozřejmě možný, ale vzhledem k jeho kmitočtové nestabilitě obtížný. Při pouhém doteku na F konektor se kmitočet mění až o +-25kHz. Signál je ovšem i v “klidu” nestabilní a rozechvělý, jak se můžeme přesvědčit na následujících videích. Na prvním je poslech prostřednictvím samotného konvertoru , tedy bez parabolické antény. Na druhém s 60cm offset anténou.

Poslech na samotný LNB -bez PLL…

Poslech SSB na LNB bez PLL – 60cm offset ant.

Přesné nastavení antény:

Přesné koordináty pro nastavení (v mém případě Praha) jsou:

Elevace: 31.6°
Azimut: 165.6°
LNB Skew: -9.2° (úhel stočení polarizace)

Na snímcích můžete vidět jednu z prvních montáží. Zem byla ještě zmrzlá, výložník na stěně nebyl, tak jsme použili obyčejné vidle:)

První vylepšení:

Prvním upgradem byla výměna LNB za typ, který bude obsahovat fázový závěs. Tím byl konvertor značky Amiko, typ L-107.

LNB Amiko L-107

Vnitřní uspořádání

Detail PLL TFF1015

Tento konvertor obsahuje fázový závěs TFF1015, dále vidíme band-pass filtr a směšovač. Trochu jsem se obával, že propust bude mít mimo původně zamýšlené pásmo 10,7-12,75GHz znatelný útlum, ale při měření se ukázalo, že je citlivější než původné zkoušený “noname” LNB bez PLL. Signály jsou o poznání stabilnější, viz následující videa.

Amiko LNB s PLL – pouze konvertor

Poslech s 80cm offset ant.

Nedostatkem zůstávají dvě věci:

kmitočtový drift způsobený změnou teploty. Referenční kmitočet pro PLL je dán u tohoto typu LNB klasickým krystalem 25MHz. Chyba ale není tak zásadní a dá se s ní bez potíží fungovat. Pokud by přeci jen vadila, krystal můžeme jednoduše nahradit TCXO nebo externím zdrojem
pokud se na přijímaný signál zaměříme zblízka, jak na spektru, tak poslechem (nejlépe CW), můžeme zjistit že se kmitočet stále chvěje s chybou cca ± 25Hz. To může být problém zejména u digitálních provozů. Vzhledem k tomu, že lokální oscilátor LO (9,75GHz) má 390x větší kmitočet než základní oscilátor (25MHz), znamená to chybu základního oscilátoru ± 64mHz. Zde se již může uplatnit “mikrofonnost” krystalu kde se sebemenší chvění projeví změnou kmitočtu, kterou se pak snaží korigovat PLL. Opět by zde pomohl upgrade o zdroj externího ref. kmitočtu, stabilizovaného vhodným kmitočtovým normálem.

Používaný provoz:

V úzkopásmovém segmentu je možno polouchat provozy v různých módech. Telegrafem počínaje, přes PSK31, SSTV, RTTY, FreeDV až po SSB 🙂

Pokusy s příjmem SSTV a DRM

Analog

Digital

Mezifrekvence LNB:

Konvertor s lokálním oscilátorem o kmitočtu 9,75GHz poskytuje mezifrekvenční produkt na cca 740MHz, tam jej přijímám pomocí SDR přijímače AirSPY.
Pro poslech jde bez problémů použít i RTL-SDR USB klíčenka za 250kč, konveror Amiko L-107 přijde na 90kč.

Chystaný další upgrade:

Samozřejmě si chystám vybavení i na uplink v pásmu 13cm/2400MHz. Nejlepší se mi jeví UP-konvertor BU500 od OE7DBH. Jedná se o pěkné malé řešení s PLL závěsem, které je možné přeprogramovat LO jednoduše pomocí USB rozhraní. Vf výkon dosahuje 0,5W při SSB A 0,2W při DATV. Jako PA lze použít různé zesilovače určené pro Wifi.

Unažuji také o lepším LNB. Na pozemní přijímací stanici Es’hail-2 používají konvertory typu Octagon Green HQ Quad OQSLO . Je dobré mít verzi s 4x F konektorem. Po úpravě bude první sloužit pro externí zdroj referenčního kmitočtu 25MHz, druhý pro příjem ve vertikální rovině (úzkopásmový), třetí pro přijem DVB-S2 v horizontální rovině, čtvrtý bude záložní. LNB se s třemi “výfuky” stejně nedělají:)

Pokračování…

Ako sa vám páčil tento článok?