Radioamateursatellieten

Radioamateursatellieten Een inleiding

sectie Midden West Vlaanderen

Wat is een OSCAR? • Een OSCAR is een Orbiting Satellite Carring Amateur Radio • Is NIET commercieel • Orgineel gebouwd door radioamateurs,leden van project OSCAR ,in garages in Silicon Valley • Nu gebouwd door leden van AMSAT , in samenwerking met universiteiten ( Surrey,..) • Origineel een Bleep sat maar nu met repeaters en transponders • Oscar 1 werd gelanceerd in 1961

amateursatellieten door on4api

Hoe is een satelliet opgebouwd?


FM repeater of Lineaire repeater


Enkele belangrijke termen: • Orbit Een baan die een satelliet beschrijft rond de aarde • Doppler Een verschuiving in frequentie tgv de satelliet beweging • LEO Een satelliet in een lage baan (400 – 200Km) • HEO Een satelliet in een Hoge baan ( >20000Km) • GEO Een satelliet in een Geostationaire baan (35.680 Km) • Uplink De frequentie om te zenden NAAR de satelliet • Downlink De frequentie waar de satelliet wordt ontvangen • Footprint Een circulair bereik waarbinnen de satelliet ‘zichtbaar’ is • Apogeum Hier is de satelliet op zijn HOOGSTE punt • Perigeum Hier is de satelliet op zijn LAAGSTE punt • Inclinatie De hoek dat de satelliet maakt t.o.v. de evenaar


Enkele belangrijke termen: • AOS Aquisition of signal :Tijd wanneer de satelliet signalen hoorbaar worden (boven de horizon) • TCA Time of closest approach:Tijd dat de satelliet het dichtsT is t.o.v. het grondstation (punt met laagste demping en hoogste elevatie) • LOS Loss of signal:Tijd wanneer de satelliet signalen verdwijnen (onder de horizon) • Azimuth Horizontale hoek dat de antenne heeft t.o.v. het Noorden (0° tot 360°). • Elevatie Vertikale hoek dat de antenne heeft t.o.v. de horizon (0° tot 90° ).


De Van -Allen Gordel • De Van Allen gordel is een regio met protonen en electronen,vastgehouden door het magnetisch veld van de aarde • De straling is geconcentreerd en het dichtst bij de aarde ter hoogte van de polen • Satellieten die in de gordel komen kunnen beschadigd worden. • Satellietbanen zijn ontworpen om zo weinig tijd als mogelijk in de gordel te vertoeven of om ze te vermijden. • De sterkte van de straling kan variëren t.g.v. magnetische stormen of explosies


Verschillende satelliet banen


Low Earth Orbit • LEO’s zijn satellieten met een orbit van 2002000 Km (onder de Van Allen gordel) • Doorgangstijden van 5 tot 22 minuten • Lineaire transponder (SSB/CW) of FM repeater • Gebruikt vooral de 2M /70cm banden • Polaire of hoge inclinatie orbit • FM sats worden ook soms de ‘easy sats’ genoemd


LEO-Orbit type : zon-synchrone • Doorgangen over de polen. • Passeert in daglicht of eclipse afhankelijk van de altitude. • Beschikbaar op hetzelfde tijdstip van de dag,elke dag. • Batterijen zijn nodig wanneer de satelliet zich in de eclipse bevindt. • Alle gebieden van de planeet hebben evenveel access. • FO-29 , AO-51,SO-50


LEO-Orbit type : dawn to dusk • Speciale Zon synchrone waar de satelliet zich bijna altijd in zonlicht bevindt • passeert over de polen • Wordt meest gevoed via zonnepanelen • Alle delen van de planeet hebben gelijke access • AO-7 , AO 27


LEO-Orbit-type : geïnclineerd • Circulaire orbit met gelijke inclinatie in Noordelijk als Zuiderlijk halfrond. • Spendeert de meeste tijd in de zon , op dezelfde tijd en in eclipse op andere tijdstippen. • Batterijen zijn nodig tijdens de eclipse • Alle delen van de planeet hebben evenveel access • SO-41 , SO-50 , RS-15,ISS


High Earth orbit •HEO’s zijn satellieten met een orbit > 35.000 Km •Doorgangen van 12 tot 18 uur

• Alleen lineaire transponders ;CW/SSB/digi modes • Geïnclineerd elliptisch of geosyncrone (bv. TV-SAT) orbit • Te werken op meerdere banden • AO-40 momenteel defect door een kortgesloten batterij • P3E in voorbereiding


HEO-Orbit-type : Molniya • Hoge elliptische orbit met apogeum geînclineerd t.o.v. locatie. • Spendeert de meeste tijd in de zon,soms in eclipe • Niet geschikt voor bemande ruimtvaart omdat de Van Allen Gordel gepasseerd wordt • Niet alle delen van de planeet hebben gelijke access • AO40 , P3E


Satelliet bereik


Satellieten volgen vanaf de grond

• Satellieten beschrijven een boog bepaald door de hoogte , eccentriciteit en inclinatie • De inclinatie varieert van O° tot 90° • De tijd dat een satelliet ‘zichtbaar’ is t.o.v. een station wordt een ‘pass’ of doorgang genoemd.Tijdens de PASS bevindt het station zich in de footprint. • De hoogte van de satelliet boven de grond bepaalt de lengte van de doorgang en het bereik. amateursatellieten door on4api

Satelliet band plan • • • • • •

10m :29.300 Mhz 29.550 Mhz 2m :145.800Mhz 146 Mhz 70cm:435 Mhz 438 Mhz 23 cm:1260 Mhz 1270 Mhz 13 cm :2400 Mhz 2450 Mhz 3 cm :10.450 Mhz 10.500 Mhz


Satelliet modes Satellieten hebben geen fysische plaats om zend en ontvangstantennes van elkaar te scheiden over grote afstand zoals aardse repeaters.Daarom gebruikt men verschillende banden.Satelliet transponders zijn dus altijd Cross band repeaters

• Vroeger (voor AO40 ): – – – – – –

Mode Mode Mode Mode Mode Mode

A : 2m/10m B : 70cm/ 2m J ; 2m /70cm K ;15m/10m S : 70cm/13cm T ; 15m/ 2m

• Nu (na AO40): – – – – – – –

Mode Mode Mode Mode Mode Mode Mode

V : 2m U : 70cm L : 23 cm S : 13 cm C : 6 cm X : 3 cm K : 1,5m

• Uplink / dowlink wordt aangeduid door 2 letters: – Mode VU: 2m/70cm – Mode LS: 23cm/13cm amateursatellieten door on4api

Overzicht huidige satellieten

Bron; http://oscar.dcarr.org/


Amsat Oscar –7 (AO-7) • Mode A lineaire transponder – 29.450 Mhz USB/CW downlink – 145.900 Mhz USB/CW uplink • Mode B lineaire transponder – 145.950 Mhz USB/CW downlink – 432.150 Mhz LSB/CW uplink • Batterij defect in 19981 , terug actief in 2002 • Werkt enkel in zonlicht doordat er geen batterijen meer zijn.


AMRAD AO-27 • Piggy-Backed op een commerciële satelliet Eyesat-1 • Gelanceerd in een zon-syncrone orbit in september 1993 • 1 kanaal FM repeater – 145.850 Mhz uplink – 436.795 Mhz downlink • Wordt aan/uitgezet d.m.v. een timer (TEPR) • Enkel voor 6 minuten aan tijdens zuid naar noord doorgangen • Uitgeschakeld tijdens mid-zomer en mid-winter (eclipse op de polen)


Fuji-oscar 29 ,FO-29 (JAS2) • Gebouwd door de Japan Amateur radio League • Gelanceerd in juli 1996 in een polaire orbit • Mode JA lineaire transponder (inverterend) – 145.900 Mhz 146.000 Mhz LSB/CW uplink – 435.800 Mhz 436.000 Mhz USB • Digitale Store en forward BBS (niet operationeel) • Digitalker


Saudisat 1C (AO50) • Gelanceerd in een hoge geïnclineerde orbit in december 2002 • 1-kanaals FM repeater – 145.850 Mhz uplink – 437.795 Mhz downlink • Moet manuel aangezet worden d.m.v. een subtoon van 74,4 Hz • Een subtoon van 67 Hz moet meegestuurd worden met de uitzending


AMSAT ECHO (AO-51) • Gelanceerd in juni 2004 in een zon-syncrone orbit • FM spraak repeater – 435.300 Mhz downlink – 145.820 Mhz uplink (Pl- 67 toon meesturen) • 9600 bps AX.25 FSK digitaal – 435.150 Mhz downlink met telemetrie – 145.860 Mhz uplink • Aditioneel SSB/CW – 10m/23cm receiver – 13cm transmitter • PSK-31 mode amateursatellieten door on4api

Vusat -oscar 52 (VO-52) • Gelanceerd op 5 mei 2005 in een geïnclineerde orbit (97°)wordt ook hamsat genoemd • Gebouwd door Amsat India i.s.w. met PE1RAH • Bevat een indische en een nederlandse transponder • Mode U/V lineaire transponder SSB/CW ; – Uplink: 435.2200 - 435.2800 MHz SSB/CW – Downlink 145.8700 - 145.9300 MHz SSB/CW • CW baken (nederlandse transponder) – 145,860 Mhz • Ongemoduleerde carrier (indische transponder) – 145.936 Mhz


ARISS


ARISS •

Mode V/V Crew Contact (Regions 2 & 3): Operational Uplink: 144.4900 MHz FM Downlink 145.8000 MHz FM • Mode V/V Crew Contact (Region 1): Operational Uplink: 145.2000 MHz FM Downlink 145.8000 MHz FM • Mode V/V Packet (Worldwide): Operational Uplink: 145.9900 MHz AFSK 1200 BPS Downlink 145.8000 MHz AFSK 1200 BPS • Mode V Spacecam: Operational Downlink 144.4900 MHz SSTV

• Mode U/V (B) FM Voice Repeater (Worldwide): NonOperational Uplink: 437.8000 MHz FM Downlink 145.8000 MHz FM


ARISS


Packet satellieten •

APRS digipeaters;downlink op 145.825 Mhz ,1K2

– Pcsat1 (NO-44) – Sapphire (NO-45) – ISS (Zarya) – ANDE/RAFT • Bulletin boards;Store and forward BBS – PACsat (AO-16) – Sapphire (NO-45) – ISS (Zarya) – Gerwinsat (GO-32) – Tuingsat (MO-46) – Echo (AO-51) amateursatellieten door on4api

Packet satellieten


Cubesats • Cubesats zijn picosatellieten in een 10cm grote kubus • Ze gebruiken een gemeenschappelijk lanceerplatform (P-POD) die 3 tot 6 satellieten gelijktijdig kan lanceren. • Ontwikkeld door de Stanford universiteit in Palo Alto in California • Vooral CW /telemetrie/1K2 packet • Er zijn reeds veel satellieten door verschillende landen gelanceerd (Cute-1,CanX1,XIIV,AUSat,Quakesat,…)


Enkele verbindingen NA1ISS met PA3GUO 22 dec 2005 GB4FUN vanuit een school met ON5NY,via AO51 OZ5XL met ON4API , via AO51


Enkele stations

on5fs

on5ny

on7eq on4api


Welke transceivers? • Icom 910 H – 2m:100W , 70cm;75W – Optioneel 23cm

• Yaesu FT 847R – 2m-50W , 70cm , 50W – Stuurspanning 12V op antenneuitgang – Discriminator afstemming

• Kenwood TS-2000 – 2m-100W,70cm ; 50W – Optioneel 23cm

• • • •

Oudere : (FT-736,IC-820/21,IC-970) Yaesu FT8800 Aparte 2m / 70cm transceivers Portabel (full duplex); Kenwood TH7D,Yaesu FT51, amateursatellieten door on4api

Welke antennes? • Omnidirectioneel: – Groundplane – Lindenblad – Quadra filaire


Welke antennes? • Richtantennes: – Lineaire yagi – Cross yagi – Helix

Verhouding lineaire Yagi t.o.v. circulaire Yagi/Helix


Circulaire polarisatie • Vooral gebruikt in ruimte communicatie. • Voordelen :vermindering van fading v/h signaal van de satelliet tgv: – Spin modulatie ;Door het ronddraaien van de satelliet ,nodig voor de stabilisatie ervan , ontstaat een polariteitsdraaiing. – Faraday rotatie: polarisatieverdraaiing wanneer een radiosignaal door de ionosfeer dringt.


Circulaire polarisatie Verticale polarisatie

Links circulair (LHCP)

Horizontale polarisatie

Rechts circulair (RHCP)


Welke antennes? • Cross Yagi’s


Welke antennes ? • Helix

Winding volgens de klok = Rechts circulair tegen = Links circulair


Satelliet tracking programma’s •

PC / windows: – Nova – satPC32 – Orbitron – Satscape • PC / Linux – Predict • Palm/pocket PC – Pocketsat – Petitrack voor Zaurus


Kepler elementen

• Kepler elementen of -gegevens zijn wiskundige modellen van een satelliet orbit. • Ze worden gebruikt om te voorspellen waar een satelliet is op een gegeven tijd (heden en toekomst). • Moeten regelmatig ge-update worden (voor iSS - manuvreerbaar). • De meeste programma’s doen dit automatisch via internet of datafile. • 2 formaten: – NORAD two line elements (TLE – meest gebruikt) – AMSAT formaat


Telemetrie decoderen


Grondstation:enkele overwegingen • Investeer vooral in een goed ontvangstsysteem en gebruik preamps indien nodig. • Gebruik filters in mode J (V/U) om desensing te vermijden. • Gebruik low loss coax (Ecoflex,Aircomm+,..)naar de antennes en kwaliteits connectoren (Suhner,Amphenol,..). • Zo kort mogelijke coax gebruiken. • Gebruik circulaire polarisatie waar nodig. • Alle toestellen aarden , ook computers .


Ideal Grondstation • • • • • • • •

Circulair gepolariseerde Yagi’s of helix Computer tracking / voorspelling Computer gestuurde AZ/EL rotoren Full-duplex ,dual band,all mode transceiver CAT TNC/soundcard interface voor TLM en packet APRS software Preamps aan de antenne (beter grote oren dan een grote mond!!


Doppler voor beginners - Ontvangen

Bij het opkomen van de satelliet luister je iets BOVEN de centerfrequentie.De frequentie zakt tijdens de doorgang


Doppler voor beginners - Zenden

In FM is het niet nodig de zendfrequentie te verstemmmen,in SSB wel , om op dezelfde frequentie te blijven als het tegenstation.


Praktisch Doppler afstemmen (AO7) • Zoek binnen de transponder een vrije frequentie (rond 145.950 Mhz ) • Stem uw zendfrequentie af zodat u uzelf hoort op de downlinkfrequentie • Verander de zendfrequentie , hou de ontvangstfrequentie vast • Tijdens de doorgang zijn kleine correcties nodig van de zendfrequentie


Operating practice • Luister eerst naar het satelliet baken of andere stations vooraleer te zenden. • Werk met een hoofdtelefoon zodat je uw eigen downlink kunt horen.Controleer de kwaliteit ervan • Schakel de squelch UIT en DSP aan • Gebruik zo weinig mogelijk power voor een QSO • Als er een pile up ontstaat geef enkel uw gegevens (call,QTH locator,naam) door.Hou het kort,een doorgang duurt niet lang! • Denk aan de HAM spirit


Minimum vereisten • 2M/70cm portabel,dual band(5W) • Best Fullduplex (THD7 ,.) • Dual band Arrow type antenne of High gain Whip • Palm computer/pocket PC met tracking software • ………

…geduld !


Toekomstige lanceringen •

LIBERTAT1 :Maart 2007

•

ZASAT : april 2007. SDR gebaseeerde transponder (University of Stellenbosch). Mode V/U FM-transponder,spraak digipeater/baken

•

Kiwisat : juni 2008 .

Gebouwd door Amsat-ZL.

Verschilende modes;U/V ssb, V/U FM, L/V FM,L/V ssb (1W transponder).

•

ESEO (European student orbiter).oktober 2008.Gebouwd door SSETI (Europese studenten

•

P3E Amsat-DL (2007/2008?) SSB multimode HEO satelliet

•

Amsat Eagle .Maart 2009.Amsat-NA SSB multimode HEO satelliet amateursatellieten door on4api

Nog vragen ??


Radioamateursatellieten

Recommend Documents