Radioamateursatellieten

Transcriptie

1 Radioamateursatellieten Een inleiding sectie Midden West Vlaanderen

2 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

3 Hoe is een satelliet opgebouwd?

4 FM repeater of Lineaire repeater

5 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 ( Km) HEO Een satelliet in een Hoge baan ( >20000Km) GEO Een satelliet in een Geostationaire baan ( 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

6 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 ).

7 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

8 Verschillende satelliet banen

9 Low Earth Orbit LEO s zijn satellieten met een orbit van 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

10 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

11 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

12 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

13 High Earth orbit HEO s zijn satellieten met een orbit > 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

14 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

15 Satelliet bereik

16 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.

17 Satelliet band plan 10m : Mhz Mhz 2m : Mhz 146 Mhz 70cm:435 Mhz 438 Mhz 23 cm:1260 Mhz 1270 Mhz 13 cm :2400 Mhz 2450 Mhz 3 cm : Mhz Mhz

18 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 A : 2m/10m Mode B : 70cm/ 2m Mode J ; 2m /70cm Mode K ;15m/10m Mode S : 70cm/13cm Mode T ; 15m/ 2m Nu (na AO40): Mode V : 2m Mode U : 70cm Mode L : 23 cm Mode S : 13 cm Mode C : 6 cm Mode X : 3 cm Mode K : 1,5m Uplink / dowlink wordt aangeduid door 2 letters: Mode VU: 2m/70cm Mode LS: 23cm/13cm

19 Overzicht huidige satellieten Bron;

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

21 AMRAD AO-27 Piggy-Backed op een commerciële satelliet Eyesat-1 Gelanceerd in een zon-syncrone orbit in september kanaal FM repeater Mhz uplink 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)

22 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) Mhz Mhz LSB/CW uplink Mhz Mhz USB Digitale Store en forward BBS (niet operationeel) Digitalker

23 Saudisat 1C (AO50) Gelanceerd in een hoge geïnclineerde orbit in december kanaals FM repeater Mhz uplink 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

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

25 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: MHz SSB/CW Downlink MHz SSB/CW CW baken (nederlandse transponder) 145,860 Mhz Ongemoduleerde carrier (indische transponder) Mhz

26 ARISS

27 ARISS Mode V/V Crew Contact (Regions 2 & 3): Operational Uplink: MHz FM Downlink MHz FM Mode V/V Crew Contact (Region 1): Operational Uplink: MHz FM Downlink MHz FM Mode V/V Packet (Worldwide): Operational Uplink: MHz AFSK 1200 BPS Downlink MHz AFSK 1200 BPS Mode V Spacecam: Operational Downlink MHz SSTV Mode U/V (B) FM Voice Repeater (Worldwide): Non- Operational Uplink: MHz FM Downlink MHz FM

28 ARISS

29 Packet satellieten APRS digipeaters;downlink op 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)

30 Packet satellieten

31 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,XI- IV,AUSat,Quakesat, )

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

33 Enkele stations on5fs on5ny on7eq on4api

34 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 m-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,

35 Welke antennes? Omnidirectioneel: Groundplane Lindenblad Quadra filaire

36 Welke antennes? Richtantennes: Lineaire yagi Cross yagi Helix Verhouding lineaire Yagi t.o.v. circulaire Yagi/Helix

37 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.

38 Circulaire polarisatie Verticale polarisatie Horizontale polarisatie Links circulair (LHCP) Rechts circulair (RHCP)

39 Welke antennes? Cross Yagi s

40 Welke antennes? Helix Winding volgens de klok = Rechts circulair tegen = Links circulair

41 Satelliet tracking programma s PC / windows: Nova satpc32 Orbitron Satscape PC / Linux Predict Palm/pocket PC Pocketsat Petitrack voor Zaurus

42 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

43 Telemetrie decoderen

44 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.

45 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!!

46 Doppler voor beginners - Ontvangen Bij het opkomen van de satelliet luister je iets BOVEN de centerfrequentie.de frequentie zakt tijdens de doorgang

47 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.

48 Praktisch Doppler afstemmen (AO7) Zoek binnen de transponder een vrije frequentie (rond 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

49 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

50 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!

51 Toekomstige lanceringen LIBERTAT1 :Maart 2007 ZASAT : april SDR gebaseeerde transponder (University of Stellenbosch). Mode V/U FM-transponder,spraak digipeater/baken Kiwisat : juni 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

52 Nog vragen??