Introducere in satelitii LEO FM

Satelitii LEO (Low Earth Orbit) se afla la o altitudine de la 500 Km pana la 1500 Km de Pamant. Un astfel de satelit efectueaza o orbita completa in aproximativ 90 de minute.

In prezent mai sunt cativa sateliti functionali pentru radioamatori, in diverse moduri de lucru (SSB si CW / FM / moduri digitale) si in cateva benzi de frecventa de la 28 pana la 2400 MHz, majoritatea putand fi receptionati cu usurinta numai cu o statie portabila.

Satelitii FM sunt niste repetoare crossband, cu o frecventa de uplink si una de downlink, iar principalele benzi folosite sunt VHF-ul si UHF-ul.

Pentru a face legaturi prin intermediul satelitilor FM de orbita joasa, nu sunt necesare echipamente scumpe si pretentioase. Este de ajuns o statie portabila dual band si o antena directiva, dar se poate utiliza si o antena omnidirectionala cu unghiul de radiatie ceva mai mare.

Sateliti activi

Singurii sateliti FM functionali pe care i-am putut gasi pana acum sunt Saudisat 1C (SO-50) si noii sateliti FOX-1 (AO-85/91/92).

Saudisat 1C (SO-50) a fost lansat pe data de 20 decembrie 2002. Satelitul are frecventa de downlink 436.795 MHz, frecventa de uplink 145.850 MHz cu ton 67 Hz si o putere de emisie de aproximativ 250 mW. Repetorul trebuie armat cu un ton de 74.4 Hz timp de doua secunde, dupa care ramane activ pentru o perioada de 10 minute si poate fi accesat cu ton de 67 Hz pe frecventa de uplink.

FOX-1A (AO-85) a fost lansat pe data de 8 octombrie 2015. Satelitul are frecventa de downlink 145.980 MHz, frecventa de uplink 435.180 MHz cu ton 67 Hz, iar puterea de emisie este de aproximativ 500 mW. Din cauza ca antena s-a dezlipit in timpul ultimelor teste, aceasta a fost fixata inainte de lansare cu un adeziv conductor. Adezivul a provocat o schimbare de impedanta, ceea ce a dus la dezacordul antenei. Din aceasta cauza receiverul satelitului are sensibilitatea scazuta. De asemenea din cauza unor probleme neprevazute legate de temperatura interna, frecventa de uplink este posibil sa se fi deplasat catre 435.172 MHz.
Repetorul se armeaza cu tonul de 67 Hz si ramane activ pentru o perioada de un minut, iar atunci cand este oprit, o baliza vocala este transmisa la un interval de doua minute.

Ultimii sateliti din seria FOX-1 sunt in general asemanatori cu AO-85, dar se pare ca problemele tehnice care au fost intalnite initial au fost rezolvate.

FOX-1B (AO-91) a fost lansat pe data de 18 noiembrie 2017. Frecventa de downlink este 145.960 MHz, iar frecventa de uplink 435.250 MHz cu ton 67 Hz.

FOX-1D (AO-92) a fost lansat pe data de 12 ianuarie 2018. Frecventa de downlink este 145.880 MHz, iar frecventa de uplink 435.350 MHz sau 1267.350 MHz, ambele cu ton 67 Hz.

Datorita faptului ca au putere de emisie mai mare, satelitii din seria FOX-1 pot fi receptionati cu usurinta doar cu antena statiei portabile.

Antene

Pe piata de echipamente destinate radioamatorilor nu sunt foarte multe antene directive dual-band, care sa fie si portabile si usor de manevrat.

Prima antena pentru sateliti a fost un yagi Malcott's MA-FX727-N, pe care am achizionat-o de la LCCOM.

Caracteristitici tehnice:

3 elementi VHF, 5 elementi UHF yagi

Castig: 9.5 dBi VHF, 11.15 dBi UHF

Raport fata-spate: >12 dB

Putere: 50 W max.

Conector: N mama

Lungime boom: 113 cm

Greutate: 870 g

Desi manualul de asamblare nu este prea explicit, antena se monteaza destul de rapid. Elementii se identifica cu ajutorul unor abtibilduri colorate, care probabil se vor dezlipii in timp, si se monteaza pe boom cu niste piulite de tip fluture. In plus mai sunt necesare o cheie imbus si o surubelnita cap cruce.

Fiind prevazuta cu sistem de prindere pe pilon, antena este destul de grea si incomoda pentru a fi tinuta in mana, dar se poate face o adaptare pentru a o monta pe un trepied foto. Deasemenea este destul de incomoda la transport, deoarece boomul fiind dintr-o singura bucata, nu se poate demonta.

A doua antena pe care am testat-o este un log-periodic, model LP145435ST, facut de o mica firma germana Anjo-Antennen. Am gasit aceasta antena din intamplare chiar la standul producatorului la targul de la Friedrichshafen, iar oferta a fost de nerefuzat.

Caracteristici tehnice:

4 elementi VHF-UHF log-periodic

Castig: 7.1 dBi VHF, 8.7 dBi UHF

Raport fata-spate: 23 dB VHF, 14 dB UHF

Putere: 200 W CW, 400 W PEP

Conector: BNC mama

Lungime boom: 45 cm

Greutate: 470 g

Antena se monteaza rapid, dar este nevoie de o cheie sau de un mic patent pentru a strange piulitele de prindere ale elementilor. Antena vine la pachet cu un sistem de prindere pe trepied foto, care se poate inlocui cu un maner. Castigul este ceva mai redus fara de un yagi, dar are avantajul ca este foarte usoara si de dimensiuni reduse, iar pretul este foarte atractiv.

De curand am intrat in posesia unei antene Arrow 146-437-10WBP, pe care mi-o doream mai demult, dar nu am avut posibilitatea de a o aduce din America la un pret rezonabil. Este antena cel mai des intalnita printre pasionatii de sateliti, dar din pacate nu exista nici un distribuitor in Europa.

Caracteristici tehnice:

3 elementi VHF, 7 elementi UHF yagi

Castig: nespecificat

Raport fata-spate: nespecificat

Putere: 10 W

Conector: BNC tata

Lungime boom: 95 cm

Greutate: 560 g

Montajul este foarte bine descris in manual si este foarte rapid, nefiind necesare niciun fel de scule aditionale. Antena are mufe BNC pentru fiecare banda, dar include si un mic diplexor in maner pentru statiile cu o singura iesire RF. Practic diplexorul limiteaza puterea maxima la 10 W. Pentru a fi transportat usor, boomul se desface in doua bucati. Exista si o husa de transport dar este optionala.

Desigur pentru lucrul pe sateliti este de preferat o antena directiva, dar in unele situatii favorabile cand satelitul se afla la elevatie mare, se pot face legaturi si cu o antena omnidirectionala, indreptata in directia potrivita.

Un exemplu de antena care se poate monta direct pe statia portabila, este Diamond RH-770. Are aproximativ 93 cm lungime, conector BNC si castig de 3 dBi in VHF si 5.5 dBi in UHF. Trebuie avuta multa grija cu o astfel de antena pentru a nu rupe conectorul de pe statia portabila.

Tranceivere

Din cauza ca satelitul este in continua miscare fata de operator, apare asa numitul „efect Doppler”. In banda de 145 MHz efectul Doppler este neglijabil (aproximativ 300 Hz), dar in 436 MHz acesta devine semnificativ (cativa KHz) si trebuie compensat. Pentru asta transceiverele trebuie setate pe cel mai mic pas de frecventa, deobicei de 5 KHz in cazul portabilelor.

Din cauza faptului ca puterea de emisie a unui satelit este de ordinul zecilor sau sutelor de miliwatti, semnalul de downlink nu este suficient de puternic pentru a trece de pragul squelch-ului. Pentru a avea totusi o receptie continua trebuie anulat squelch-ul.

Majoritatea pasionatilor recomanda statiile dual-band full duplex, deoarece iti poti asculta propriul semnal retranslatat de satelit. In acest caz este necesara utilizarea unor casti, pentru a evita feedback-ul intre difuzor si microfonul statiei. Cateva exemple de transceivere full duplex de generatie mai veche: Alinco DJ-G5, Icom IC-W32, Kenwood TH-79, TH-D7, Yaesu FT-51 si FT-530. Nu orice statie dual-band dual-rx este si full duplex, iar din pacate statiile portabile de ultima generatie nu mai au aceasta functie, cu exceptia Kenwood TH-D72.

Personal prefer statiile portabile Yaesu, care au un mare avantaj fata de echipamentele altor producatori. Chiar si variantele cu un singur receptor (FT-60, VX-6) permit programarea de memorii split, adica este posibila programarea unui canal cu emisia in VHF si receptia in UHF, sau invers.

In principal utilizez o statie Yeasu FT-2D, cu cateva memorii programate pentru cei doi sateliti, impreuna cu corectia aferenta pentru shiftul Doppler. In acest fel procesul se simplifica foarte mult, nu mai este necesara comutarea intre cele doua VFO-uri pentru a corecta shiftul Doppler intre transele de emisie.

Memorii SO-50

Memorii AO-85

Memorii AO-91

Memorii AO-92

O alta optiune posibila este de a folosi o statie monoband si un scanner, sau doua statii monoband, una pentru receptie si cealalta pentru emisie. Desigur in acest caz, utilizand antene cu un singur conector, este necesar si un filtru diplexor.

Softuri de tracking

Pentru tracking pot fi utilizate atat aplicatii pentru Windows PC, cat si pentru tablete sau telefoane mobile.

Pentru Windows am folosit mai des in ultima vreme softul PreviSat, dar cateodata si Gpredict, ambele disponibile gratuit pe internet. Deasemenea Ham Radio Deluxe are inclus un tracker pentru sateliti.

In portabil utilizez cu succes GoSatWatch disponibil pentru iOS. Aplicatia poate fi descarcata din Apple Store si costa aproximativ 10$.

Dupa instalare, este necesara setarea locatiei si selectarea satelitilor din lista, dupa care softul va calcula si va afisa trecerile favorabile. Are doua moduri de vizualizare, „world map” si „sky”. In modul „sky”, softul foloseste busola telefonului pentru a se roti in functie de pozitia operatorului, un lucru foarte util in pozitionarea antenei directive.

Pentru Android sunt disponibile cateva aplicatii in Google Play, printre care cea mai completa si mai utilizata este ISS Detectorhttp://www.issdetector.com/, avand functii asemanatoare cu GoSatWatch.


QSO-urile

Avand in vedere ca timpul de trecere al unui satelit LEO este de aproximativ 10 minute, QSO-urile trebuie sa fie cat mai scurte si informatia transmisa cat se poate de limitata, pentru a permite si altor radioamatori sa faca legaturi. De obicei se transmite numai indicativul, controlul si QTH locatorul, asemanator unui concurs. Numele operatorului sau informatii legate de echipament si putere de emisie sunt optionale si se pot transmit numai in cazul in care sunt foarte putini corespondenti pe satelit. Deobicei in weekend este perioada cea mai aglomerata. Foarte multi vor sa faca o legatura in aceeasi perioada de trecere pe un singur canal radio.  Factorul cheie este rabdarea, deoarece din cauza traficului haotic este posibil sa nu se poata obtine nici o legatura in final.

LOG-ul

Din cauza faptului ca operez numai din portabil si din cauza timpului scurt de trecere al satelitilor, nu mai am cum sa si notez indicativele in timpul legaturilor. Astfel, cea mai simpla metoda este inregistrarea audio a traficului si ulterior introducerea indicativelor in log.

Inregistrarea audio o fac tot pe telefon, iar pentru usurinta recomand o husa de fitness care se poate prinde pe mana. In acest fel microfonul telefonului va fi suficient de aproape de statia radio si in acelasi timp se poate urmari traiectoria satelitului.

Prima mea legatura am facut-o pe Saudisat SO-50 cu DG0ER, pe data de 20 aprilie 2015 la ora 11:16 UTC. Eram la Poiana Sarata (KN36FD), cu antena Malcott's MA-FX727-N si un transceiver Yaesu FT-60.

Indicative cu care am luat legatura pana acum prin intermediul satelitilor LEO:

4Z1KM, DG0ER, DG1EA, DL3XAC, DL4ZAB, DL8DT, DO2SYD, EA4CYQ, EA7AHA, ES6SW, EU4CK, F4DXV, F8CED, G0ABI, HA1SE, IW1FGY, IW6NXR, IZ1DBY, IZ4UFB, IZ6WLW, LZ1CWK, LZ1KG, LZ1ZG, M0NKC, OH5LK, OM0MS, PB0AHX, R6KAI, RN6AN, SP9FPP, SP9TTX, UA4CRI, UA6HDE, UR3CTB, UR3PGW, UR4HD, UR5BIP, UR9ET, US5MJK, UT1EQ, UX0DA, UX7LB, YO9CMC, YO9GJX.

Comunitatea radioamatorilor pasionati de sateliti este destul de restransa, astfel incat mai rar apare cate un indicativ nou.

Mai multe detalii despre satelitii de radioamatori pot fi gasite pe site-ul AMSAT.