Satelitná komunikácia pre rádioamatérov prešla v posledných rokoch revolúciou. Zatiaľ čo v minulosti sme boli odkázaní na krátke prelety družíc na nízkych obežných dráhach (LEO), príchod QO-100 (Es’hail-2) na pozíciu 25,5° východne zmenil pravidlá hry. Pavel Husák (OK1PHU) vo svojom päťdielnom seriáli ponúka neoceniteľné praktické rady, ako si postaviť funkčné zariadenie, pričom sa vyhýba zbytočnému teoretizovaniu a ide priamo k jadru technických výziev.
V článku sa dočítate
1. Antény a ožarovače: Brána do vesmíru
Prvý diel seriálu sa venuje tomu najviditeľnejšiemu – anténam. Keďže QO-100 je geostacionárny satelit, najlogickejšou voľbou je offsetová parabola používaná na satelitný TV príjem. Výzvou je však fakt, že musíme obslúžiť dva rôzne kmitočty: uplink na 2,4 GHz (pásmo 13 cm) a downlink na 10,5 GHz (pásmo 3 cm).
Súboj koncepcií: Patch vs. Helix
Pavel predstavuje dva základné typy duálnych ožarovačov, ktoré umožňujú použiť jednu parabolu pre obidva smery:
-
Patch Feed: Ide o konštrukciu s aktívnym prvkom a reflektorom pre 2,4 GHz, stredom ktorého prechádza medená trubka (vlnovod) s priemerom 22 mm. Táto trubka vedie signál 10 GHz priamo do LNB. Je to mechanicky kompaktné riešenie, ktoré Pavel preferuje pre jeho precíznosť.
-
Helix Feed (podľa DC8PAT): Tu sa na uplink používa šroubovica (helix). Je jednoduchšia na výrobu, ale Pavel upozorňuje na dôležitý detail: šroubovica môže o niečo viac tieniť príjem (downlink).
Kritický faktor: Polarizácia
Pri kruhovej polarizácii, ktorú QO-100 vyžaduje, dochádza k dôležitému javu. Uplink satelitu vyžaduje pravotočivú kruhovú polarizáciu (RHCP). Keďže sa signál odráža od plochy paraboly, jeho polarizácia sa otáča. Samotný ožarovač v ohnisku preto musí byť ľavotočivý (LHCP), aby výsledný vyžiarený signál bol pravotočivý. Na tento detail pri stavbe šroubovice alebo patchu nesmiete zabudnúť.
Tip od OK1PHU: Aby do ožarovača nepršalo, Pavel používa plastový kvetináč. Nie každý plast je však priepustný pre mikrovlny. Test v mikrovlnke (či sa suchý kvetináč nezohreje) je jednoduchý a spoľahlivý spôsob, ako predísť zbytočnému útlmu signálu.
2. LNB konvertory: Srdce príjmu
Druhý diel sa ponára do vnútra LNB (Low Noise Block) konvertorov. Pre amatérske účely sú ideálne lacné modely ako Zircon L101 ECO alebo Amico L208.
Prečo upravovať LNB?
Štandardné LNB používajú kryštál 25 MHz, čo konvertuje signál z 10,5 GHz na mezifrekvenciu okolo 739 MHz. Pavel však vysvetľuje pokročilú modifikáciu: výmenu kryštálu za externú referenciu 24 MHz.
-
Tým sa mezifrekvencia posunie na 1129 MHz.
-
Mnohé LNB majú v tejto oblasti lepší zisk, pretože sú pôvodne navrhnuté pre širšie televízne pásmo a na 739 MHz môžu mať signál zatlmený internými filtrami.
Pri modeli Amico L208 (dvojvýstupovom) Pavel využíva jeden konektor na výstup signálu a druhý na prívod externej referencie, čo zjednodušuje kabeláž.
3. Stabilita a drift: Boj o každý Hertz
V treťom diele Pavel otvára tému, ktorá trápi každého začiatočníka – frekvenčnú stabilitu. Bežné LNB sú určené pre širokopásmovú televíziu, kde posun o pár desiatok kHz nehrá rolu. Pri úzkopásmovej prevádzke (SSB, CW alebo FT8) je však takýto drift neprijateľný.
Teplotná závislosť
Stačí, aby sa do LNB oprelo slnko alebo zafúkal studený vietor, a frekvencia začne „utekať“. Pavel ukazuje, že drift môže byť v rádoch desiatok kHz, čo spôsobí, že protistanicu prestanete počuť alebo sa váš signál stane nečitateľným.
Možnosti riešenia:
-
Softvérová kompenzácia: Program SDR Console má unikátnu funkciu. Dokáže sa „zavesiť“ na stredný maják družice a podľa jeho pohybu v reálnom čase prepočítavať a korigovať celé prijímané spektrum.
-
Hardvérová stabilizácia: Najlepším riešením je použitie GPSDO (GPS disciplinovaného oscilátora). Externá referencia zabezpečí, že sa frekvencia nepohne ani o hertz, čo je nevyhnutné najmä pre digitálne módy ako FT8.
4. Ako na vlastný príjem (RX): Praktický postup
Štvrtý diel je „kuchárkou“ pre zostavenie prijímacieho reťazca. Ak nechcete hneď investovať do drahého hardvéru, Pavel odporúča začať s WebSDR (IS0GRB alebo BATC), kde si môžete prevádzku napočúvať online.
Hardvérová zostava
Pre vlastný príjem budete potrebovať:
-
Parabolu s LNB (nastavenú na vertikálnu polarizáciu pre úzkopásmový segment).
-
Napájaciu výhybku (Bias-T): LNB potrebuje pre svoju činnosť napájanie (zvyčajne 12 V až 14 V).
-
SDR prijímač: RTL-SDR kľúčenka, HackRF alebo ideálne Adalm Pluto.
Zlaté pravidlo: 30 dB útlm
Toto je jedna z najdôležitejších rád v celom seriáli. Signál z LNB je pre väčšinu SDR prijímačov príliš silný a obsahuje veľa šumu. Pavel odporúča zaradiť medzi výhybku a SDR útlmový článok cca 30 dB. Výsledkom bude čistejší vodopád, lepší odstup signálu od šumu a ochrana vstupov vášho SDR pred zahltením.
Hľadanie družice
Družica QO-100 sa nachádza na 25,5°E. Ak nemáte profesionálny merací prístroj, použite aplikáciu v mobilnom telefóne (napr. cez kameru s rozšírenou realitou). Hľadajte satelit pod názvom Badr alebo Es’hail-2. Akonáhle uvidíte na vodopáde typické čiary majákov, ste doma.
5. Hotové zariadenia a finálne úvahy
Posledný diel seriálu sumarizuje možnosti pre tých, ktorí nechcú všetko stavať „na kolene“. Pavel spomína dvoch hlavných hráčov na trhu:
-
SP3OSJ (Poľsko): Vyrába kompaktné moduly, ktoré sa montujú priamo do ohniska paraboly. Obsahujú uplinkový budič aj stabilizovaný LNB.
-
DX Patrol: Ponúka komplexné „Ground Stations“, ktoré sú veľmi populárne pre svoju jednoduchosť a integrovanú GPS stabilizáciu.
Výhoda plného duplexu
Pavel zdôrazňuje, že najväčším komfortom pri prevádzke cez QO-100 je full-duplexná prevádzka. Vďaka nej počujete svoj vlastný signál v reálnom čase tak, ako sa vracia z družice. To vám umožní nielen okamžitú kontrolu kvality vlastnej modulácie, ale aj presné „posadenie“ sa na frekvenciu protistanice v pile-upe. Zariadenia ako Adalm Pluto sú pre tento účel vďaka dvom nezávislým kanálom (RX a TX) priam stvorené.
Záver a zhodnotenie
Seriál Pavla Husáka (OK1PHU) je vynikajúcim odrazovým mostíkom pre každého rádioamatéra. Ukazuje, že vstup do sveta satelitnej komunikácie nemusí stáť tisíce eur. S trochou trpezlivosti, využitím staršej paraboly a moderných SDR technológií sa vám otvorí svet, kde neexistuje rušenie z mesta a kde sú podmienky šírenia stabilné 24 hodín denne.
Či už sa rozhodnete pre vlastnoručnú výrobu patch ožarovača podľa prvého dielu, alebo siahnete po hotovom riešení od DX Patrol, rady z tohto seriálu vám ušetria mnoho hodín slepých uličiek. QO-100 je fascinujúci projekt, ktorý spája klasické rádioamatérstvo s najmodernejšími technológiami – a vďaka Pavlovi máme k dispozícii mapu, ako sa v ňom nestratiť.
Zdroje (odkazy na videá):