Komunikacja satelitarna dla radioamatorów przeszła rewolucję w ostatnich latach. Podczas gdy w przeszłości byliśmy zdani na krótkie przeloty satelitów na niskich orbitach (LEO), przybycie QO-100 (Es’hail-2) na pozycji 25,5° wschód zmienił zasady gry. Pavel Husák (OK1PHU) w swoim pięcioodcinkowym cyklu oferuje nieocenione praktyczne porady, jak zbudować funkcjonalne urządzenie, unikając zbędnego teoretyzowania i przechodząc bezpośrednio do sedna technicznych wyzwań.
W artykule dowiesz się
1. Anteny i promienniki: Brama do kosmosu
Prvý diel seriálu sa venuje tomu najviditeľnejšiemu – anténam. Keďže QO-100 je geostacionárny satelita, najlogickejšou voľbou jeparabola offsetowa używana do odbioru telewizji satelitarnej. Wyzwanie stanowi jednak fakt, że musimy obsługiwać dwa różne częstotliwości: uplink na 2,4 GHz (pasmo 13 cm) i downlink na 10,5 GHz (pasmo 3 cm).
Pojedynek koncepcji: Patch vs. Helix
Pavel przedstawia dwa podstawowe typy podwójnych promienników, które umożliwiają użycie jednej parabolicznej anteny dla obu kierunków:
Patch Feed: Jest to konstrukcja z aktywnym elementem i reflektorem dla 2,4 GHz, przez środek którego przechodzi miedziana rurka (falowód) o średnicy 22 mm. Ta rurka prowadzi sygnał 10 GHz bezpośrednio do LNB. Jest to mechanicznie kompaktowe rozwiązanie, które Pavel preferuje ze względu na jego precyzję.
Kanał Helix (przez DC8PAT): Tutaj na uplink używa się śrubowicy (helix). Jest łatwiejsza w produkcji, ale Pavel zwraca uwagę na ważny szczegół: śrubowica może nieco bardziej tłumić odbiór (downlink).
Krytyczny czynnik: Polaryzacja
W przypadku polaryzacji kołowej, której wymaga QO-100, dochodzi do ważnego zjawiska. Uplink satelity wymaga prawoskrętnej polaryzacji kołowej (RHCP). Ponieważ sygnał odbija się od powierzchni parabolicznej, jego polaryzacja się obraca. Samotny radiator w ognisku musi być więc lewoskrętny (LHCP), aby wynikowy emitowany sygnał był prawoskrętny. Na ten szczegół podczas budowy śrubowicy lub patcha nie można zapomnieć.
Wskazówka od OK1PHU: Aby do radiatora nie padał deszcz, Pavel używa plastikowego doniczki. Nie każdy plastik jest jednak przepuszczalny dla mikrofal. Test w mikrofalówce (czy sucha doniczka się nie nagrzewa) to prosty i niezawodny sposób na uniknięcie zbędnego tłumienia sygnału.
2. Konwertery LNB: Serce odbioru
Druga część zagłębia się w wnętrze konwerterów LNB (Low Noise Block). Do celów amatorskich idealne są tanie modele, takie jak Zircon L101 ECO lub Amico L208.
Dlaczego modyfikować LNB?
Standardowe LNB używają kryształu 25 MHz, co konwertuje sygnał z 10,5 GHz na częstotliwość pośrednią około 739 MHz. Pavel jednak wyjaśnia zaawansowaną modyfikację: wymianę kryształu na zewnętrzną referencję 24 MHz.
To przesuwa częstotliwość pośrednią na 1129 MHz.
Wiele LNB ma w tej dziedzinie lepszy zysk, ponieważ są pierwotnie zaprojektowane dla szerszego pasma telewizyjnego i na 739 MHz mogą mieć sygnał stłumiony przez wewnętrzne filtry.
W modelu Amico L208 (dwu-wyjściowym) Pavel wykorzystuje jeden złącze do wyjścia sygnału, a drugie do podłączenia zewnętrznej referencji, co upraszcza okablowanie.
3. Stabilność i dryft: Walka o każdy Hertz
W trzeciej części Pavel otwiera temat, który martwi każdego początkującego - stabilność częstotliwości. Zwykłe LNB są przeznaczone do telewizji szerokopasmowej, gdzie przesunięcie o kilka dziesiątek kHz nie ma znaczenia. W przypadku wąskopasmowej transmisji (SSB, CW lub FT8) jest jednak taki dryf nieakceptowalny.
Zależność temperaturowa
Wystarczy, że słońce zaświeci na LNB lub powieje zimny wiatr, a częstotliwość zacznie 'uciekać'. Pavel pokazuje, że dryf może wynosić dziesiątki kHz, co spowoduje, że przestaniesz słyszeć stację przeciwną lub twój sygnał stanie się nieczytelny.
Możliwości rozwiązania:
Kompenzacja programowa: Program SDR Konsola ma unikalną funkcję. Może 'zawiesić się' na środkowej boi satelity i na podstawie jego ruchu w czasie rzeczywistym przeliczać i korygować całe odbierane spektrum.
Stabilizacja sprzętowa: Najlepszym rozwiązaniem jest użycie GPSDO (GPS zdisciplinowanego oscylatora). Zewnętrzna referencja zapewnia, że częstotliwość nie zmieni się nawet o herc, co jest niezbędne, zwłaszcza dla trybów cyfrowych, takich jak FT8.
4. Jak uzyskać własny odbiór (RX): Praktyczny proces
Czwarta część jest 'przepisywaczem' do budowy łańcucha odbiorczego. Jeśli nie chcesz od razu inwestować w drogi sprzęt, Pavel zaleca rozpoczęcie od WebSDR (IS0GRB lub BATC), gdzie możesz odsłuchać operację online.
Zestaw sprzętowy
Do własnego odbioru będziesz potrzebować:
Parabolę z LNB (ustawioną na pionową polaryzację dla segmentu wąskopasmowego).
Zasilacz (Bias-T): LNB potrzebuje zasilania do swojej pracy (zwykle 12 V do 14 V).
Odbiornik SDR: RTL-SDR dongle, HackRF lub idealnie Adalm Pluto.
Złota zasada: 30 dB tłumienia
To jedna z najważniejszych rad w całym serialu. Sygnał z LNB jest zbyt silny dla większości odbiorników SDR i zawiera dużo szumów. Pavel zaleca wprowadzenie tłumika między przełącznikiem a SDR tłumik około 30 dB. Wynikiem będzie czystszy wodospad, lepszy odstęp sygnału od szumów i ochrona wejść twojego SDR przed przeciążeniem.
Poszukiwanie satelity
Satelita QO-100 znajduje się na 25,5°E. Jeśli nie masz profesjonalnego urządzenia pomiarowego, użyj aplikacji na telefonie komórkowym (np. przez kamerę z rozszerzoną rzeczywistością). Szukaj satelity pod nazwą Badr lub Es’hail-2. Gdy zobaczysz na wodospadzie typowe linie boi, jesteś w domu.
5. Gotowe urządzenia i ostateczne przemyślenia
Ostatni odcinek serialu podsumowuje możliwości dla tych, którzy nie chcą wszystkiego budować „na kolanie”. Pavel wspomina o dwóch głównych graczach na rynku:
SP3OSJ (Polska): Produkuje kompaktowe moduły, które montuje się bezpośrednio w ognisku parabolicznym. Zawierają uplinkowy nadajnik oraz stabilizowany LNB.
Patrol DX-owy: Oferuje kompleksowe „Stacje Ziemskie”, które są bardzo popularne ze względu na swoją prostotę i zintegrowaną stabilizację GPS.
Zaleta pełnego dupleksu
Pavel podkreśla, że największym komfortem podczas pracy przez QO-100 jest pełnodupleksowa operacja. Dzięki temu usłyszycie własny sygnał w czasie rzeczywistym, tak jak wraca z satelity. Pozwoli to nie tylko na natychmiastową kontrolę jakości własnej modulacji, ale także na precyzyjne „ustawienie” się na częstotliwość stacji przeciwnika w pile-upie. Urządzenia takie jak Adalm Pluto są do tego celu stworzone dzięki dwóm niezależnym kanałom (RX i TX).
Podsumowanie i ocena
Serial Pavla Husáka (OK1PHU) jest doskonałym punktem wyjścia dla każdego radioamatora. Pokazuje, że wejście do świata komunikacji satelitarnej nie musi kosztować tysięcy euro. Z odrobiną cierpliwości, wykorzystując starszą parabolę i nowoczesne technologie SDR, otworzy się przed Tobą świat, w którym nie ma zakłóceń z miasta, a warunki propagacji są stabilne przez 24 godziny na dobę.
Niezależnie od tego, czy zdecydujesz się na samodzielne wytworzenie patcha na podstawie pierwszego odcinka, czy sięgniesz po gotowe rozwiązanie od DX Patrol, porady z tego serialu zaoszczędzą Ci wiele godzin ślepych zaułków. QO-100 to fascynujący projekt, który łączy klasyczne radioamatorstwo z najnowocześniejszymi technologiami – a dzięki Pavlowi mamy mapę, jak się w nim nie zgubić.
Zasoby (linki do filmów):