《走近业余卫星通信》| 你的第一次业余卫星通信:它比你想象中更简单(三)

业余卫星通信天线(上)

by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, [email protected]

本文原题为《开启业余卫星通信之旅III》发表于《监测时报》

(Brasstown, NC 28902)

        通过前面两篇文章的介绍,很多业余无线电爱好者对卫星通信应该已经熟悉了。或许,他们开始尝试“打卡”每一个没有通联的Maidenhead区块坐标或者像短波爱好者一样尝试远距离通信。长时间的卫星通信,爱好者会越来越感到既举着天线,又拿着对讲机的辛苦。因此,建议经常通信的爱好者为自己的地球站搭建一个固定天线阵列,预算有限的初学者可以考虑使用全向天线。

        地球站使用全向天线可以省去天线驱动装置,也可以简化天线旋转器。在卫星迅速过境期间,爱好者就能集中精力去寻找和跟踪下行信号,但不是所有的全向天线都适用于卫星通信,所以本文将侧重介绍如何选择合适的地球站天线。

卫星天线

        在不具备“终极”装备:一个或多个安装在玻璃纤维架上配有方位俯仰角驱动的圆极化八木天线天线阵列的情况下,下文将介绍如何投入更少的成本,建立低轨卫星良好通信。

        大多数架设的方向性天线习惯指向地平线方向,这时卫星距离最远,下行信号最弱。当卫星运行超出天线接收范围时,即使卫星过顶时段也无法通信。

        并且,卫星为保持天线指向地球将持续缓慢偏转,连续的偏转,使其接收和发射天线的极化方式不断变化。这意味着,卫星翻转过境时,如果地球站天线不能匹配卫星极化方式不断变化,即使是大功率的上、下行信号也无法被接收。为了减少这些问题,卫星通信通常使用圆极化天线,便于极化方式切换。使用圆极化天线接收线极化,右旋圆极化 (RHCP)与左旋圆极化(LHCP)接收损耗只有3dB。虽然这个损耗约占上、下行链路信号功率的一半,但是使用线极化天线接收卫星信号的损耗大约有30-40dB。所以,很多相对简单的全向天线也被设计成具有高角度、圆极化的特性。

打蛋器天线

图1  打蛋器天线是一种适合低轨卫星通信的全向天线

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《走近业余卫星通信》| 你的第一次业余卫星通信:它比你想象中更简单(二)

业余卫星通信系统的基本组成

by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, [email protected]

本文原题为《开启业余卫星通信之旅II》发表于《监测时报》

(Brasstown, NC 28902)

        欢迎再次来到“开启业余卫星通信之旅”专栏。本人发表系列文章的目的是分享接收和应用不断发展壮大的OSCAR(支持业余无线电的在轨卫星)系列卫星的实操方法,以帮助卫星操作初学者以及准初学者揭开业余卫星通信的神秘面纱。并对当前在轨卫星,以及仍然处于规划或预备发射阶段的卫星信息开展研讨。以下,分享一些需要考虑的细节及技巧,便于成功通信“EZ sats”。

 关于手持天线的补充注意事项

        卫星通信中,天线是地面电台最重要的组成部分。因为绝大部分业余卫星的输出功率不超过1~2W,而AO-51和AO-27的常规输出功率仅0.5W左右,SO-50的输出功率甚至更低。

        这些卫星通过单根1/4波长鞭状天线,或由4根这样的天线组成所谓的“旋转栅极”天线阵来发射信号。波长为2m或70cm的1/4波长鞭状天线在卫星底部以45°角向内或向外倾斜。即使采用天线阵列,实际增益也趋近于0。如果低功率发射不足为惧,试想这些低轨卫星与地球站的通信距离,即便在过顶时段,也至少相距800公里;接近地平面时,距离地球站就有3200公里之多。

        所以,业余卫星通信爱好者需要一个好的接收机和高增益的天线,才能实现可靠的卫星信号接收。大部分对讲机配备的“rubber duck”天线除非处于“理想环境”(指卫星恰好过顶,而且只有少数几个人在同时使用这颗卫星的转发器),否则并不能满足业余卫星的接收或通信。

图1   作者的“手持式卫星地球站”

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克里斯塔尔业余无线电俱乐部(ARCK)特设台上线

        上午群里传出一段CQ呼叫视频,信号569QSB,仔细辨别原来呼号是RV30KR。经过查询得知这是俄罗斯克里斯塔尔俱乐部成立30周年特设电台,为了纪念克里斯塔尔业余无线电俱乐部(ARCK)成立30周年,俱乐部成员们将于2021年1月15日至25日上线在HF波段向大气发射无线电波,特设台呼号分别是:R1991A,R2021A,R30ARCK,R30RCK,RA30KR,RC30KR,RD30KR,RG30KR,RJ30KR,RK30KR,RL30KR,RM30KR,RN30KR,RO30KR,RO30KR,RO30KR ,RV30KR,RW30KR,RZ30KR,QSL卡片或者奖状可以与OP操作员联络获取。

2021年匈牙利业余无线电社团 HA-DX竞赛规则

2021年匈牙利业余无线电社团 HA-DX竞赛规则

1. 组织者:马扎尔业余无线电社团 (www.mrasz.hu)。

2. 目的:在全世界范围内,增加空中通联活动,加强业余无线电操作员的声誉,展示和提高技术技能和知识。

3. 日期和时间:每年一月的第三个完整周末,从协调世界时12:00星期六到协调世界时12:00星期日。2021年:1月16日至17日。

4. 参加者:遵守竞赛规则的世界上每一个业余无线电操作员。

5. 波段:160,80,40,20,15,10米,波段根据贵国和IARU地区的波段分配。

6. 模式:A1A莫尔斯码(CW)和A3J电话(SSB)。

7. 类别:

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《走近业余卫星通信》| 你的第一次业余卫星通信:它比你想象中更简单(一)

业余卫星通信概述

by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, [email protected]

本文原题为《开启业余卫星通信之旅:它比你想象中更简单》发表于《监测时报》

(Brasstown, NC 28902)

        兴趣爱好的广泛涉及是业余无线电通信最显著的特点之一。如果你对其中某一类探索失去了兴趣,总会对其他新领域产生尝试的兴趣。六十年转瞬即逝,业余无线电新技术层出不穷,但业余卫星通信始终是最有趣的事。

        刚开始接触业余卫星通信之前(爱好者们通常称业余卫星为“鸟”),了解如何发现和跟踪卫星是很重要的。作者发表系列文章旨在简要介绍跟踪和操作卫星的基本概念、业余无线电爱好者操作卫星通信的方式,并对如何开展业余卫星通信提供指导和帮助。对于初学者,本文将以AO-51业余卫星为例(爱好者们称相对容易跟踪的通信卫星为easier-to-operate卫星,缩写为EZ sats),带您走进最活跃、最精彩、最具挑战的业余卫星通信领域。

图1  被称为“Echo”的AO-51放置在运载火箭前级

地点:拜科努尔发射场。(AMSAT提供)

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全球电波传播大气模型系统研制成功

        近日,国家无线电监测中心指导下属北京东方波泰无线电频谱技术研究所(以下简称研究所)经过刻苦攻关,立足国际前沿视角,聚焦各行业难点痛点问题,成功研制了全球电波传播大气模型系统。该系统可实现对流层范围内全球不同时段、任意地点的大气温度、湿度和压力等气象因子的精确建模和准确预测,从而提升对流层散射、大气波导通信等超视距电波传播模式的总体效能。

        大气对流层中的两种超视距电波传播——大气波导和对流层散射具有抗毁性强、作用距离远、应用成本低等一系列优势。然而,对流层的电波传播会受到大气折射率效应、大气湍流、水汽、气溶胶粒子等气象因子的影响,造成在时、频、空域呈现机理复杂、多域交织、随机快变等一系列问题,使得其传输特性的准确建模与参数预测极具挑战性。

        该系统聚焦上述问题,构建了高分辨率的全球大气时空数值模型,提供包括精准大气湍流、大气逆温层和大气折射率梯度在内的三维空间结构模型及预测,进而实现了对大气波导和对流层散射传播的发射时段、最优频段及仰角等核心参数的定量分析和预测。

        系统的研制成功将电波的超视距传播计算,由基于经验统计的粗略估算变革为基于理论数值的精确计算,可提供未来7天以上,精度达1公里内的准确预测,从而显著提升了大气对流层超视距传播的可靠性、传输效率和适用场景。

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