18 novembre, 2016

Preamplificatori da palo

Continua, passo dopo passo, la costruzione della parte VHF e superiori della stazione. Finalmente i preamplificatori sono arrivati ed è tempo di studiare il modo di alimentarli.

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Ecco le caratteristiche:

LNA 200 MA (VHF) LNA 70 MA (UHF)
Frequency Range [MHz]: 144 - 146
Noise Figure @ 20°C (NF) [dB]: 0,25 +/-0,05
Amplification typ. (S21) [dB]: 24,0 +/-1,0
Operating Voltage [V]: 8 - 14
Power Consumption [mA]: 60
Frequency Range [MHz]: 430 - 440
Noise Figure @ 20°C (NF) [dB]: 0,35 +/-0,05
Amplification typ. (S21) [dB]: 21,0 +/-1,0
Operating Voltage [V]: 8 - 14
Power Consumption [mA]: 60

 

I preamplificatori da palo vanno montati il più vicino possibile all'antenna per ridurre al minimo la possibilità di amplificare, oltre al segnale desiderato, anche il rumore introdotto da lunghe discese di cavo coassiale. L'alimentazione può essere effettuata in due modi: attraverso il coassiale stesso tramite DC Injector oppure tramite connettore di alimentazione separato (con attacco SO239). 

Nota: molte radio moderne offrono la possibilità di non utilizzare i DC Injectors grazie a circuiti interni dedicati. Non è il mio caso quindi, tralasciando i sopracitati injectors, ho optato per la costruzione di un controller per accendere e spegnere da remoto i pre.

 

Controller Preamplificatori

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Schema del controller di alimentazione

A sinistra la parte relativa al control box con la possibilità di alimentazione sia a 13.8V che tramite batteria tampone. A destra la parte da montare sul palo per l'alimentazione dei preamplificatori. Per la connessione delle due parti utilizzo un cavo schermato a 3 conduttori da 1mm (Alimentazione pre VHF, pre UHF e alimentazione diretta di entrambi tramite batteria) 

 

Componenti

S1-2-3 Interruttori a levetta
LED1..6 Led 3mm 
R1-R2-R3 Resistenze 1K
R4-R5 Resistenze 1.2K
R6 Resistenza 800 Ohm
D1 Diodo 1N4004 o equivalente
D2..5 Diodi 1N4148
SW1 Dip Switch (Opzionale)

 

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(Interno della scatola di alimentazione da installare sul mast. Per comodità ho montato un dip-switch per poter attaccare-staccare al volo l'alimentazione in caso di manutenzione evitando di dover tornare ogni volta in stazione a premere interruttori..)

Dalla scatola montata sul mast partono i due cavi coassiali di alimentazione, così facendo si evita che il cavo stesso funga da antenna.

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02 novembre, 2016

Nuovo setup (Satelliti)

Continuano i lavori, antenne per i satelliti montate approfittando del ponte del 1° Novembre.

  • VHF: Direttiva 6+6 Elementi a polarizzazione circolare destra (RHCP)
  • UHF: Direttiva 9+9 Elementi a polarizzazione circolare destra (RHCP)

Entrambe con elevazione fissa a 25°

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Qui sotto un video delle prime prove di ricezione.

 

Prossimo passo: preamplificatori!

29 ottobre, 2016

Cosa bolle in pentola...

Non c'è niente da fare.. alla fine la passione per i satelliti torna sempre.

Ho deciso di sviluppare ulteriormente la parte di stazione dalle VHF in su. Al momento sono in fase di montaggio le antenne Yagi 6+6 Elementi VHF e 9+9 Elementi UHF entrambe a polarizzazione circolare destrorsa (RHCP).

Cavi a bassa perdita tirati, rotore montato nella nuova posizione, mancano solo i Preamplificatori. Dalla Germania mi sa che il corriere se la sta facendo a piedi...

Nel mentre, approfittando del poco tempo libero (leggasi NOTTE), ho terminato di assemblare il controller per il rotore: ERC Versione 4 di DF9GR   [ sito ufficiale ]

 

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Gran bel kit, sono rimasto piacevolmente colpito sia dalla facilità di assemblaggio (nessun componente SMD) che dalla facilità di configurazione.

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Quindi anche la parte dell'inseguimento gestita da PC è ok.

Questa sera, se tutto va bene, mi dedico all'atroce compito di saldare i connettori N.

 

A presto!

12 ottobre, 2016

Ascoltare i Satelliti Radioamatoriali (Parte 1)

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Con questa serie di post che inauguro oggi voglio documentare passo passo la realizzazione di una stazione di ascolto (SWL) per satelliti amatoriali, partendo da zero, cercando di essere il più chiaro possibile.

 

Capiamoci Qualcosa

Questa non vuole essere la “guida definitiva” ai satelliti radioamatoriali, quindi non tratterà questioni complicate con calcoli da laurea aerospaziale, ma un contributo a coloro i quali si approcciano a questo fantastico mondo da puri neofiti. Personalmente, la passione per i satelliti mi è venuta da giovane (non che ora sia vecchio..) negli anni ‘90 quando per puro caso, con un ricevitore VHF ed un’antenna verticale ho sentito per pochi istanti gli astronauti a bordo della stazione MIR (https://it.wikipedia.org/wiki/Mir_(stazione_spaziale)). Quelle voci sono state uno stimolo a scoprire, costruire, leggere, informarmi..

Veniamo a noi,
sopra le nostre teste ci sono quotidianamente una marea di satelliti in orbita, alcuni di loro, grazie alla passione di gruppi di Radioamatori e, più recentemente, ad università ed enti privati montano a bordo apparati che offrono servizi ai radioamatori. Beacon, Telemetria, Transponder lineari invertiti sono solo alcuni dei termini con cui avremo a che fare a breve.

Ma andiamo con ordine: che satelliti? Cosa ascoltare?
I satelliti amatoriali non sono geostazionari (*), per capirci meglio: non si fa puntare una parabola al ragazzo di Sky e ci si collega un RG-58 ad un palmare per ascoltare. Questi satelliti sono piccoli, non stanno fermi, vanno attesi ed inseguiti.

(*) Al momento. Ma non complichiamoci subito la vita…

Dallo Sputnik 1, primo satellite in orbita nel lontano 1957 con i suoi 86 Kg, ai più recenti CubeSat, cubi di 10x10x10cm, sviluppati nelle università di mezzo mondo, questi oggetti ruotano costantemente attorno alla terra trasmettendo segnali e offrendo talvolta servizi sulle nostre frequenze. Per comodità prendiamo in considerazione i satelliti LEO (Low Earth Orbit) ovvero che effettuano orbite a bassa elevazione, i più semplici da ascoltare ma un buon punto di partenza per addentrarci in questo mondo.

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Abbiamo detto che i satelliti ruotano attorno alla terra, ma la terra, ruotando essa stessa sul proprio asse fa si che la traiettoria non sia mai uguale ad ogni transito. Questo concetto semplice e fondamentale ci introduce ai due momenti del passaggio che più ci interessano: AOS e LOS.

  • A.O.S. Acquisition Of Signal: Istante in cui il satellite appare all’orizzonte. (Da quell’istante in poi il satellite è detto Visibile e di conseguenza ricevibile)
  • L.O.S. Loss Of Signal: Ultimo istante oltre il quale il satellite scompare sotto la linea dell’orizzonte e di conseguenza si ha la perdita del segnale.

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In questo caso il satellite Cinese XW-2F è visibile sopra il nostro orizzonte con un’orbita a 520Km dal suolo, un’elevazione di 44.2° e sarà udibile per altri 5 minuti e 13 secondi dopodichè il segnale svanirà. L’area più chiara indica la zona di copertura istantanea del satellite.

Immaginiamo ora di voler ascoltare un oggetto in orbita con la nostra antenna verticale: ci sarà un momento in cui il satellite apparirà all’orizzonte in un dato punto ed inizierà (teoricamente) ad essere udibile. Per alcuni minuti magari, fino al momento LOS il suo debole segnale potrà essere ricevuto, ma.. (c’è sempre un MA) il segnale sarà molto probabilmente evanescente. Benvenuti nel magico mondo della polarizzazione circolare!

La maggior parte di noi sono abituati ad operare in HF, con antenne direttive, verticali, dipoli, loop e chi più ne ha più ne metta.
Hai una verticale? La polarizzazione è verticale. Hai una Yagi? La polarizzazione è orizzontale. Semplice. Ricevere il segnale nella corretta polarizzazione consente di massimizzare il segnale ricevuto. Trasmettere con una Yagi mentre il nostro corrispondente riceve con una verticale comporta una perdita in ricezione anche di una decina di dB!

Nel traffico satellitare entra in gioco un fattore che non troviamo in HF: la rotazione del satellite su se stesso, conseguenza di ciò si avrà che anche la polarizzazione “girerà” su se stessa. Da qui nasce la cosiddetta Polarizzazione Circolare.

Quindi, ascoltare i satelliti con un’antenna verticale ha senso? NI.
Mi spiego meglio, in mancanza di mezzi, all’inizio è sempre meglio di niente, cuffie alle orecchie e pronti a sentire i segnali che salgono e scendono a causa delle differenze di polarizzazione. Pronti ad aspettarvi segnali che udirete per pochi istanti a S0 sul meter della radio oppure a S7 per alcuni secondi dopo qualche minuto di silenzio... Sia ben chiaro, ascoltare la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) con un’antenna verticale è fattibile, anzi fattibilissimo, perchè trasmette con 5-10W, i problemi nascono quando si cerca di ascoltare un cubetto di 10cm che trasmette con 150mW solo in presenza di illuminazione diretta del sole..

 

Cosa ascoltare

Ora che ci siamo chiariti un minimo le idee sui concetti base passiamo a capire cosa ascoltare.

Partiamo cercando di capire cosa ci gira sopra la testa e che tipo di servizi offrono. Il sito Heavens Above (www.heavens-above.com) è un ottimo punto di partenza.

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l sito è una vera e propria miniera per capire tutto ciò che è attualmente in orbita. Cliccando su Satelliti per Radioamatori si ha una panoramica di tutti i futuri passaggi con relative frequenze di downlink.
Personalmente ho trovato la loro app per Android, scaricabile gratuitamente dall app-store, molto più chiara ed immediata.

Una volta scaricata ed installata ecco come si presenta:

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Cliccando su Radio Satellites si ha una lista dei prossimi satelliti che transiteranno sopra il proprio QTH.

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Si può vedere il nome del satellite, l’orario (locale) in cui il satellite è alla sua massima elevazione sull’orizzonte, orario di AOS (Acquisition Of Signal) e LOS (Loss Of Signal), mentre sotto, se il satellite ha un Payload in frequenze amatoriali, i dettagli sulla frequenza di Uplink e/o Downlink.

Prendiamo come esempio CUSAT1

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Sarà visibile dalle 16:39 alle 16:48, l’elevazione massima sull’orizzonte sarà di 26° alle 16:44.
Per ascoltare il satellite, con un pò di fortuna si può sintonizzare la radio a 437.405MHz ed attendere il segnale.

Facile? Non proprio. Trattandosi di un oggetto in movimento entra in gioco l’Effetto Doppler!

Da Wikipedia: L'effetto Doppler è un fenomeno fisico che consiste nel cambiamento, rispetto al valore originario, della frequenza o della lunghezza d'onda percepita da un osservatore raggiunto da un'onda emessa da una sorgente che si trovi in movimento rispetto all'osservatore stesso.

In parole povere la frequenza in cui riceveremo il segnale non sarà praticamente mai quella di Downlink, ma varierà costantemente durante tutto il passaggio anche di circa +/- 10KHz. Senza perderci in calcoli vi anticipo che tali correzioni vengono fatte da appositi software (che vedremo in seguito).

Ultimo particolare, in che modalità ascoltare il satellite? FM? SSB?
La cosa più pratica è, una volta deciso a quale satellite dare la caccia, di cercare informazioni su siti dedicati per avere una panoramica delle modalità operative.

Alcuni siti fondamentali da cui ricavare informazioni sono quelli di AMSAT (www.amsat.org) ed i blog di PE0SAT (www.pe0sat.vgnet.nl) e DK3WN (www.dk3wn.info/p).

Una volta trovate le informazioni è bene segnarle da qualche parte per un futuro riutilizzo. Personalmente uso un bel foglio di carta alla vecchia maniera, dove di volta in volta, vado ad aggiungere i dati che mi servono.

E’ ora di accendere la radio e provare ad ascoltare.
Se la cosa è di vostro gradimento e vi appassiona, nel prossimo post parleremo di Software per agevolare queste operazioni.