Es’ Hail2 QO-100

A seguito del recente lancio e  posizionamento nell’orbita di Es’ hail2, denominato poi nel mondo Ham Quatar Oscar100 (Qo-100), è risalito l’interesse di molti OM verso i Satelliti.

In particolare verso quest’ultimo in quanto si tratta del primo Satellite geostazionario (geo) del mondo Amatoriale, già negli anni 80 usavamo la costellazione Inmarsat per il trafico Nave-Terra, 3 Satelliti AOR, IOR,POR, a 120° tra loro per coprire il globo esclusi i poli.

Grazie al Club Radioamatoriale del Quatar all’interno del satellite es’hail2 di tipo TV broadcast commerciale vi è anche una piccola porzione dedicata al mondo OM, si tratta di un trasponder lineare, il tutto costruito dalla Giapponese Mitsubishi.

Di seguito andiamo ad analizzare, nel modo più semplice possibile,  come Ricevere e trasmettere visto che in commercio non esiste un apparato commerciale.

Thanks to: https://amsat-dl.org/en/p4-a-nb-transponder-bandplan-and-operating-guidelines/
Area di copertura del satellite
Area di copertura del Satellite es'hail2
Area di copertura vista da google Maps

RICEZIONE:

Vi sono vari modi per ricevere il satellite, se fate un giretto nel web vi renderete conto che vi sono una miriade di schemi, suggerimenti e sperimentazioni di vario genere, quello che vorrei consigliarvi è di non perdere tempo ad inventare nulla quando già gli altri hanno fatto quello che cercate.

Di sopra avete notato come ho illustrato per prima cosa il BandPlan grazie agli Amici DL land, supponiamo di voler ricevere la prima porzione CW, dal Bandplan ricaviamo la frequenza di 10,489550 ghz e subito sentiamo l’emissione in cw che trasmette il beacon di inizio banda… due lunghe linee di 5sec ognuna seguite da…..HI de QO100 QRA DL50AM SAT……cosa ci vuole?

Utilizziamo una parabola sat televisiva tipo SKY, che però utilizza un LNB per ricezione tv non adatto per due ragioni

1°ha una frequenza diversa

2°E’ progettato per ricevere emissioni con larghezze di banda troppo larghe 

Alcuni propongono l’apertura e la sostituzione di un quarzo interno, i più audaci vi propongono un quarzo  TCXO (termally controlled cristall oscillator), conosciuti meglio nel mondo OM come quarzi termostatati spesso acquistati come opzioni da installare sui nostri apparati, mentre i più seri vanno sul sodo e non vi nascondo che suggerisco questa soluzione onde evitare scivolamenti di frequenza dovuti alla instabilità termica durante l’esposizione al sole dell’ LNB, cosa che non si nota quando riceviamo la tv proprio per la grossa larghezza di banda che usano i segnali televisivi rispetto al 1.2khz del nostro cw oppure i 2.7khz della nostra SSB.

Il massimo sarebbe utilizzare un DDS con l’ingresso esterno della frequenza di riferimento data da uno strumento che utilizziamo nel nostro laboratorio chiamato GPSDO (Global position Satellite Disciplined Oscillator), questo tipo di accessorio riceve i 10 mhz dalla costellazione satellitare GPS e la ritrasmette nello spazio ed in tanti la utilizziamo per scopi scientifici essendo il massimo della precisione disponibile.

Gli Apparati professionali e qualche Radio Amatoriale tipo Elecraft dispone di un ingresso per la frequenza di riferimento, di recente ho visto come il nuovo Icom IC-9700 è fornito di questo connettore.

Come dicevo prima, la soluzione migliore è stata già trovata da Andy Talbot G4JNT, insieme a qualche OM ha modificato un LNB di tipo commerciale low cost eliminando il quarzo interno e fornendo una frequenza esterna, questo per essere in linea con le nostre esigenze amatoriali e non televisive; Qui sotto ho riportato il link del lavoro fatto dagli Amici OM U.K.

http://g4jnt.com/PLL_LNB_Tests.pdf

eshail-2-qo-100-narrowband-websdr
Goonhilly Earth Station in Cornwall (Cornovaglia) U.K.

In qualche passaggio precedente ho detto che gli lnb che utilizziamo per sky non sono adatti ma se opportunamente modificati si possono utilizzare;  Di sicuro sul web esistono modifiche da anni in quanto modificati precedentemente per ATV.

Procuratevi un LNB commerciale da 7/11 Euro e smontate i coperchi in plastica, rimuovete il silicone rosso alte temperature che sigilla il coperchio rimuovendo anche eventuali vitine, 

Tolto il coperchio (vedi foto sotto), preparatevi a rimuovere il quarzo smd da 25mhz, occhio che in alcuni si trova il 27mhz, una volta rimosso il quarzo saldate un pezzetto di rg316 (5-7cm) e fatelo uscire dall’involucro. Richiudete e sigillate il tutto riassemblando i cover in plastica. Saldate un connettore F femmina lato esterno rg316, collegate l’uscita del DDS programmabile.

Facciamo un po’ di conti:

Frequenza dell’LNB =10,7-12,75 Ghz   con uscita IF tra i 950 e 2,150Mhz

Quarzo da 25Mhz x il moltiplicatore interno dell’IC quadrato vicino = 390      25×390=9750 ma a noi serve una IF di 435Mhz per poter usare una nostra radio uhf, e guarda a caso il notro bandplan uhf porzione Sat è 435-438mhz quindi dobbiamo impostare sul DDS programmabile una frequenza che dia una IF dentro la porzione uhf assegnata al servizio SAT.

Frequenza di Es’Hail2 beacon di inizio banda 10,489550, dobbiamo far scendere l’IF dell’LNB di   10489550-9750=739,550mhz 

739,550 è ascoltabile utilizzando un software SDR, pc, pennina (dongle) sdr, ma noi Radioamatori vogliamo utilizzare la Radio altrimenti ci chiameranno computer amatori, quindi dobbiamo abbassare la IF di 739,550-435,550=304mhz . per fare ciò bisogna impostare sul DDS programmabile la frequenza che sostituirà il quarzo da 25mhz a 24,22081282 ed il gioco è fatto, basta collegare il cavo di uscita LNB al ricevitore sintonizzata a 435.550 e sentiremo il beacon cw del Sat.

Criticità: in alcuni casi il chip quadrato vicino al quarzo può andare in stack(blocco) se abbassiamo troppo il valore del quarzo, è stato segnalato da diversi OM che ciò accade e bisogna ritoccare alcuni valori dei condensatori smd posti sul C.S. dell’LNB.

Fin qui sembra troppo facile, vi lascio i conti e le considerazioni circa l’uscita del DDS, il noise, i livelli di tensione ecc… e il resto compreso eventuale stack dell’IC, insomma metteteci un po del vostro! io aggiungerei come ref. al DDS l’uscita del GPSDO cosi potete stare tranquilli che il vostro ricevitore non sliterà e sarà piantato li come un chiodo. Spesso capita di vedere amici OM che scivolano al punto di disegnare certe serpentine nel waterfall da paura.

Sopra ho riportato alcuni dettagli dell’interno dell’LNB in esame,  vi serviranno per seguire le piste e per le modifiche, ripeto che in rete ne trovate  parecchie decine se non centinaia, queste sono farina del mio sacco!   Il chip è una delle ultime versioni, in rete non si trova il datasheet ma con un pò di furbizia e pazienza potete trovare delle corrispondenze per poter capire dove andare a parare.  In una foto ho riportato un LNB che usai tempo fa per esperimenti ATV, è anch’esso un  LNB modificato. le Foto possono essere ingrandite facendoci click. occhio al copyright, la fonte va sempre citata per correttezza, è inutile ricordarvi che il tutto ha valenza didattica.

Andiamo su un unico Feed per ricevere e trasmettere in contemporanea

Per il puntamento della parabola vi consiglio di utilizzare Badr4/Arabsat a 26°ESTe poi spostarvi leggermente su Es’Hail di un pelino a 25.9 o .8 se invece avete misuratore di campo sat e altre attrezzature professionali come l’Amico Luca is0ytg allora diventa molto semplice, Io ho utilizzato questo metodo con un semplice decoder DVB-S2, un inclinometro usando una APP su un Cellulare Samsung e una bussola magnetica sempre su App.
Ricordatevi che alcuni software per il calcolo Azimutale esprimono gli angoli in “vero” e “magnetico”, chi ha fatto un po di navigazione capisce subito al volo mentre i profani tengano conto della declinazione magnetica legata a quella latitudine. Per trovare il valore aggiornato ho visitato il sito del”Aeroporto di Elmas (CA)
:
Location: LIEE
CAGLIARI – ELMAS (SARDINIA ISLD.) – ITALY
Latitude: 39°14’47″N – Longitude: 009°03’26″E.
Magnetic declination: 2.43°E

Se non volele o non vi piace l'autocostruzione, Il dual Feed è possibile acquistarlo presso: www.bamatech.net

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