RICEZIONE DEI SATELLITI POLARI

    Per chi si interessa di radio ed anche appassionato di autocostruzione, la ricezione amatoriale delle immagini trasmesse da questi satelliti non dovrebbe essere un problema, descriverò un sistema minimo alla portata di tutti.

    Il sistema d’antenna è come sempre l’anello più importante di tutto il sistema, il satellite sorge all’orizzonte AOS (Acquisition Of Signal), transita più o meno sopra di noi allo zenit, e poi tramonta LOS (Loss Of Signal) nella parte opposta, ovviamente maggiori problemi si hanno nella fase di prima acquisizione e nella fase finale quando il satellite è basso all’orizzonte, e i segnali sono molto deboli. Durante tutto il tempo di acquisizione del satellite, che dura normalmente circa 10, 15 minuti, bisogna tener conto dei cosiddetti "buchi", cioè delle cadute brevissime ed improvvise di segnale.

    Quindi l’antenna ideale sarà quella che ha un diagramma di radiazione verticale abbastanza appiattito cioè con un guadagno maggiore per i segnali provenienti dai punti bassi dell’orizzonte, e possibilmente omnidirezionale.

    L’antenna che risponde meglio a questi requisiti, è la QHA (Quadrifilar Helix Antenna) antenna quadrifilare. Questa antenna ha un diagramma di radiazione verticale molto basso, inoltre essendo composta da due dipoli ripiegati con una torsione di 90° e collegati in quadratura, si adatta perfettamente per la ricezione dei segnali polarizzati in modo circolare come sono i segnali dei satelliti polari (polarizzazione circolare destrorsa).

    Su questa antenna io ho pubblicato un articolo su Radio Rivista del mese di novembre 1999 (la foto è in copertina), prima di questa data in Italia l’antenna non era conosciuta, ora è anche commercializzata da una ditta del settore. Chi vorrà cimentarsi nell’autocostruzione dell’antenna, troverà sulla rivista tute le misure.

    Sono utilizzabili anche altre antenne come Turnstile, Discone, Ground Plane ma con risultati sicuramente inferiori.

La mia antenna quadrifilare su RR 11/1999

    Per garantire un buon rapporto segnale/rumore è consigliabile, se non addirittura indispensabile inserire un preamplificatore. Questo dovrebbe avere un basso rumore, ed una buona selettività, anche per minimizzare i disturbi che spesso provengono dalla vicina banda aerea. L'alimentazione può essere prelevata direttamente dalla linea di discesa utilizzando la cosiddetta telealimentazione. In pratica si tratta di immettere sul cavo coassiale anche la tensione continua destinata ad alimentare l'amplificatore. Su internet e sulle riviste del settore si possono trovare diversi progetti specifici.

    Se non fosse per la larghezza di banda, che deve essere di almeno 30 Khz, andrebbe bene un qualsiasi ricevitore per uso radioamatoriale in grado di ricevere la gamma da 137 a 138 Mhz. Ricevitori di un certo pregio, come ICOM R7000, R8500 e R9000, vanno già bene in quanto hanno le caratteristiche richieste, ma non sono sicuramente alla portata di tutte le tasche.

    Nuova Elettronica, nel corso degli anni ha pubblicato diversi progetti di ricevitori appositamente studiati per la ricezione dei segnali satellitari a 137 Mhz, alcuni con display digitale, altri con memorie e con scansione dei canali memorizzati.

    Un buon ricevitore deve avere almeno le seguenti caratteristiche:

1) Adeguata larghezza di banda (30Khz);

2) Elevata sensibilità ;

3) Scansione della banda con sblocco del muting in presenza di segnale;

4) S-meter;

5) Controllo automatico di frequenza e di guadagno;

6) Eventuale uscita IF a 10.7 Mhz per futuri sviluppi in modo digitale;

7) Possibilita’ di telealimentazione sul cavo di antenna;

8) Potenziometro di controllo dell’uscita del segnale di BF sul pannello frontale.

 

    Tutte queste caratteristiche sono svolte bene dal kit LX 1163 pubblicato da Nuova Elettronica, io consiglio di acquistare solo i soli circuiti stampati, e completare il tutto personalizzando il ricevitore. Questo progetto non prevede un display per la lettura digitale della frequenza ma una barra di led con i quali viene anche visualizzata la scansione, che è continua fino a quando non riceve un segnale di un satellite.

Il mio ricevitore APT

    Quando non c’erano i computers, decodificare un segnale di un satellite non era alla portata di tutti, solo il videoconveter era composto da ben 73 circuiti integrati, poi con i primi Commodore, (o 8086) il problema si è spostato sull’interfaccia con la porta seriale. Attualmente, la nostra salvezza finalmente ha un nome: SOUND BLASTER !!!!

    Oggi tutti i programmi di uso radioamatoriale sono progettati per il funzionamento con la scheda Sound Blaster, e la cosa ha notevolmente semplificato il tutto, basta collegare l’uscita di BF con un jack su uno degli ingressi della scheda e il gioco è fatto.

    Di software per la decodifica dei segnali ricevuti ce ne sono molti, quello che io preferisco in assoluto è che consiglio a tutti, è il WX SAT (funziona con la SB) nella versione più recente cioè la 2.5 rev. 9.2, disponibile su Internet in formula freeware. Questa applicazione provvede alla decodifica dei segnali APT, dei satelliti Noaa, Meteor, Sich, Meteosat e dei segnali FAX ricevuti via radio sulle HF.

    È dotato di numerose funzioni: può essere programmato per la ricezione e la memorizzazione automatica senza la presenza dell’operatore, volendo fornisce in uscita anche o solo un file in formato Wave, (molto utile per successive elaborazioni col programma SAT SIGNAL) si può creare per ogni satellite un file.dat personalizzato variando i vari parametri, si possono colonizzare le immagini, dispone di un ingegnoso sistema per la sostituzione di righe mancanti (per disturbi brevi) con la riga precedente o successiva.

    Altro software forse più raffinato del precedente è il JVCOMM 32, è l’evoluzione per Windows dei mitici JVFAX 6.0 e JVFAX 7.0, con i quali mi sono fatto le ossa qualche anno fa con un 8086 in DOS. Una versione con funzioni ristrette è scaricabile da internet, decodifica tutti i satelliti polari, Meteosat, i segnali fax, inoltre elabora anche segnali SSTV.

    Meteosat come detto in precedenza trasmette su due canali: 1691.0 e 1694.5 Mhz, l’antenna ideale per ricevere questi segnali, è una parabola in primo fuoco di almeno un metro di diametro (alla nostra latitudine: Italia centrale), con un illuminatore di tipo barattolo o corner-reflector polarizzato orizzontalmente. La ricezione è possibile anche con una antenna yagi con un adeguato numero di elementi per raggiungere un guadagno di almeno di 20dB.

    Il segnale captato dovrà essere inviato ad un preamplificatore con una bassa cifra di rumore, (NF 0.5 - 0.7 dB) successivamente andrà all’ingresso di un convertitore di almeno 50 dB di guadagno, che provvederà a convertire il segnale in banda 137 Mhz. Il preamplificatore, ed il convertitore, devono essere vicinissimi all’illuminatore per ovvi motivi, entrambi saranno telealimentati mediante il cavo di discesa che può essere anche un buon cavo tv-sat.In stazione, ovviamente si userà lo stesso ricevitore per i polari e lo stesso software, quindi valgono le stesse indicazioni date in precedenza.

    I satelliti NOAA, oltre alle trasmissioni analogiche descritte in precedenza, contemporaneamente trasmettono in banda "L" (1698 -1708 Mhz) anche le immagini in formato digitale, il primo problema da superare è quello del sistema di antenna, che considerata la frequenza, non potrà che essere una parabola di almeno 1,20 m. e siccome il satellite gira in orbita polare, dovrà essere motorizzata sui due piani azimutale ed elevazione con un sistema in grado di garantire un inseguimento costante del satellite.        Il convertitore è analogo a quello usato per Meteosat, il segnale viene convertito in banda 137 – 140 Mhz, e ricevuto con un ricevitore simile a quello analogico, ma con una uscita in media frequenza a 10.7 Mhz necessaria per inviare il segnale ad una apposita scheda di decodifica da inserire in uno slot del computer, il quale con un software apposito provvede alla decodifica delle immagini. Le immagini HRPT hanno una risoluzione di 1.1 Km, sono ricchissime di particolari geografici, quindi veramente molto belle da vedere.

    Cimentarsi con le varie problematiche sopra descritte, è sicuramente un’ esperienza stimolante e contribuirà a trarre grosse soddisfazioni a livello di orgoglio personale.

    Non vi meravigliate se qualche vostro amico radioamatore "spingibottone" vi dirà che è più facile scaricare le immagini da Internet!! Loro hanno le idee poco chiare di cosa vuol dire essere radioamatore appassionato di elettronica.

A proposito di Internet, alcune delle immagini da me ricevute sono pubblicate sul mio sito, insieme ad altre informazioni, e a moltissimi links ad altri siti di altri appassionati di ricezione APT, Internet è un pozzo inesauribile di notizie, ed informazioni sull’argomento. Da parte mia, sono a completa disposizione per ogni ulteriore informazione all’indirizzo di E-MAIL.

Immagine da me ricevuta dal satellite NOAA 15 il 30/10/2002 (eruzione ETNA)

73 de Ennio, IK6DTA

http://space.tin.it/io/endonofr

23/02/2003