LOGO

與 RS-12 業餘衛星的第一次接觸

No.39   1996 Apr.   p87 ~ 89,   by 林茂榮 Paul Lin, BV5OC, P.O. Box 23-575 Changhua



    有一天我起得特別早,一方面是希望碰碰運氣,看看電波傳導狀況有無好轉,是不是可以監聽到遠距離的電台,另一方面也想藉此評估看看,已經跌到谷底的傳導狀況,有沒有好起來的跡象;最想了解的是,20 公尺波段是不是有美洲電台出現。但情況還是一樣糟糕,我甚至特地檢查,是不是沒有把天線饋送線接好;不幸的是,好端端的。電波傳導狀況這麼壞,你能夠做什麼?也許可以:

  • 把進度落後的 QSL 卡作業補上。
  • 努力研究提昇通訊技巧。
  • 製作一部 20 公尺波段的低功率收發機。
  • 試著享受業餘衛星通訊的樂趣。
  • 上面的工作計劃都來。

    其中,業餘衛星通訊,不但容易,還可以跨越不同的通訊領域,本文從最基本的業餘衛星通訊談起,主要重點在如何著手做第一次的業餘衛星通訊,不過我可聲明在先,當你發現業餘衛星通訊樂不可支時,千萬則陷入太深,甚至淪入到不可拔的狀態。


RS-12 業餘衛星簡介

    如果你有一部可以雙工作業的高頻收發機和高頻天線 (有兩部收發機及兩只天線最好),下面將要告訴你,如何利用 RS-12 業餘衛星做通訊。

    RS-12 是蘇聯於 1991 年 2 月 5 日發射升空的業餘衛星,基本上,她稱不上是衛星,因為她只是寄生在導航衛星上的一部詢答機,參看上圖。若有電腦最好,可以利用衛星追蹤程式來鎖定 RS-12 業餘衛星,沒有也沒關係,也有其他方式可以提供 RS-12 出現的時間表。

Fig 01
裝載著 RS 系列業餘衛星詢答機的蘇聯導航衛星。



只需 HF 高頻通訊設備

    為什麼要拿 RS-12 衛星開始呢?因為這是目前唯一固定在 K 模式的業餘衛星,上、下聯頻率都是在高頻波段內。

    所謂的 K 模式,就是你發射給衛星 (上聯) 的是 15 公尺波段,衛星發射出來的 (下聯) 是在 10 公尺波段。這也就意謂著,所有的業餘電台,不用添加任何設備,就可以試著利用 RS-12 做業餘衛星通訊。


模式 A 要準備 2 公尺波段全模式收發機

    有些業餘衛星通訊新手,認為拿 RS-10 業餘衛星來作為業餘衛星通訊入門會更好,問題是,RS-10 衛星的通訊模式是 A,也就是說,你要在 2 公尺波段發射,在 10 公尺波段接收;不幸的是,許多剛入門的朋友,並沒有全模式的 2 公尺收發機可以發射 CW 或是 SSB 訊號。也許對業餘衛星通訊有興趣之後,每個人都會考慮購買一部 2 公尺波段全模式收發機。可是,並不是每一位剛入門者,都有這麼一部全模式的 2 公尺波段收發機可用。


模式 K 更利於遠距離通訊

    RS-12 還有一項優點比 RS-10 好,因為 RS-10 模式 A 使用 2 公尺波段為上聯訊號,所以只有 RS-10 衛星的足印涵蓋著你的區域時,你才能利用這衛星做遠距離通訊,因為 RS-10 「走了」之後,你拿她一點辦法也沒有。但是 RS-12 就不一樣了,利用模式 K,可能在衛星看不見了,你還能利用她來做遠距離通訊。也就是說,比起 RS-10 來,利用 RS-12 能夠做更多、範圍也更廣的 DX 遠距離通訊。


業餘衛星通訊術語

    前面提過的業餘衛星通訊術語,例如模式 K、模式 A、上聯、及下聯等等,另外有一更重要的術語,你一定要知道,那就是線性詢答機 (Linear Transponder),這也就是 RS-12 所配備的詢答機種類。

    RS-12 的詢答機,可以把 21.210 ~ 21.250MHz 範圍內的接收訊號,轉到 29.410 ~ 29.450MHz 之間發射,這一小段的頻率範圍稱為通常 (PASS BAND)。

    如果你曾經使用過中繼台 (REPEATER),你可以把 RS-12 當作是太空中的中繼台,唯一不同的是,RS-12 中繼的是一通帶,而不是單一頻道,而且 RS-12 在軌道上運行的速度很快,因此手腳要特別敏捷。下面我們把如何做第一次業餘衛星通訊分成五個步驟:


一、如何追蹤業餘衛星

    繞極軌道衛星:談到業餘衛星通訊,首先你要有本領能找到在繞極軌道上的衛星。所謂地球繞極軌道,就是指衛星會從地球南方出現,落入北方;或者是從北方升起,落入南方,這要看地球的轉軸而定。一般地球繞極軌道,繞地球每一圈的週期大約是 105 分鐘左右,如果把衛星的速度換算成對地速度,大約是每小時 22,400 公里。

    衛星出現時間短暫:掌握衛星的方位是非常重要的,因為繞極低軌衛星運行速度非常快,所以出現的時間也很短,這會隨著不同的運行軌道而有差異,但平均大約在 10 到 18 分鐘左右。

    要做業餘衛星通訊,最有利的狀況,當然是衛星在你頭上 (當衛星的昂角超過 30 度時,就可以算是在你的頭上位置了),此時不論是發射或是接收訊號最為理想。為了要知道什麼時候可以聽到 RS-12 訊號,事前就必須要有萬全的準備。

    RS-12 足印:運行的衛星影射在地球表面上的涵蓋區域一般稱為足印 (FOOTPRINT)。RS-12 在軌道運行時的足印,大約是 7,000 公里直徑的圓形,這也就是說,利用 RS-12 軌道上的詢答機,從台灣可以涵蓋到部份的澳洲、東南亞的泰國、印尼、馬來亞、澳門、日本、菲律賓、新加坡、中國大陸等地。

    都卜勒效應:當業餘衛星剛升起,你收到了衛星訊號,此時稱為 AOS (Aquistion Of Signal),當衛星有如太陽下山,訊號慢慢褪去,終至消失,此時稱為 LOS (Loss Of Signal)。細心的話,你可能已經發現,衛星通訊的訊號有點奇怪,除了訊號漸漸轉強轉弱之外,頻率也有一點往高住低移,這是因為都卜勒 (DOPPLER) 效應的關係。

    衛星追蹤用的參數:要知道衛星的行蹤,一般都是使用衛星追蹤程式,把衛星的追蹤元素 (ELEMENT) 供給追蹤程式,就可以得到精確的衛星行蹤。市面上有好幾種很棒的衛星追蹤程式,也有一些共享或是免費的衛星追蹤程式。至於程式用的衛星元素,可以從各類快報得到,最理想的當然是從包封佈告欄得到最新衛星元素資料檔案,不但可以省去人工輸入,資料也比較新。國際網路上也可以得到最新的衛星追蹤元素。


二、傾聽衛星訊號

    第一步驟已經準備就緒;可以聽聽來自衛星的訊號了,從表中查看方便的日子和時刻,找個衛星出現在頭頂的時機。如果不方便,可以利用三天有一個落後、一個固定時間的週期原則,來找個方便的日子。

    聽標幟訊號:現在我們先來聽聽 RS-12 的標幟訊號。RS 系列衛星的標幟訊號一般採用速度約 20WPM 左右的 CW 碼,主要的內容是有關衛星的遙測狀態資料。RS-12 的標幟訊號頻率是 29.408MHz,因為有都卜勒效應的關係,所以是以此頻率為中心 +/-2KHz,因此應該說標幟訊號頻率是 29408+/-2KHz。

    通常訊號不會在 29.408MHz,而是要先在 29.4085~29.4095MHz 之間等待標幟訊號出現。剛聽到這訊號時,通常是非常微弱,不過很快就會變成典型的 CW 訊號,不很強,但很容易收聽清楚。RS-12 的上聯及下聯頻率請參看下表。現在你已經知道如何找到衛星,並且聽到發自衛星的標幟訊號。

MODE 上聯頻率 (MHz) 下聯頻率 (MHz) 標誌頻率 (MHz)
A 145.910 ~ 145.950 29.410 ~ 29.450 29.4081 或 29.4543
K 21.210 ~ 21.250 29.410 ~ 29.450 29.4081 或 29.4543
T 21.210 ~ 21.250 145.910 ~ 145.950 145.9125 或 145.9587
KA 21.210 ~ 21.250
145.910 ~ 145.950
29.410 ~ 29.450 29.4081 或 29.4543
KT 21.210 ~ 21.250 29.410 ~ 29.450
45.910 ~ 145.950
29.4081 或 29.4543
145.9125 或 145.9587
RS-12 業餘人造衛星使用的頻率表列。

MODE 上聯頻率 (MHz) 下聯頻率 (MHz)
A, K, T 21.1291 29.4543
KA, KT 145.8308 145.9587
RS-12 業餘人造衛星自動回答機的工作頻率。



三、傾聽衛星的下聯訊號

    有了收聽 RS-12 衛星標幟訊號的經驗,基本上你已經同時具備了收聽 RS-12 衛星下聯訊號的能力。

    先把你的收發機擺在 SSB 模式,並且把頻率放在下聯通帶內,頻率是 29.410-29.450MHz 之間,在這裡有 CW 訊號,也有 SSB 訊號,但是不能使用 FM (理論上,用技術觀點來看,RS-12 詢答機當然也可以轉發 FM 訊號,但是與 CW 及 SSB 比較,FM 有很大的頻寬,工作週期重,很容易耗電過大,使詢答機超載,所以 RS-12 不接受 FM 上聯訊號)。

    當然,通帶上的訊號也會有都卜勒效應,首先要花幾分鐘的時間,仔細聽訊號;一般衛星從升起到落入,訊號頻率大約會飄移 2KHz 左右。下面是 RS-12 衛星上的一個典型通訊例子:

CQ RS-12, CQ RS-12. BRAVO VICTOR FIVE OSCAR CHARLIE, BV5OC, OVER.

BV5OC BV5OC THIS IS X-RAY X-RAY NINE ALFA SIERRA, XX9AS, OVER.

XX9AS, THANKS FOR YOUR CALL. YOU'RE 5-3, FIVE BY THREE IN CHANGHUA. MY NAME IS PAUL, PAPA ALFA UNIFORM LIMA, OVER.

OKAY, PAUL, YOU ARE ALSO 5 BY 3 IN MACAO. MY NAME IS JOHN, MY NAME IS JOHN, OVER.

FINE BUSINESS, JOHN. QSL AND THANKS FOR THE CONTACT. 73.

THANKS PAUL. THE FREQUENCY'S ALL YOURS. 73.

    這段通話非常簡短,短得就像是平日通訊比賽的通訊接觸。因為衛星通過是非常匆促的,而可能有許多人希望能夠做衛星通訊。除此之外,都卜勒效應也會使頻率飄移,如果把通訊時間盡量縮短,就可以把都卜勒效應的影響降到最低。儘管有人會往 RS-12 上聊天通訊,但是一定要記住,每次發射時間不要太長,也就是一來一往要很快。

    另外要注意,XX9AS 回應 BV5OC 之前,是先行呼出 BV5OC 兩次,再呼出自己的呼號,這樣可以讓別人能夠清楚的聽到呼號,因為你的訊號可能受到都卜勒影響,別人聽來會有一點模糊。

    現在把收發機切到 15 公尺波段,頻率是 RS-12 的上聯通帶,21.210-21.250MHz,此時你也可能聽到有電台向 RS-12 發射訊號,要注意的是,這訊號沒有都卜勒效應,而是一般的 CW 或是 SSB 訊號。你也許有可能碰到,這些向 RS-12 發射的訊號,頻率也會有偏移的現象,但那不是都卜勒效應造成的,而是因為要補償都卜勒效應,一方面在 10 公尺波段下聯通帶上的固定頻率收聽,另一方面微調 15 公尺波段上聯發射訊號的頻率,才可以讓 10 公尺波段的訊號保持在固定的頻率上。


四、聽自己的訊號(選項)

    現在你可以接著下一個步驟,就是監聽自己的訊號。你要在 15 公尺波段發射連續的 V 字訊號,然後在 10 公尺波段收聽自己的訊號。這項實驗必須具備有兩部高頻收發機;如果你只有一部高頻收發機,可以跳過,直接進入第五步驟。

    如果你能準備兩部高頻收發機,在衛星到來之前,就做如下的準備:把收發機的頻率調到 21.230MHz,發射動作準備好,天線系統也要備妥,並且把接收音量調到最小,工作模式是 CW,而且要把 CW 發射監聽功能 (SIDETONE) 關掉。另外一部收發機的頻率調到 29.430MHz,使用 CW 模式,並且準備妥天線,依照衛星軌道時間表,在預定期間內,守聽這下聯通帶底端的標幟頻率。聽到了標幟訊號之後,等個 2 到 4 分鐘左右,讓衛星運行到你頭頂上位置。

    然後再把第二部收發機調到 29.430MHz,確定這頻率上沒有人使用,然後在 21.230MHz 打出連續的字母 V,並且在 29.430MHz 附近聽自己的訊號。有了收聽自己訊號的經驗之後,便可以著手第一次的正式 RS-12 衛星通訊接觸的準備。


五、第一次正式通訊接觸

    有兩種方式可以讓你來做第一次的雙向通訊接觸,這要看你是有兩部或是只有一部高頻收發機。如果你有兩部高頻收發機,兩組高頻天線,就做如下的準備:把收發機的頻率調到 21.230MHz,發射動作準備好,天線系統也備妥,接收音量調到最小。另外一部收發機的頻率調到 29.430MHz,使用 SSB 模式,備妥天線,依照衛星軌道時間表,在預定期間內守聽下聯的通帶 (29.410-29.450MHz)。

    如果你只有一部高頻收發機,就依照下列方式準備:把 VFO A 設定在 21.230MHz,準備好收發機及天線,要在這頻率上以 SSB 發射訊號。然候再把 VFO B 設定在 29.430MHz,並且安排在 SSB 模式。記得要把收發機的工作模式設定在分頻 (SPLIT),VFO A 發射,VFO B 接收。根據衛星軌道時間表,在預定期間內守聽下聯的通帶 (29.410-29.450MHz)。

    如果要使用 CW,可以選擇頻率比較低的地帶發射,例如以選擇 21.129MHz 發射,對應到下聯頻率是 29.454MHz。其實這也正是 RS-12 上的通訊機器人 (ROBOT) 使用的頻率。大部分時間,通訊機器人是不工作的,此時在 21.129MHz 上收到的訊號,會轉由下聯頻率 29.454MHz 發射,如果碰到通訊機器人工作中,可以稍待片刻。

    一聽到有人呼出 CQ RS-12,就要馬上讓發射頻率與接收頻率保持同步,然後應用第三步驟中的例子,開始做通訊。如何讓發射頻率與接收頻率保持同步,參看下表:

接收頻率MHz 發射頻率MHz
29.445 21.245
29.430 21.230
29.425 21.225

    仔細觀察,可以發現最後兩位數的數字是完全一樣的。要做業餘衛星通訊,一定要事前準備妥當,進入通訊情況時,就只管收發頻率最後兩位數的同步就可以了。

    第一次業餘衛星通訊,不用太擔心都卜勒效應所引起的頻率偏移,對方只要稍有經驗,一定可以找到你的訊號,但是一定要記得,發射時間要盡量縮短,也就是不能短話長說。

    有了經驗,稍微熟手之後,可以使用兩部發射機,在 15 公尺波段,利用微調的方式,使下聯訊號頻率固定在一定點上。實際上,這是一般操作業餘衛星通訊的習慣,也就是下聯頻率保持不變,調整上聯頻率來補償都卜勒效應;為什麼要這樣做,當然是有原因,主要是這可以避免闖進他人的通訊頻率內。

    有了 SSB 的業餘衛星通訊經驗之後,也許你正想要利用 CW 做通訊,我比較喜歡使用 CW 做 RS-12 通訊,因為在 RS-12 上,使用 CW 的,遠比 SSB 者多。衛星上 CW 也承襲傳統,習慣在比較低的頻率上,RS-12 的 CW 集中在 29.410-29.420MHz 之間。


心動了嗎?

    申請加入國內的中華業餘人造衛星協會 (TAMSAT),或者是美國業餘無線電衛星組織 (AMSAT-NA),可以成為業餘衛星通訊組織的一份子,也可以支持業餘衛星的發展。美國業餘無線電衛星組織發行有季刊,而中華業餘人造衛星協會每月也有發行通訊 The TAMSAT News,除了有一般的業餘衛星通訊消息外,也有追蹤衛星所需要的元素資料。

    接著,要找到一個衛星追蹤程式,這程式可以是共享或是免費軟體,也可以從 AMSAT 買到好幾種實用的追蹤軟體,試試看,你一定會喜歡。大多數衛星追蹤程式,可以使用圖示的方式,即時顯示衛星行蹤。

    接下來,就要找一些有關業餘衛星通訊的書籍,來豐富自己在這領域的知識,許多這方面的書籍可以從 AMSAT 買到,另外有些手冊也有這方面的資料,例如 ARRL 出版的業餘操作手冊,就有業餘衛星通訊的操作方法。

    傳導狀況差了,這是你涉足衛星通訊的好時機。 END



雜誌目錄 依順序 雜誌目錄 依主題分類