CS1ARM - UO-14

UO-14, Amado ou odiado.

A primeira vez que utilizei um satélite de amador foi praticamente nos primeiros tempos de licença, motivado pelas novas possibilidades do radioamadorismo em relação à Banda do Cidadão, onde me iniciei neste maravilhoso hobby das radiocomunicações. E já lá vão 24 anos. A minha aptidão desde sempre foi o DX e a sensação de liberdade que ele proporciona. Como aficionado dessa modalidade, dediquei a minha atenção à caça de países novos para a minha lista de contactos, o chamado programa DXCC. Sendo o radioamadorismo uma actividade multifacetada, não poderia deixar de me interessar por outros aspectos do nosso hobby que vão para além da utilização das camadas F1 e F2 da ionosfera. Assim, tomei conhecimento do excelente RS-12, satélite russo que operava (está inoperacional neste momento) no modo K (ver modos). Com um simples dipolo para 15 metros, era possível utilizar o RS-12 para contactos com os Estados Unidos, África, Ásia e Europa. A sua utilização era fácil e divertida, tendo-me proporcionado várias horas de diversão. Mais tarde, e após ter tido contacto com o núcleo de radioamadores da Universidade de Aveiro, comecei a interessar-me mais pelas comunicações em V/U/SHF, tendo começado a participar em actividades relacionadas com estes comprimentos de onda. O Meteor Scatter, os satélites, a estação espacial MIR, entre outras coisas, foram argumentos suficientemente fortes para que hoje possa dizer que não é só o DX que me move.

Para quem não tem privilégios de utilização do HF, nomeadamente os CT5, ou para quem não possui equipamentos para essas bandas, a utilização dos satélites é uma boa forma de realizar contactos a longa distância. É claro que, para quem possui um equipamento multi-modo de V/UHF, as comunicações a longa distância estão mais facilitadas, pois sempre pode aproveitar a propagação TROPO, Esporádica E, Reflexão meteorítica ou Trans-equatorial. Mas aqueles que só possuem equipamento com FM também têm a sua oportunidade.

O satélite UO-14

O satélite UO-14 foi lançado em 22 de Janeiro de 1990 pelo veículo espacial ARIANE 4, desde Kourou na Guiana Francesa, e pertence à família dos micro-satélites, pesando 46 kg e medindo 350 x 350 x 650 mm. Os primeiros tempos de vida do satélite (18 meses) foram utilizados para comunicações de store & forward. Em 1992 os utilizadores do UO-14 mudaram-se para o UoSAT-Oscar 22, deixando-o assim livre para que pudesse ser utilizado pelo grupo VITA (Volunteers in Technical Assistance). Este grupo usava o satélite para receber e enviar mensagens desde África, onde prestavam serviço médico. Após algum tempo, o computador usado para receber e enviar mensagens ficou inoperacional. Em Março de 2000, o UO-14 foi reconfigurado para operar como repetidor de FM. Nos dias que correm, muitas estações utilizam este satélite para efectuar contactos internacionais. Apesar do satélite estar muito perto da Terra (aprox. 790 kms) e o seu footprint ser reduzido, é possível efectuar contactos com os Estados Unidos e Canadá, aproveitando para isso a passagem do satélite no meio do Oceano Atlântico.

Eis a QSL do meu primeiro contacto transatlântico através do UO-14:

Usar o UO-14 pode ser frustante, pois a quantidade de estações que tentam o QSO é de tal maneira grande que, muitas vezes, apetece desligar e desistir. Os radioamadores ávidos de contactos não respeitam QSO's em curso, chamando uns por cima dos outros. Por isso diz-se que o UO-14 é amado ou odiado. Os que o odeiam, deixaram há muito de utilizá-lo. Os que o amam continuam a tentar furar no meio do QRM e fazer um ou outro contacto. Na minha opinião, não se trata de amar ou odiar o satélite. Trata-se de condenar aqueles que o usam de forma indevida. A minha experiência diz-me que as melhores alturas para usar o UO-14 são as passagens mais marginais, ou seja aquelas em que a elevação do satélite não vai além dos 10 graus. Necessitaremos de uma Yagi apontada mais ou menos 5 graus acima do horizonte, mas tiraremos partido da menor utilização do satélite. Também é nessas passagens que normalmente se conseguem os contactos com os EUA e Canadá (como aconteceu no QSO com WA1ECF). Porquê ?, perguntam vocês. Porque a maioria das estações que usam antenas verticais ou estão em móvel têm mais dificuldade em ouvir o satélite quando este está mais perto do horizonte.

O que necessito para operar no UO-14 ?

Muito pouco:

1) Transceptor Dual-Band FM (potência entre 5 e 50 watts), de preferência que opere em Duplex.

2) Antena Dual-Band (Vertical ou YAGI)

3) Previsões de passagem do satélite.

4) Frequências de Uplink e Downlink do satélite. Consulte a tabela do UO-14.

É útil que tenhamos um equipamento que possa emitir em VHF e receber em UHF em simultâneo, pois desse modo podemos confirmar se estamos a activar o satélite. Também é aconselhável não usar demasiada potência, pois o efeito de captura do modo de FM faz com passemos por cima de todo e qualquer utilizador que pretenda usar o satélite.

A polarização da antena é importante. Pode usar vertical ou horizontal. Inicialmente o satélite foi estudado para manter basicamente a polarização vertical, através do "Garvity Gradient Boom". Mas por acção da rotação provocada pela passagem das ondas através da ionosfera e da mudança da posição relativa do satélite à Terra, a polarização torna-se muito instável. É pois frequente o QSB nas comunicações via UO-14. Uma outra escolha poderá ser a polarização circular.

Mas falemos um pouco de polarizações.

Polarização Vertical (esq.) Polarização Horizontal (centro) Polarização Circular Direita(dir.)

A polarização é a "direcção da vibração" da onda de rádio. Melhor dizendo, é a direcção do campo electromagnético gerado pela antena. Quando os elementos de uma YAGI estão na vertical, a polarização gerada será vertical. O mesmo serve para horizontal. Uma antena do tipo helicoidal produz um campo de polarização circular (direita ou esquerda). A diferença entre direita ou esquerda tem a ver com o sentido da rotação da onda. A direita roda no sentido dos ponteiros do relógio e a equerda ao contrário. A polarização circular é uma boa escolha quando se trata de receber sinais gerados em polarização vertical e/ou horizontal. Ou seja, é preferível perder sempre 3dB de sinal (a diferença de ganho entre Circular e Vertical/Horizontal) do que perder grande parte do sinal numa relação Vertical --> Horizontal. Vejamos o seguinte quadro de análise de sinal. É claro que em situações limite 3dB poderá ser muito importante, mas teremos que optar.

Emissão do UO-14	Antena Receptora	Perda
Vertical	Vertical	0 dB
Vertical	Horizontal	20 dB
Horizontal	Vertical	20 dB
Horizontal	Horizontal	0 dB
Vertical	Circular	3 dB
Horizontal	Circular	3 dB

NOTA: Se as antenas lineares não tiverem a mesma atitude (se não estiverem perfeitamente horizontais ou verticais) , a perda não será de 0dB.

Uma outra hipótese pode ser a comutação manual entre uma antena de polarização vertical e outra de polarização horizontal. Durante a passagem decidiremos qual das polarizações usar. Também é possível produzir uma polarização circular através de duas antenas de polarização vertical e horizontal. Para tal, é necessário que alimentemos as duas polarizações em simultâneo, embora uma das polarizações tenha que ser alimentada 90 graus fora de fase com a outra. O que é isto ? Tomemos como exemplo duas antenas enfasadas, em que se usa o mesmo comprimento de coaxial desde o T até aos conectores, para que elas estejam alimentadas em fase. No caso da polarização circular, um dos tramos terá que ser maior do que o outro, para qua haja um atraso de tempo e assim uma das polarizações receba a energia do sinal primeiro. Usaremos medidas precisas de coaxiais de 50 e 75 Ohms. Para obtermos a diferença de fase de 90 graus, temos que fazer com que um dos tramos de alimentação seja 1/4 de onda maior do que o outro.

O facto de alimentarmos primeiro a polarização vertical, atrasando a horizontal, estamos a provocar uma polarização circular direita. É importante referir que se estivermos a usar polarização circular direita e o satélite usar polarização circular esquerda, obteremos a mesma perda do que entre polarização linear vertical e horizontal, ou seja 20 dB. Nesse caso seria preferível usar uma polarização linear na recepção (apenas 3dB). O coaxial de 75 Ohms é utilizado para fazer o ajuste de impedância que se altera com a junção das duas antenas (mais baixo no conector "T"). Um dos efeitos colaterais desta solução é o maior ruído no receptor. Outro, é o facto do sinal na transmissão sofrer uma perda de 3dB em relação a antenas lineares. Isto deve-se ao facto da potência ser dividida pelo conector "T" pelas duas antenas. Por exemplo, se usarmos 4 watts, 2 watts vão para uma polarização e os restantes 2 para a outra. Assim, podemos dizer que se duplicarmos a nossa potência vamos obter um ganho de 3dB. Se reduzirmos para metade obteremos uma redução de -3dB. ATENÇÃO: A perda de 3dB só se fará sentir se a antena receptora for de polarização linear (vertical ou horizontal). Se a antena receptora for também circular, ela vai receber toda a nossa energia emitida. Uma vantagem de usar polarização circular, mesmo se o satélite emitir linearmente, é o facto de reduzirmos o efeito de QSB provocado pela rotação do satélite, o que poderá compensar a perda de 3dB.

Confusos ?

Resumamos:

1) Entre diferentes polarizações lineares (vertical e horizontal), a perda é de cerca de 20 dB.

2) Entre diferenets polarizações circulares (direita e esquerda), a perda é de cerca de 20 dB.

3) Entre polarizações lineares e circulares, a perda é de 3dB.

A situação ideal era termos a polarização correcta e também a atitude. Como acima já dissemos, o satélite nem sempre tem a mesma posição em relação à Terra. Ele vai rodando aos poucos. Assim, se formos rodando manualmente a antena e mantivermos a polarização correcta, obteremos sempre o máximo de sinal do satélite. Dizem vocês que isso se torna difícil. E com razão. Mas muitos operadores fazem-no com as antenas na mão, acompanhando o movimentos do satélite. Mas não confundam a rotação manual da antena com polarização circular. Se rodarmos uma antena vertical ela não deixa de ser vertical na sua polarização. Essa é a situação ideal para o UO-14, pois as suas antenas são lineares. As antenas mais conhecidas e que se usam na mão são as ARROW. Estas possuem um cabo próprio que isola a mão do operador da antena. Com estas antenas não podem ser usadas potência elevadas. Normalmente são usadas em operações portáteis e possuem um excelente rendimento.

http://www.arrowantennas.com

O meu primeiro QSO no UO-14 foi apenas com 5 watts (TH-D7) e uma antena de móvel de 1/4 de onda. Aqui está a confirmação:

Efeito Doppler

Como o satélite UO-14 retransmite em UHF, a correcção do efeito doppler é importante. Para tal, pode ser utilizada a correcção automática (através de software) ou a manual. Uma forma simplificada de fazer essa correcção manualmente é:

Programar 5 memórias em UHF (1 - 435.080 FM, 2 - 435.075 FM, 3 - 435.070 FM, 4 - 435.065 FM, 5 - 435.060 FM)

1) Usar a memória 1 no primeiro quinto da passagem.

2) Usar a memória 2 no segundo quinto da passagem.

3) Usar a memória 3 no terceiro quinto da passagem.

4) Usar a memória 4 no quarto quinto da passagem.

5) Usar a memória 5 no último quinto da passagem.

Pode tentar simplificar este método, usando apenas 3 memórias, desprezando a 1 e a 5. Assim, dividirá a passagem em terços.

A emissão poderá ser feita sempre em 145.975 FM, dado que o efeito doppler é quase desprezível em VHF.

Se pretender descarregar um programa de previsão de passagens dos satélites, vá à nossa secção de software.

UO14.net

Existe uma página Web em inglês dedicada ao UO-14. Lá poderá encontrar mais informações sobre o satélite e sobre equipamento ideal para poder operar. O site encontra-se no endereço http://www.uo14.net.

Eis uma foto de W4NML e o seu setup para o UO-14:

Agora só falta experimentar. Boa Sorte.

CT1ETE, Paulo Pinto