Hieronder is te vinden : VUSat/ANS/AMSAT-India bulletin met voorlopige gegevens ( Engels ). Aanvulling Nederlands. Frequentie omzetingen van mode B transponders. mode B transponders & SWL. Enige berekeningen mbt traject demping en signaal ruisverhouding. VUSat is a 40Kg micro-satellite to be launched onboard PSLV(Polar Satellite Launch Vehicle) from Sriharikota launch range. It will be a co-passenger along with another remote sensing satellite (most likely IRS-P6) to be launched on the same vehicle It is cubical in structure of about 630mm x 630mm x 550mm size. It has body-mounted solar panels on the four sides. Antennae for communication are mounted on the top, the bottom portion interfaces with the launcher. VUSat is a spinning satellite in a synchronous polar orbit of about 917Km (LEO) The bus electronics performs the functions of attitude control, telemetry, telecommand and data acquisition and is controlled by a single microprocessor. Satellite Telecommand(TC) and Telemetry(TM) are on the VHF band VUSAT PAYLOAD There will be two transponders: Indian and Dutch as main and redundant systems. Both of them will be operating in Mode-B configuration with UHF uplink and VHF downlink. This mode is also known as U-V operation. They are linear transponders designated to operate in CW/USB/FM modes of amateur communication. Since they are linear transponders they may be tried in other modes of operation too. They will have an output power of about 30dBm(=1Watt) They will share common turnstile antennae for input and output along with satellite mainframe TC/TM systems Typical link calculations are as below: 1) UHF uplink (435.25MHz centre frequency) Ground station power : 40dBm (10Watts) Antenna gain : 12 - 18 dBi EIRP at max.ant.gain : 56dBm 2)VHF down link (145.90MHz centre frequency) Antenna gain: 16dBi Received carrier power(at gnd.RX) : -107dBm(1uV) Notes: Both the transponders will have 60KHz bandwidth Transponders may be differentiated by their respective beacons; Indian transponder will have an unmodulated carrier on 145.940MHz whereas the Dutch transponder will have modulated information on 145.860MHz Satellite will have a periodicity of about 7000 secs and is likely to be visible for about 10-12mins. maximum during a good pass. Like any other LEO satellite, daily we may expect 3-4 good passes. Flight versions of The Dutch (by Williams, PE1RAH) and Indian transponders were tested "on-the-air" on 27 August 2003. Both the transponders worked satisfactorily in CW/SSB/FM of mode-B (UV) operation. Hams VU2LX, VU2POP, VU2IR, VU2WMY/URC participated in this important test and gave reports. With this testing the packages are ready to go on to VUSat deck. Current news and additional information is available at the AMSAT-India web site. http://www.amsat-india.org [ANS thanks Nagesh, VU2NUD, for the above information] Aanvulling Nederlands : In een msg over VHF groot bereik telefoons, die onder meer zenden op de uplink van FO-29 en andere satellieten, schrijft VU2POP ( Pop ) dat mede vanwege dit soort telefoons VUSAT U/V geconfigureerd is ( mode B ). EXTRA : over de transponder frequenties, met enige afleidingen ( transponder formules ). Uit bovenstaande transponder gegevens ( mits correct ) blijkt : 145 MHz : 145.870.000 - 145.930.000 435 MHz : 435.220.000 - 435.280.000 dit levert een mode B calc factor T ( f,T osc ) op : T (1) = 581.15 INV transponder T (2) = 289.35 NON INV transponder Enige simpele wiskundige :-) bewerkingen leveren nu de 'doppler shift compensated translation equations' ( INV transponder ) A1 en B1 op ..... A1 RX=T-[TX+DS70]+DS02 B1 TX=T-[RX-DS02]-DS70 Waarin : DS02 is de 2m en DS70 de 70cm doppler shift. DS02=DS70/3 en DS70=DS02*3 ..... Een voorbeeld : stel iemand zend op 435.25 MHz ( center band ) en de LEO doppler waarde op 70 cm ( DS70 ) is op dat moment -8 kHz ( een LEO LOS situatie ) : dan zullen we dat signaal terugzien ( downlink ) op : formule A1 RX=T-[TX+DS70]+DS02=581.15-[435.25+(-0.008)]+(-0.008/3)=145.90533 MHz. Omdat in veel gevallen met name bij de AOS en LOS situaties ( bij hoge overkomst ) de doppler niet zo veel verandert kan zo'n berekening nuttig zijn. Verder kan men met dergelijke formules ook erg gemakkelijk een SATELLITE MODE B ( in dit geval dus hi ) FREQUENCY TRANSLATION CHART samenstellen, al of niet doppler gecompenseerd ( zie de formules die ik uitwerkte ). Enige erg mooie voorbeelden vind je in het satellite handbook ( ARRL editie ISBN 0-87259-658-3 4-3fig4.2 & 4-4fig 4.3 ..... ). Daar kan je mooi mee werken bv buitenshuis, een prgr heb je dan niet nodig. Wees niet verbaasd te constateren dat de downlink frequentie hoger ligt dan je misschien verwacht ! Omdat de sat zich verwijderd zou je mogelijk denken dat je ontvangst frequentie lager zal liggen ..... Vanwege de combinatie van het type transponder ( mode B INV ) en de doppler effecten ontstaat deze uitkomst. Met de formules is het feilloos te checken. Indien het een NON INV transponder betreft, T ( f,T osc ) = 289.35 : A2 RX=[TX+DS70]-T+DS02 B2 TX=[RX-DS02]+T-DS70 Een voorbeeld : stel iemand zend op 435.25 MHz ( center band ) en de LEO doppler waarde op 70 cm ( DS70 ) is op dat moment -8 kHz ( een LEO LOS situatie ) : dan zullen we dat signaal terugzien ( downlink ) op : formule A2 RX=[TX+DS70]-T+DS02=[435.25+(-0.008)]-289.35+(-0.008/3)=145.88933 MHz. Merk op dat we in de voorbeelden met dezelfde uplink frequentie ( 435.25 MHz ) van doen hebben en ondanks het feit dat deze hier precies in het midden van het transponder bandje ligt ( althans bij vertrek ) er toch een andere 2 meter freqentie ontstaat als in het eerste voorbeeld. Dit komt vanwege het feit dat tgv doppler de frequentie vh zendsignaal bij arriveren op de transponder antenne ( dus daar betreft het een transponder ontvang signaal ) niet meer center is. De transponder in het laatste voorbeeld is een NON INV type en geeft een andere frequentie output ( downlink ) als de INV transponder hi. Alleen center werken beide typen transponders hetzelfde. Mocht het nu zo zijn dat na de lancering zal blijken dat de frequenties iets anders zijn als opgegeven ( misschien een licht verloop vd oscillator of vanwege een andere reden ) dan is het eenvoudig om de nieuwe facor T te vinden. Werk je met erg nauwkeurige meet apparatuur dan kan je met voordeel na meting en analyse de factor T zeer precies vaststellen. ( doppler waarden niet vergeten in te calculeren ! ). Een LIN MODE B NON INV transponder functie levert trouwens ook nog op : DS70=0.75[T-(TX-RX)]. Als het mode J betreft : DS70=0.75[(TX-RX)-T]. Als je 2m doppler waarden wenst ( DS02 ), vervang 0.75 door 0.25 ..... En een LIN MODE B INV transponder ( zie boven ) levert nog op : DS70=1.5[T-(RX+TX)]. De bijbehorende mode J formule leid je zelf maar eens af, indien dat nodig mocht zijn hi. Je zult dan vinden : DS70=1.5[(RX+TX)-T]. En mocht je wederom 2m doppler waarden wensen ( DS02 ), vervang 1.5 door 0.5 ..... 73 Leon PA3GJE. from : pa3gje @ lx0pac.lux.eu / ve3mch.ampr.org to : sat@ww, amsat@ww sub : SWL HAMSAT, VUSat SWL and VUSat ( HAMSAT ) Dan, wil ik de aandacht vestigen op het VUSat project. William, PE1RAH, is bij dit project betrokken met HAMSAT. Dat betreft een door hem ontworpen en gebouwde mode B lineaire transponder. Wegens indicaties ( vacuumtests, deviaties payload ) is de lancering ervan voor enige maanden uitgesteld maar het is gelukkig al tamelijk zeker dat de equipment in 2004 toch meegaat op een andere missie. Remark ! Lancering vond plaats op 5 Mei 2005 ! Het interessante van deze mooie transponder is ook dat het in mode B werkt. ( 70cm up 2m down ). Vrijwel iedere radio amateur zal zo met zeer beperkte middelen in de 2 meter band het nodige ervan kunnen meekrijgen. Hier zijn niet alleen de doppler effecten en de trajectdemping minder dan op 70 maar bovendien is het 2 m golf gedrag minder kritisch mbt antennes en obstakels ed ..... Daarbij nog het gegeven dat de output power vd sat nu groter kan zijn dan bv dat vd SO-50, wel ( max ) ca 7 keer ( ca 8.5 dB ), 30dBmW tov 21.5 dBmW theoretisch als slechts een station over de transponder zou werken. Een leuke kennismaking met satelliet werk, dacht ik zo. Vanaf deze plaats wil ik William ( nu met andere dingen bezig zoals hij me vanuit El Salvador, Santa Ana schreef, hi ) succes toewensen met het project. En voor alle lezers : 55 ( succes ) met satellieten en andere zaken, 73 Leon ((-,O)) PA3GJE. Enige berekeningen mbt de HAMSAT transponder. Je vindt de hieronder gebruikte formules onder meer ook in het satelliet handboek ( THE SATELLITE handbook, ARRL edition ISBN 0-87259-658-3 8-12 & 8-13 ). Uitgegaan wordt van de gegevens door VUSat/AMSAT verspreidt. Allereerst de traject demping, uitgegaan wordt van het loodrecht boven het station aanwezig zijn vd satelliet. Nu geldt op 70cm ( de uplink ) een traject demping van : 32.4+20logf+20logrho=32.4+20log(435.25)+20log(917)= =144,42216230918779808157030861505dB. En op 2m ( de downlink ) : 32.4+20logf+20logrho=32.4+20log(145.95)+20log(917)= =134,93146869988108489544417997467dB. Merk op dat dit een verschil betekent van bijna 10 dB ! Vervolgens de berekening van de som ( Pos : Ontvangen Signaal in dBmW ) van : de transponder TX power plus de satelliet antenne gain plus de gain vd grondstation antenne minus de reeds gevonden traject demping. Er wordt uitgegaan ve transponder TX power ( PEP SSB ) van 1000 mW ofwel 30 dBmW ( een ideale situatie ). De satelliet downlink antenne gain is 16 dBi, aannemende dat dit in de verstrekte gegevens bedoeld wordt. Indien ja, dan is het een wel zeer goede waarde ! Hoe dan ook wordt deze waarde hier voor het gemak even aangehouden. Zie ook het voorbeeld verderop. Tevens gaan we uit van een kleine antenne door het grondstation gebruikt, bv met een gain van 10 dBi ( ook ve rondstraler met een gain van 3 dBi hi ). De som is nu : 30 dBmW+16dBi+10dBi(3dBi)-135dB=-79dBmW(-86dBmW). We zijn nu al een heleboel te weten gekomen over een en ander hi. Onder andere : vanwege het feit dat het hier een mode B transponder betreft zal een luisteramateur bij 'gelijk blijvende hardware' het signaal in de meeste gevallen ca 10 dB beter ontvangen ! Dit los vh feit dat ook de satelliet power wat groter kan zijn dan bv een satelliet als de SO-50 ( 140 mW ) ..... De waarde(n) -79dBmW(-86dBmW) zijn erg gunstig te noemen. Tot slot de berekening van de totaal ontvangen ruis : Er zijn diverse manieren om dit te berekenen. In het satelliet handboek vindt men op de pagina's 8-12 en 8-13 een methode waarbij men inderdaad erg dicht in de buurt vh gezochte komt. De signaal-ruis verhouding wordt nu : -79(-86)-(-138.5)=59.5(52.5)dB ..... Dit is te gek. Dit betekent een zeer goede ontvangst mogelijkheid ( uiteraard ook FM ) mbv tamelijk kleine antennes, ook rubber ducks ! Voor hun die alles zelf willen uitrekenen ( mbt de eigen situatie ) hieronder de resterende benodigde formules ..... deze versie van berekening is afkomstig uit het ARRL SATELLIET handboek en levert goede resultaten. THE SATELLITE handbook, ARRL edition ISBN 0-87259-658-3 8-12 & 8-13 ). Berekening vd Totaal Ontvangen Ruis : Ptor. Ptor(mW)=k*Trs*B=>Ptor(dBmW)=10log(k*Trs*B)=10logk+10logTrs+10logB. Hierin is : k de Boltzmann constante 1.38*10totdemacht-20 in mW/Hz*K. (K=273+C) : Trs de Resulterende Systeem temperatuur in K. : B de bandbreedte in Hz. : opmerking 10logk levert de waarde -198.6 op. Berekening vd Signaal Ruis Verhouding : SRV. SRV(dB)=Pos(dBmW)-Ptor(dBmW). Hierin is : Pos het Ontvangen Signaal, som ( al eerder behandeld ). Berekening vd Resulterende Systeemtemperatuur : Trs. Trs omvat : A - ruis vh ontvangsysteem, de systeemruis ( Tos ) de hardware B - kosmische ruis, ontvangen door de antenne - ruis, afkomstig vd aarde, die bij een bepaalde temperatuur ( bv -5C=268K ) in de lobben vd antenne terecht komt ( zie Tsky ) Trs=Tos+Tsky. Hierin is : Tos de temperatuur vh ontvangsysteem, de hardware, in K. : Tsky de temperatuur v ( hoe kan het ook anders ) 'the : sky' in K ). Berekening vd temperatuur vh ontvangsysteem : Tos. Tos=Tk[10totdemacht(Ft/10)-1]. Hierin is : Tk de temperatuur vd hardware ( kamertemperatuur ) in K. : Ft het systeemruisgetal ( betreffende de totaalruis in het : ontvangsysteem ) in dB. Het systeemruisgetal betreft in feite een resulterende grootheid mbt tot de zich in het circuit bevindende coax, preamp(s) en ingangstrap(pen). Merk op dat in de formule het deel 10totdemacht(Ft/10) de systeemruisfactor fT is ! ZEER verhelderend werkt figuur 11.3 ( 11-2 ) in het satelliet handboek ! Een JUISTE volgorde vd spullen is van groot belang ! Verder is Trs=2.5dB een gebruikelijke ( en ook goede ) waarde. Alles is op de juiste manier aangesloten ( de preamp VOOR de coax naar de shack etc. ). We zijn er bijna ..... nu de verwerking vd beschikbare gegevens : Voor de aardigheid nu uitgaande van een FM signaal ( 250 mW ) uitgezonden door de transponder. We stellen de satelliet antenne gain op 5 dBi. Men ontvangt nu wederom met een erg kleine antenne ( gain 3 dBi ). De door deze antenne geziene temperatuur stellen we op 155 K. In werkelijkheid zal er waarschijnlijk van een veel betere ( lagere )waarde sprake kunnen zijn. De bandbreedte wordt gesteld op 6kHz ( ontvangst met een oude FM trx dual bander A 510, NBFM doorlaat ). Uitgaande vh feit dat eea zo gunstig mogelijk is opgesteld stellen we het systeemruisgetal op ca 2.5 dB ( dit is niet extreem goed ). Voorbeelden van berekeningen vind je in het satelliet handboek ( 11-2 11.3 ). De kamertemperatuur is 21 graden. De traject demping hadden we al gevonden : ca 135 dB. Pos=24dBmW+5dBi+3dBi-135dB=-103dBmW. Tos=Tk[10totdemacht(Ft/10)-1]=294[10totdemacht(2.5/10)-1]=229K. Trs=Tos+Tsky=229K+155K=384K. Ptor=10logk+10logTrs+10logB=-198.6+10log(384)+10log(6000)=-198.6+25.8+37.8=-135dBmW. SRV(dB)=Pos(dBmW)-Ptor(dBmW)=-103dBmW-(-135dBmW)=32dB. Dit is heel erg goed. Het betreffend signaal geeft geen problemen. Opmerking : ( wat minder interessant voor de SWL, maar toch ) in de gegevens vinden we nog : received carrier power ca -107 dBm ( dBmW ). Hiermee wordt zeer waarschijnlijk bedoeld dat bij die waarde sprake kan zijn van een maximale output vd transponder. De simpele berekening antilog-107dBmW/10 ( in 50 ohm ) levert een waarde van ca 1uV op. Dus bij een input transponder signaalsterkte van 1uV zal er maximaal vermogen kunnen worden afgegeven. Uit bovenstaande downlink calculaties kan men zonder verder rekenwerk enige conclusies trekken mbt het uplinkgebeuren. Het is gemakkelijk in te zien dat de betreffende waarde ( 1uV transponder input ) eenvoudig gerealiseerd kan worden. De transponder SRV zal ook gunstig zijn : de diverse ruisfactoren, temperaturen, aan satelliet zijde zijn gunstiger. De actuele en resulterende transponder power emissie op een betreffend kanaal is uiteraard afhankelijk van het aantal succesvolle station transmissies op dat moment ! Hoe MINDER stations de transponder bereiken, waardoor er dus minder transponder outputs veroorzaakt worden ( kanalen ), hoe MEER power er beschikbaar zal zijn. Interessant is in deze ook dat als een n aantal stations een zelfde signaal sterkte brengen bij de satelliet, er ook n outputs zullen zijn van gelijk vermogen ( als het allemaal goed werkt ).