Úvod
 

      V súčasnosti je už v prevádzke družica AMSAT Oscar 40 (predštartovným označením Phase 3D), ktorá bola najväčším satelitným projektom v histórii rádioamatérskych družíc. Oscar 40 má tzv. maticový transpondér, to znamená, že je možné vybrať rôzne kombinácie uplniku (vstup) a downlinku (výstup). Po niekoľkých mesiacoch prevádzky sa zdá, že hlavným družicovým módom bude US – uplink na pásme U (435 MHz) a downlink v pásme S (2,4 GHz). Väčšina aktívnych staníc tiež používa túto kombináciu. Okrem uplinku na 435 MHz je možnosť ešte v pásme L  (1296 MHz) a v pásme V (145 MHz) a downlink v pásme K (24 GHz),  avšak v súčastnosti je najviac zapnutý mód US. Preto som sa rozhodol  vybudovať stanicu pre tento mód. Parametre družicového prevádzača satelitu AO-40 umožnujú používať pozemným staniciam antény s relatívne malými rozmermi.
       V mojom článku popíšem jednoduché antény pre pásma 435 MHz  vysielaciu anténu 9 prvkovú Yagi a na 2,4 GHz prijímaciu anténu parabolu so skrutkovicovým ožarovačom. Táto zostava sa osvedčila aj v praxi. Podobné antény používa aj rada aktívnych staníc na celom svete. V tomto článku som nechcel detailne popísať kompletný antenný sytém od A do Z ,  ale chcel som dať nápady a inšpiráciu na experimentovanie cez Oscar 40.

Vyrobiť si priemerne dobrú anténu na 435 MHz by nemal byť problémom ani pre rádioamatéra - začiatočníka. Budeme k tomu potrebovať hliníkový alebo duralový materiál a tiež niekoľko základných náradí (meter, pílka, pilníky, vrtačka, vrtáky, zverák...). Pre toto pásmo budeme používať 9 prvkovú anténu Yagi lineárnej polarizácie, podľa Antennej knihy Karla Rothammela. [ 1.] Samozrejme to je minimum, náročnejší môžu vyhotoviť a použiť dlhšie antény. Najlepším riešením je používanie krížových antén Yagi – avšak výroba a používanie (uchytenie, otáčanie...) takých antén je oveľa náročnejšia, preto na prvé pokusy postačí aj menšia anténa – v našom prípade 9 prvková. Anténu vidíte na Obr.1. – celkovú dĺžku má iečo nad 1m, takže nebude problém anténu uchytiť za reflektorom. Ako ráhno používame štvorcový duralový materiál  20x20 mm alebo rúru s priemerom 20 mm. Ráhno odrežeme tak, aby zostala dostatočná rezerva za reflektorom na uchytenie antény. Všetky prvky sú z materiálu 4-6 mm a sú montované na rahno neizolovane. Anténa podľa pôvodného zdroju má zisk 11,5 dB, predozadný pomer 19 dB, vodorovný vyžarovací uhol 44 stupňov a zvislý vyžarovací uhol 48 stupňov. Impedancia antény je 240 Ohm, preto pre napájanie s koaxiálnym káblom je nutnosťou použiť balunový transformačný člen. Výpočet, postup a spôsob vyhotovenia bol popísaný v RŽ 6/98  [ 2. ] a  tiež v  inej literatúre.  Napájací bod uzavrieme vodotesne do krabičky z umelej hmoty. Hotovú anténu odskúšame (aspoň SWR a ostatné podľa možnosti...).

Prijímacia anténa na 2,4 GHz

      Vyhotovenie antény pre pásmo 2,4 GHz už nebude také jednoduché, ako pre 70 cm. Prvým krokom je vybrať si vhodnú anténu na príjem v tomto pásme. Keď sa pozrieme, čo že vo svete čo všetko sa používa, tak záver je jednoznačný:  väčšina staníc používa parabolu. Okrem parabolických antén sa používajú ešte antény helix (skrutkovicové antény), loop, Yagi a ich modifikácie. Avšak na 2,4 GHz rozmery klasických antén Yagi a loop sú už  také malé, že ich vyhotovenie je obtiažne. Do úvahy pripadá ešte helix. My však chceme takú anténu, ktorá bude mať dostatočný zisk a pomerne jednoduchú mechanickú konštrukciu. Takou anténou jednoznačne bude parabola. Parabolické zrkadlo  nemusíme pracne vyrábať doma – dajú sa využiť rôzne paraboly priemeru 60cm  až 1m pre satelitnú a MMDS televíziu. Pre jednoduchosť budeme pracovať so stredovou parabolou – využitie ofset paraboly je tiež  možné, používa ich rada staníc. Staršiu stredovú parabolu s priemerom 90 cm a 1m sa dá kúpiť už za pár sto korún, keď máme šťastie, tak aj za menej (hi...). Ja  používam parabolu s priemerom 1m.

 Po získaní paraboly demontujeme všetky konštrukčné prvky, ktoré nebudeme používať – takže nám ostane iba holé parabolické zrkadlo. Urobíme vhodné uchytenie – každý to musí riešiť individuálne podľa možnosti. Jeden z možných riešení vidíte na Obr. 7.:

1. dlhá skrutka minimálne M8
2. skrutky M4 – M5
3. krúžok z 3mm Al
4. otvory pre skrutky poz. 2.
5. ploché a pružné podložky
6. matica M8 pre skrutku poz. 1.
7. podložky a matice pre skrutky poz. 2.
8. otvor pre skrutku poz. 1. na parabole
9. otvory pre skrutky poz. 2. na parabole
10. protiváha

Odmeriame presný priemer a hĺbku, podľa čoho vypočítame ohnisko.  – Obr.9.

                                            D2 
Použitý vzorec:          F = –––––
                                           16a
 

kde     D    - je priemer paraboly 
           a     - je hĺbka parabolického zrkadla v ose
 

Pri počítaní môžeme využiť rôzne články a publikácie, ako napr. v RŽ  4/99 od Zdenka OK1DFC,  [ 4.] atď.  Po vypočítaní ohniskovej vzdialenosti pustíme sa do vyhotovenia ožarovača.: najprv vypočítame priemer reflektoru, žiariča a vzdialenosť medzi závitov.

Používame vzorce: 

Priemer reflektoru   R = 0,62 lambda

                                                                3900
Vzdialenosť žiariča od reflektoru  A =  ––––––   [cm, MHz]     alebo A = 0,13 lambda
                                                                    f
 

                                                        7200
Vzdialenosť medzi závitmi    S =  ––––––     [cm, MHz]      alebo S = 0,24 lambda
                                                            f
 

                                       9300
Priemer žiariča     D = –––––––   [cm, MHz ]      alebo D = 0,31 lambda
                                          f

Základné rozmery antény helix vidíte na Obr.2.

 Ale keď sa nám nechce počítať, tak v literatúre (napr. podľa OK2AQK, [ 5.] alebo G3RUH) alebo na Internete [ 6.] nájdeme už vypočítaný a popísaný helixový ožarovač. Taký ožarovač vidíte na Obr.  3.  Na Obr. 4. vidíte hotový žiarič helixového ožarovača: materiál je Cu drôt priemeru 3 mm – ja som používal prídavný materiál na zváranie (priemer 3,15 mm) a to tak, že celú dĺžku (1 m) som navinul na tŕň vhodného priemeru. Počet závitov bude maximálne 4 až 5. Pri točení treba dávať pozor na zmysel otáčania: signál z družice má polarizáciu pravotočivú, - napr. anténu helix by sme navinuli pravotočivo, ale u ožarovača musí byť opačná, vtedy ľavotočivá. Reflektor vyhotovíme z 2mm hrubého hliníkového plechu. Na reflektor vyvrtáme tri otvory posunutých od seba o 120 stupňov – pre tri konzoly, ktoré budú držať ožarovač nad parabolickým zrkadlom – otvory pre držiace konzoly vyvrtáme aj na parabolické zrkadlo. Konzoly vyhotovíme z Al guľatiny 8 mm priemeru – odrežeme na potrebnú dĺžku (necháme 50 – 100 mm rezervu), narežeme závity M8, a zohneme podľa potreby. Vyhotovíme a namontujeme príchytky krytov konvertoru a ožarovača. Na reflektor vyvrtáme otvor pre konektor – individuálne podľa mechanických rozmerov konvertoru – pravdepodobne otvor nebude v geometrickom strede reflektoru. 

Typ konektoru na ožarovači volíme podľa toho, že aký máme konektor na konvertore: ja mám na konvertore N zásuvku (female), takže na ožarovač som montoval N zástrčku (male). Po upevnení konektoru na reflektor na stredný (živý) kontakt pricínujeme žiarič (Cu drôt). Samozrejme vhodným spôsobom sa postaráme o to, aby ani náhodou sa nedotýkal reflektoru (resp. neživej časti) – najlepší spôsob je vysústružiť vhodnú teflónovú vložku, ale keď na to nemáme možnosť, tak stačí navleknúť PVC bužírku na Cu drôt. Potom skrutkovicový žiarič nastavíme tak, aby stred bol v ose so stredom reflektoru. Žiarič zafixujeme v konektore vhodným lepidlom. Hotový ožarovač upevníme na parabolu (do ohniska podľa nášho výpočtu) a vyskúšame. To môže byť podľa použitého konvertoru individuálne, ale v mojom prípade to vyzeralo nasledovne: ako mf prijímač používam transceiver Yaesu FT 290R s rozsahom 144,0 až 148,0 MHz. Po pripojení konvertoru údaj na tcvr 144,0 MHz sa zhoduje so skutočným prijímaným kmitočtom 2400,0 MHz. 

Z kryštálového oscilátora 50,0 MHz (ktorý kúpite za pár korún, alebo získate zo starej počítačovej základnej dosky) som vyhotovil malý „beacon“ podľa Obr. 5.  48. harmonická kryštálového oscilátora padne na kmitočet 2400,0 MHz, čo už viem prijímať. Keď anténku malého majáku priblížime k ožarovači na cca. 1 cm, tak na 2400,0 MHz (vtedy na tcvr 144,0 MHz), by sme mali počuť pískanie. [ 7.] Potom sa pokúsíme o uchytenie signálu z družice. Po odskúšaní, keď je všetko v poriadku, tak môžeme pokračovať s povrchovou úpravou a s prichytením krytov. Na povrchovú úpravu je vhodný akrylový spray a ako kryt na zakrytie konvertoru je vhodná nádobka z umelej hmoty, alebo plechu (ja som použil prázdnu pixlu od karosárskeho tmelu).  Na zakrytie žiariča – ožarovača musíme použiť nádobku z  umelej hmoty (PVC).

Mechanickú konštrukciu ožarovača vidíte na Obr.6. :

1. kryt konvertora
2. gumený testniací krúžok
3. reflektor
4. kryt žiariča (z umelej hmoty)
5. žiarič
6. konvertor
7. otvory pre uchytenie
8. N konektor (alebo zástrčka)

Po zložení ožarovača všetko znovu prekontrolujeme a máme parabolu prichystanú na montáž.

Usporiadanie a mechanická konštrukcia sústavy je na Obr.8.:

1. pozícia antény na 145 MHz
2. vodorovné rahno pre antény (otáča sa vertikálne v poz. 4. )
3. mechanizmus na zafixovanie rahna poz. 2.
4. prizvárané rúry v tvare T (otáča sa horizontálne v rúre poz. 7. )
5. pozíca paraboly na 2,4 GHz
6. pozícia antény na 435 MHz
7. oceľová rúra
8. mechanizmus na zafixovanie rúrok poz.4.
9. konzola (konzoly) na uchytenie na stenu, resp. okenný rám

Toto riešenie je síce jednoduché, ale nie je ideálne: prevádzka cez družice je obmedzená len na úsek obletu, ktoré antény „vidia“.