DIVERSE VERSCHILLEN

Stel, een amateur station werkt lineair over een satelliet die eveneens is uitgerust met een lineaire antenne, en gaat vervolgens over op circulair, dan geeft dit ten opzichte van de optimaal lineaire situatie ( beide antennes zijn dan ten opzichte van elkaar op 0 graden gepositioneerd, matched situatie, type 1 link ) een verschil van circa - 3 dB, dit is echter geen reden om gewoon lineair te blijven zenden en ontvangen als circulair tot de mogelijkheden behoort !

Immers : indien nu het signaal van deze satelliet op gegeven momenten lineaire componenten bevat die bijvoorbeeld 90 graden verschillen met de ( lineaire ) polarisatie van het grondstation dan zal de eerder behaalde positieve gain van + 3 dB ( veroorzaakt vanwege het gebruik van een lineaire in plaats van een circulaire antenne ) niet meer bestaan ! Je verliest nu echt niet slechts 3 dB ten opzichte van die andere situatie ! Je kan rekening houden met veel meer verzwakking : 20 dB en zelfs meer ( de waarde ervan is afhankelijk van de verdeling van alle componenten in de signalen ! ). Compleet wegvallen van het satelliet signaal is nu mogelijk .....

Alleen als er geen verschil is ( 0 graden ) heb je 3 dB voordeel op die stations die op dat moment circulair zenden en/of ontvangen hi ( theoretisch zelfs 9 dB indien de hierboven beschreven situatie zou gelden voor up- en downlink tegelijkertijd ..... RX situatie : monitoring eigen uitzending via TRANSPONDER satelliet, voor de BENT PIPE satelliet blijft het dan uiteraard beperkt tot 6 dB ).
Van het effect zoals hierboven beschreven maakte ik meerdere malen gebruik toen ik met een kleine lineaire antenne van onder het dak verbindingen maakte over enige satellieten ( UO-14, AO-27, SO-35, ISS ).
Vanwege het feit dat de antennes zich onder het dak ( overigens zonder kritieke isolatie uitgevoerd ) bevonden werkte ik ( uiteraard ) met low power bovendien !

De samenstelling van een signaal wijzigt soms en kan bijvoorbeeld voor een bepaalde tijd uitgesproken lineair zijn.
Bovenstaande verklaart dan waarom ik op zo'n moment QRP erover kwam met bijvoorbeeld LIN VERT .....
Men kan een satelliet met zeer kleine vermogens ( signalen ) al bereiken, daar de antennes zich niet op aarde bevinden ( te denken aan ruistemperatuur, afwezigheid van stoornevels, reflecties etcetera ..... ). Een afstand van 3000 kilometer naar een LEO satelliet stelt echt helemaal niets voor ..... Dat het met low power vaak misgaat ligt vooral aan het feit dat de polarisatie voor dat moment niet goed is en/of er andere stations met veel grotere vermogens actief zijn.
Werk je met een satelliet die ( ten aanzien van jouw station ! ) een echt 100 % constant circulair signaal levert, dus continu, dan voldoet lineaire polarisatie eventueel ook goed. Kennis van de antenne situatie van de desbetreffende satelliet is vereist.

SAMENSTELLING

Stel, men heeft een theoretisch zuiver signaal : dus een signaal met een specifieke polarisatie : niets aan de hand.
Echter : in elk signaal komen in de praktijk meestal alle componenten voor :

1 - LINEAIR - HORIZONTAAL, VERTICAAL of daartussenin.

2 - CIRCULAIR - RHCP en LHCP.

Als het goed is dan zijn bepaalde componenten uiterst zwak aanwezig ( de meestal ongewenste componenten dus ..... ).
Gaat er echter eens iets mis dan zullen deze componenten niet langer zwak zijn .....
En vooral bij de wat oudere satellieten zijn de antenne situaties niet echt professioneel te noemen ! Je treft er vaak combinaties van polarisatie typen aan.

Stel, het grondstation en de satelliet werken met een lineaire antenne ( situatie aan het begin beschreven ) waarbij het grondstation bijvoorbeeld LIN VERT toepast : ten gevolge van bepaalde satellietbewegingen arriveert er echter op een gegeven moment op de antenne ook in belangrijke mate een LIN HOR signaal ..... ( deze component is nu niet langer zwak ). De antenne is nu niet geschikt voor deze component.

Een en ander heeft dus te maken met het antenne type, de soort opstelling ervan ( montage ), de voeding ( hoe is de verbinding uitgevoerd - bijvoorbeeld met behulp van semi rigid met een lengte niet gelijk aan een 1/2 lambda bij wat hogere SWR verhoudingen ) en de koppeling aan de zender of ontvanger ..... Dit alles in combinatie met de attitude van de satelliet met al zijn bewegingen ( bijvoorbeeld te noemen het bekende spinnen ) maakt het niet altijd heel erg gemakkelijk.

Dus zinvol gebruik van je polarisatie mogelijkheden maken .....
Ken Uw satelliet !

NASCHRIFT

Eerst even een opmerking vooraf. Inmiddels zijn de UO-14 en de FO-20 niet meer beschikbaar. En de AO-27 nog maar sporadisch. Ik heb de verhaaltjes daaromtrent hieronder toch laten staan. Door het te lezen zal ( als het goed is ) het begrip met betrekking tot polarisatie methoden toenemen. Of men kan eens checken of een en ander nu duidelijk is hi.

De AO-27 is met betrekking tot uplink traffic zeer goed te werken met LIN VERT ( ook vanwege het feit dat de sat RX erg goed overweg kan met zwakke signalen ), er kan mogelijk zelfs sprake zijn van een type 1 link ( voor kortere tijd, dit is afhankelijk van een bepaalde satelliet antenne stand EN het feit dat er in die tijd nauwelijks een verandering optreedt van deze stand, existentie van de situatie : LIN - LIN, matched, althans zo goed als ! ). In de andere gevallen is er sprake van een type 2 link, existentie van de situatie : LIN - LIN, random. Bovengenoemde polarisatie vorm functioneert ook op de downlink. Ik moet er echter bij vermelden dat het in bovenstaande wel AOS situaties betreft waarbij de sat zich tevens boven een bepaalde area bevindt ( met een typische attitude, voor die area en dat moment ).

Voor de UO-14 is het aan te bevelen om op de uplink circulaire polarisatie toe te passen ( de UO-14 2M antenne is een MONOPOLE type ! ) waardoor er sprake kan zijn van een type 3 link ( bij correcte sat attitudes ). Wat echter ook prima lukt ( als noodoplossing ) is het omschakelen tussen LIN 0 en 90 graden waarbij de 0 graden dus niet precies in het horizontale of juist in het verticale vlak behoeft te vallen ( voor 90 graden een zelfde verhaal ), er kan zo dus een type 2 link existeren waarbij vanwege de omschakel mogelijkheid een wegvallen van het uplink signaal aan de satelliet zijde voorkomen wordt. Dan de UO-14 70 CM antenne, stel eens dat dit een TURNSTILE type is ( CIRC uitvoering, samengesteld uit de vier beschikbare UHF monopole antennes ), dan zal ( bij correcte sat attitudes ) het grondstation kunnen werken met een lineaire antenne voor de ontvangst ( type 3 link ).
Maar uiteraard werkt een vast ingestelde CIRC antenne, bijvoorbeeld een RHCP HELIX, hier erg goed ( type 4 link ) TENZIJ de polarisatie omgekeerd zou zijn ( type 5 link ) ..... in dat geval zal voor de duur van deze laatste situatie een gewone lineaire antenne vele malen beter werken als die toegepaste CIRC antenne !
Met de lineaire antenne zit men dan op een waarde van -3 dB ( constant ) onder ideaal, met de RHCP helix tot wel -30 dB eronder en met een LHCP CIRC antenne ( bijvoorbeeld ook een helix ) op 0 dB. Dit alles uiteraard bij een correcte sat attitude ( waardoor men geen rekening hoeft te houden met interferometer effecten ).

De allerbeste oplossing is uiteraard het toepassen van een omschakelbaar antenne systeem bijvoorbeeld CIRC ( LHCP of RHCP ) en LIN ( 0 graden bijvoorbeeld VERT of 90 graden bijvoorbeeld HOR ) als extra mogelijkheid. Met een kruisyagi of het in deze site beschreven skewed design is dat alles zonder meer mogelijk. Alle link typen kunnen nu voorkomen.

Opmerking : in verband met enige onduidelijkheid daaromtrent zou het kunnen zijn dat met betrekking tot het amateur verkeer bij de UO-14 GEEN turnstile ( althans geen CIRC uitvoering ) als downlink antenne toegepast wordt maar een lineair type .....
Dan zullen er voor de beschreven situaties alleen de link typen 1 en 2 ( met de lineaire antenne ) en 3 ( met de RHCP helix ) voorkomen.

Opmerking : navraag ( bij Alex da Silva Curiel, G7GLY, Surrey University, zie eventueel ook eens http://www.ee.surrey.ac.uk/CSER/ ) leverde op dat inderdaad de UO-14 downlink antenne een turnstile type is echter IN fase gevoed waardoor er van een overwegend lineaire polarisatie sprake is ( een circulair effect ontstaat bij het UIT fase voeden ).

Het betreffende downlink UO-14 verhaaltje kan men zonder meer toepassen voor de FO-20 en FO-29 satellieten ( zie hieronder ). Beiden zijn uitgerust met turnstile antennes ( up EN down ).

FO-20 en FO-29 zijn ook typisch : meest gaat het goed met CIRC, soms echter kunnen deze signalen even bijna zuiver lineair zijn. Ik heb dit eens getest met een andere zendamateur voor de AOS situaties.
Voor een bepaalde tijd had degene met CIRC ( bijvoorbeeld RHCP ) dan een merkbaar zwakker signaal terwijl de ander met bijvoorbeeld LIN VERT een opmerkelijke toename constateerde.
Dit fenomeen kan optreden zowel voor de uplink als ook voor de downlink en houdt verband met de bekende interferometer effecten.

SO-50 : behalve het belang van juiste antenne toepassingen is het hier noodzakelijk om een subtoon van 67 Herz mee te sturen, anders zal het niet werken. Mocht er met eenvoudige apparatuur gewerkt worden of is de subtoon om een andere reden niet beschikbaar dan hoeft dat geen probleem te zijn. Ik zelf kon eerst niet beschikken over zo'n toontje en haalde het toen maar uit de pc ( middels een audio programma ). Als men nu de frequentie nauwkeurig bepaalt en de TRX op de juiste wijze van het betreffende signaal voorziet dan gaat het ook. Mijn eerste verbinding via dit leuke satellietje kon daardoor slagen. Ik werkte ( 20:34:40 UTC 26092003, wel heel kort ) met Bob GI0VKP ( IO74OC ) in de buurt van Belfast.

Opmerking : afgezien van de 67 Herz subtoon kan de satelliet voor de tijd van circa 10 minuten geactiveerd worden door een ( amateur ) controlestation. Indien zo'n station niet qrv is en de satelliet niet door een ander ( verder gelegen ) station bereikt kan worden is werken via deze satelliet niet mogelijk.

Van Reinhard Richter DJ1KM ( controlestation van SO-50 en AO-40, zie ook eens http://www.amsat-dl.org/journal/adlj-p3d.htm of uiteraard meer algemeen http://www.amsat-dl.org ) mocht ik onlangs een email ontvangen waardoor mijn vermoeden al bevestigd werd omtrent het aantal beschikbare controlestations, de satelliet is daardoor soms niet qrv. Het is mogelijk dat men gekozen heeft voor een laag aantal in verband met energie besparende maatregelen ( 'qrv as power permits' ..... ).

Ten slotte : ook met een satellietje als de SO-50 zijn erg leuke dingen mogelijk.
Zo maakte ik een ( alweer erg korte ) verbinding ( 13:59 UTC 26102003 ) met Howard G6LVB/P ( IO91VL ). Dit station werkte op dat moment met 50 mW.

Howard schreef er later zelf over ( [email protected] ) :

Hi Leon

I was running 50mW throughout the contact. AMSAT-UK were doing a demo with a Kenwood TH-D7 at a Hamfest, and earlier in the pass I'd dropped the power down to 50mW. We were fully quieting, much to the astonishment of the audience. When Leon came on, I'd forgotten I was still on low power... until after the QSO!

We had a lot of fun doing the demos - we were lucky enough to have an ISS
schools contact flying over as well as a couple of other SO-50 passes. I had
an audience of fifty or so, many listening in with their own HT's and rubber
ducks, blown over by how easy it was to pick up the ISS and SO-50.

For me, these demos are always a tribute to Jerry KK5YY (SK), who was an
inspiration to us all.

73 Howard G6LVB

Opmerking : ik had eerder in dezelfde rubriek geschreven dat Howard gedurende een zekere tijd 50 mW power voerde. Ik wist toen niet dat hij dit tijdens onze verbinding gedurig deed. Hij kwam soms zeer sterk over de satelliet ! Het feit dat hij als antenne een rubber duck gebruikte ( portofoon ) maakt deze verbinding nog opmerkelijker.

Vanuit 'Sterrenstad' werden vroeger wel kort portofoon verbindingen gemaakt met het MIR ruimte station, maar het toegepaste vermogen was tenminste 5 watt. SO-50 heeft een erg goede RX ! De TX power bedraagt overigens circa 140 mW .....

Wil je een kort stukje audio horen, ontvangen ( met een betrekkelijk kleine antenne onder dak en zonder voorversterker ) van de 140 mW SO-50 zender, klik hier .....

Een satelliet als de AO-40 heeft CIRC antennes waarbij ( als alles tenminste OK is ) men kan uitgaan van behoorlijk circulair gepolariseerde signalen. De signalen afkomstig van deze ( RHCP ) satelliet antennes zouden RHCP moeten zijn indien ze de aarde ( indien de afstand groot is bijvoorbeeld bij het apogeum, anders meer exact de werk locatie ) onder een gunstige hoek kunnen zien ( squint hoek zo klein mogelijk, de interferometer effecten zijn dan van dien aard dat we inderdaad van circulaire polarisatie kunnen spreken, zie ook de ALON/ALAT waarden waaruit onder meer de ACTUELE squint hoek kan worden berekend, je weet dan meteen of er interferometer effecten zullen optreden en in welke mate ).

Iedere satelliet heeft zo zijn eigenaardigheden, als je deze goed kent dan werk je comfortabel ( ook QRP ).

Afgezien van het eigen comfort bereikt men tevens bij een juiste aanpassing aan de polarisatie eisen voor een bepaalde satelliet dat men minder stoort bij de collega zendamateurs, de anderen die gebruik willen maken van de sat !
Mocht je om een of andere reden toch een afwijkende polarisatie toepassen dan is het aan te bevelen er rekening mee te houden.
Met betrekking tot dit laatste :

ZEND UITSLUITEND INDIEN MEN OP DE DOWNLINK GOED WAARNEEMBAAR IS !

En indien men over een sat met transponder werkt :

KEN UW DOWNLINKFREQUENTIE VOOR EEN GEGEVEN UPLINK !

Het is altijd prettig om zelf te weten waar je te horen zal zijn als het werkt .....Dus enige kennis van de betreffende sat is nooit weg ( in dit geval dus de transponder frequentie omzettingen kennen in combinatie met de doppler effecten * ).

Ga bijvoorbeeld nooit zenden als je jezelf niet duidelijk hoort terugkomen ( downlink ) en ook niet indien iemand anders bezig is ( als je dat tenminste kunt waarnemen hi ).
Nog maar al te vaak hoort men om's die dwars door het qso van anderen CQ aan het geven zijn of die totaal niet terugkomen op een respons omdat ze die niet horen .....

* Ondanks het feit dat je programma de frequenties regelt is het handig om te weten, ik heb voor de aardigheid enige transponder formules afgeleid : zie elders ( submenu : AX 25 BBS ). Werkt men nu zonder zo'n programma dan kan het handig zijn om toe te passen.

Zie eventueel ook eens http://www.qsl.net/pe1rah en http://www/qsl.net/on5gs dit betreft de sites van William en Dirk.

William is betrokken bij het VUSat project ( met HAMSAT ). Hij leverde een mooie door hem ontworpen en gebouwde mode B transponder. Zie http://www.amsat.in/ en eventueel ( met betrekking tot PSLV ) ook http://www.isro.org/pslv.htm

Ik vond het jammer dat ik door tijdgebrek geen eigen ontwerp ATV transmitter, uiteraard home made en met een geschikte camera uitgerust, heb kunnen leveren ! Indertijd maakten we een overweging met betrekking tot de mogelijkheden van het ontwerpen en bouwen van een stabiele maar ook zeer compacte ATV zender met toebehoren, geschikt voor een LEO satelliet.

Ik was toen bezig geweest met modificaties en ontwerpen van modules in omgevingen waar extra eisen gesteld moeten worden. William vertelde me dat er mogelijk lanceer ruimte over was voor een compacte ATV zender.

Een wel zeer interessant project is OSCAR-E, zie de AMSAT Site.
Erg leerzaam : 12 Suggestions for Success Working AMSAT-OSCAR 51 ( Echo ) on a Handheld Transceiver, see
http://www.amsat.org/amsat-new/echo/EchoHT.php