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建议架设10米探空气球中继台 [复制链接]

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离线晓林
 
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123
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2003-07-20
建议架设10米探空气球中继台

我是北京的准ham,2002年10月入会,前几天刚完成验机,正在等待呼号,有个架设10米探空气球中继台的提议,欢迎大家讨论。

我们都知道,10米波段在几百公里的距离内是个盲区,为了提高10米波段的利用率。我有一个架设10米波段中继台的设想。为了能达到几百公里的覆盖范围,考虑采用探空气球。如果升到20km-25km的平流层,可以覆盖500多公里的范围。
我在网上查了一些资料,知道北京的ba1fb老师和ba1ka老师都有这方面的经验,以前也有人讨论过。也发现只要在协会的帮助下,有前辈和大家的支持,应该是可以实现的。下面是我的具体想法:

1 基本结构,采用半径约2米的气象探空气球作为运载工具,载重约15kg,最大高度可升至29km。吊篮上可安置位置控制系统,温度控制系统,电力系统,中转设备和天线。

2 气球采用“定高气球”,保持在25公里(正负误差5公里)高度,选用气密性好的气球,气球的气密性直接影响气球中继的寿命,气球加吊篮的价格约为1000元。

3 位置控制系统可考虑使用3个小型电动机,用螺旋桨推动,配以三个对应的定向天线,采用地面信令台定位。这样水平位置控制系统需自制,成本约为500元。平均功耗约为1w,重量约为2kg。控制精度能保持在信令台上空10公里即可满足通讯需要。有没有人知道平流层风力大约多少?

4 25公里的高空气温约为-55摄氏度,天线和电动机应该没问题,但是中转设备和电池就不一定了。所以要保温和控温。成本约100元,保温做得好的话平均功耗约1w,重量不到1kg。

5 电力系统采用免维蓄电池+太阳能板,采用免维蓄电池12v24ah即可,用于给蓄电池充电的太阳能电池板可考虑采用3块400mm*300mm大小的,充电电路可自制。这样白天可把蓄电池充满,晚上可使用10-12个小时。基本够用。成本约2000元。重量8kg。(平流层没有阴雨天气)

6 中转设备发射功率为5w即可,要选择省电轻小的10米机,甚至可以选10米手台,天线可自制,要尽量轻。成本约1500元,重量3kg。

7 要放飞气球还要经过民航部门批准,最好在气球和吊篮上贴满铝箔纸。重量和成本不记。

这样,花不到6000元就可以有一个覆盖500公里的10米波段气球中继,应该能工作一两年。在放飞之前可以先用一百米的细线系留一段时间,试验效果。还可以考虑设计简单的回收装置(放气,打开降落伞),以便回收设备(无线电定向寻找)和避免意外。

我的想法可能很幼稚,但希望大家讨论指正,希望ba级的老师和前辈出面组织这件事儿,也希望广大10米爱好者积极支持。

参考:
太阳能电池 http://www.sldzc.com.cn/new_page_6.htm
10m气球信标台http://www.qsl.net/ba1fb/chn.html
探空气球 http://www.scnjw.gov.cn/tfgd/scgd/pzh/qxfu/qxzs/gkgc/gkgc.htm

2003年7月20日
离线powermax
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4634
只看该作者 1楼 发表于: 2003-07-20
我觉得成本太昂贵了,而且寿命可能很短。实验可以,不太实用。以上是本人愚见。
离线bd4ji
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4532
只看该作者 2楼 发表于: 2003-07-20
气球上的10米中继只能用录音中继,否则双工器放上气球就飞不起来了。
另外刮风下雨是不是需要把气球收下来?否则不掉下来估计也刮没影了。。。

气球中继用在应急通信可能还是能够发挥一定作用的,但是如果长期运行的话
就不太现实了。
离线BA7EI
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7096
只看该作者 3楼 发表于: 2003-07-20
资金来源?
很昂贵的
附件: 平流层气球载通信系统.pdf (0 K) 下载次数:418
离线BD7IWW
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7645
只看该作者 4楼 发表于: 2003-07-21
我过去所在的工厂就是专门制造这种探空气球(飞艇型)的。
60~70年代我们厂曾经生产过这种大飞艇,并做过放飞试验。
相对长时间在平流层停留工作对所有部件及整机都是一个严酷的考验。
这个想法要耗费很大一笔资金。
所以在技术上和在经济效益上都难以实现!
大胆设想还是应鼓励的。
还是架一条理想的尽可能高的天线做qso吧!
离线BG1EM
只看该作者 5楼 发表于: 2003-07-21
严重支持1楼的设想!!
在目前国内ham还没有实力搞业余卫星的前提下,用高空气球做中继是性价比最高的方案了。
对于一台普通pc的价格,我认为即使是个人也是能承受的,试想10m段如果要覆盖500公里,不考虑特殊传播,发射功率和天线的高度需要达到什么指标?
如果能够得到广大本地ham的响应,把每个想远距离2m qso的ham于提升天线高度、降低信噪比、加大发射功率、买新机器等试图加大传输范围的部分钱集中起来,经费根本算不上问题,所以二楼昂贵的说法不大站得住。
不过我同意2楼关于寿命的质疑,毕竟不能用ham的钱打水漂,平流层尽管气象条件相对稳定,不会象3楼所说的刮风下雨,
但是最大的问题是能源问题和定位问题,根据清华电子工程系平流层课题组的一些不完整资料显示,使用小型的飞艇综合性能可能会更好一些
1是太阳能电池板的有效敷设面积大,2是飞行方向可操控性相对较强。
在定位控制方面,我想跟楼主探讨gps自动定位与地面人工信号定位结合的可行性
如果设备搭配合理,充分利用有效载荷,应该可以在控制整体成本的前提下,提供多段的中继,一次投资,长期收益.
以上个人愚见,请各位前辈斧正。
离线BA7EI
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7096
只看该作者 6楼 发表于: 2003-07-21
回复: 我过去所在的工厂就是专门制造这种探空气球(飞艇型)的。
最初由 bg7iww 发表
60~70年代我们厂曾经生产过这种大飞艇,并做过放飞试验。
相对长时间在平流层停留工作对所有部件及整机都是一个严酷的考验。
这个想法要耗费很大一笔资金。
所以在技术上和在经济效益上都难以实现!
大胆设想还是应鼓励的。
还是架一条理想的尽可能高的天线做qso吧!


是啊,不知道国内90%火腿的家用“基地”电台是否全部淘汰了xd-d2*、xd-d4、xd-d8、xdd925等老式电台。

探空气球或者飞艇里面的轻质气体泄漏是难免的,如果能够做到1年不用降下来加气该多好?:d
离线晓林
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123
只看该作者 7楼 发表于: 2003-07-21
re
to bd4ji
1 平流层没有风雨雷电
2 重量方面是有点勉强,可以考虑用大一点的气球
3 长期运行是个问题
离线晓林
发帖
123
只看该作者 8楼 发表于: 2003-07-21
to bg1em
1 用gps定位较为复杂成本约3000元,因为要考虑定向(即通过gps知道偏东了,要启动西面的动力系统,这是就要考虑动力系统的方向了),不过,如果用飞艇使得寿命很长,gps就是最好方案了。因为地面控制有安全性问题
2 我还没有了解到飞艇能飞多高,好像清华电子系的飞艇是在2km高度以内的。这一点欢迎讨论
3 我的方案只是一个设想,而且是一个寿命短但成本很低的设想。如果能花10万元,做一个飞艇中继,运行10~20年。那就比我的设想要好多了,我也全力支持。
离线BG1EM
只看该作者 9楼 发表于: 2003-07-21
to 晓林
我也是北京的ham,对气球中继的设想非常有兴趣。
我有一个三步走的设想愿与你探讨
1 低空系留气球,试验中继设备,提高ham参与兴趣
2 低空飞艇,试验自动飞行控制与地面指令飞行控制,完善中继和电源设备,积累经验
3 平流层飞艇,全面测试

另有一些细节想请你mail讨论: bg1em@sohu.com
离线BA7EI
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7096
只看该作者 10楼 发表于: 2003-07-22
最初由 晓林 发表
to bg1em
1 用gps定位较为复杂成本约3000元,因为要考虑定向(即通过gps知道偏东了,要启动西面的动力系统,这是就要考虑动力系统的方向了),不过,如果用飞艇使得寿命很长,gps就是最好方案了。因为地面控制有安全性问题
2 我还没有了解到飞艇能飞多高,好像清华电子系的飞艇是在2km高度以内的。这一点欢迎讨论
3 我的方案只是一个设想,而且是一个寿命短但成本很低的设想。如果能花10万元,做一个飞艇中继,运行10~20年。那就比我的设想要好多了,我也全力支持。


1、能源问题用太阳能供给通讯用,勉强可以,动力用能源,难办。
2、轻质气体的渗漏问题,不知道哪儿有加一次氦气或者氢气可以保证一年渗漏或者泄漏量低于30%的飞艇?


用微波传送能源给飞艇或者用核动力是不敢想象的。:d
离线BG1EM
只看该作者 11楼 发表于: 2003-07-23
还没有见过有关一年免维护飞艇的报道,上次作环球飞行那个老美的气球我记得是带了一大堆备用气瓶。
可以在飞行器上安装一组备用气瓶,根据压力或者高度监测来补充气体或放出气体,维持在一个高度范围,在气体耗尽前选择合适天气降落维护,只要留空时间能维持一个月左右,也就是一个月左右的维护周期,应该还是比较能够接受的。只要载重量允许多加气瓶就能对应延长维护周期。
动力控制系统用单板机来做困难应该不是很大,但是动力系统就没那么简单了,考虑到能源和重量还有平流层的气流速度,配用什么样的动力系统是确保这套系统能够正常工作与回收的关键。
不知道那位朋友有平流层气流速度方面的资料?是什么数量级的?
bg7iww和bf7ei两位老火腿可不可以提供一下有关的资料?

作为一个设想,需要大家不断去完善,去不断试验。既然不是成熟应用平台,遇到问题是很正常的,发现问题并亲自动手去解决它不是我们玩电台的ham们乐趣所在吗?

虽然目前是纸上谈兵,有一些问题一时无法解决,但是一旦某项技术成熟,或者成本降低,或外部环境改变(比如政策法规、资本介入),所有问题都迎刃而解,那么现在的设想,谁能说不会马上实现呢?
离线BA7CK
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76068
只看该作者 12楼 发表于: 2003-07-23
还是先解决掐台的问题吧,不然北京架什么都玩完。
离线BA7EI
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7096
只看该作者 13楼 发表于: 2003-07-23
最初由 bd7ck 发表
还是先解决掐台的问题吧,不然北京架什么都玩完。


还是bd7ck想的周到,盖台问题解决不了,一切都白忙。:d :d
离线yeslong
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512
只看该作者 14楼 发表于: 2003-07-23
建议下次有同步卫星升空时搭个转发器上去,2米最好,这样你可以用5瓦喊遍全亚洲,可是谁肯出钱呢?
离线bd4ji
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4532
只看该作者 15楼 发表于: 2003-07-23
同步卫星用5w喊还用两米波。。。
那得多大的锅阿?
离线BD7IWW
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7645
只看该作者 16楼 发表于: 2003-07-23
大约10年前,番禺一游乐园发生一起高空坠落事故!
一游客乘系留气球升空,体验空中惊险。不料系留绳断裂,气球将人带到高空。直到气球随气压降低而爆破,可怜的游客被风吹到东莞上空摔到香蕉林死亡。
施放气球因影响航空安全国家有严格的规定。
理论上用gps,用各种自动控制技术可控制气球在空中定位。但费用决不是几万几十万可达到的。这就是理论与实际的差别!
离线bd8dl
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2739
只看该作者 17楼 发表于: 2003-07-24
1、气球的浮力少了一个零,100kg 还将就;
2、费用估算上少了两个零,十万圆能打住就不错了;
3、同温层风速约 90-200km/h,不然的话为什么载人气球十多天就能环球一周?
4、gps只能定外部参数,即球在某一点,却不能确定它的内部参数,即该如何操纵方向!因此还应该有一套姿态稳定系统(理解这点是要费点脑筋的);
5、飞行器的飞行小时与维护小时数之比是一比几十甚至一比几百,仍然故障频出。载着两个大活人的气球飞了十几次才环球飞行成功,总不能说他们是大笨蛋。
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64
只看该作者 18楼 发表于: 2003-07-30
放飞要经审批,不然是违法的!!
离线bd8dl
发帖
2739
只看该作者 19楼 发表于: 2003-07-31
最初由 bg3ob@163.com 发表
放飞要经审批,不然是违法的!!



是的,飞150m以上的必须报航管部门批,比电台管制得严得多。因为这儿纯属空谈,也就没有较真。