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业余无线电卫星通讯之自制螺旋天线控制紫丁香1号(Lilacsat1 LO-90)业余卫星 [复制链接]

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离线bg6lqv
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2017-10-06




















硬件配置:
1、    UV电台:Yaesu FT817 857 897 847 ICOM 910 9100 TS790 2000 等设备均可
2、    SDR接收机:RTL2832 、B210、Hackrf等SDR设备
3、    Yaesu G5500 旋转器
4、    435MHz 圆极化天线、145MHz 八木天线
5、    LNA前置放大器
软件配置:
1、    M6SIG 制作的LIVECD(特别感谢M6SIG制作的这个LIVECD,功能齐全,可以独立安装硬盘,解决了紫丁香团队发布的livecd保存配置文件的一些问题)
2、    业余卫星软件(软件通过omnirig控制电台发射指令控制紫丁香拍照下传图像数据,有兴趣的请到QQ群共享中下载)
3、    相关技术资料:(DK3WN、Daniel网站)
①    Daniel关于紫丁香卫星技术文章:http://destevez.net/tag/lilacsat/
②    http://www.dk3wn.info/


操作方法:
一、工欲善其事,必先利其器——准备螺旋天线和前置放大器
1、制作435MHz螺旋天线
    早期在尝试接收紫丁香1号业余卫星下行数据信号时发现使用现有的10单元普通八木天线接收下行信号,紫丁香1号卫星下行信号强度很好,当卫星仰角大于10°时,接收机就已经可以接收很强的数据信号,但是经过多次尝试都无法完整解码紫丁香1号照片数据。经过咨询BG2BHC得知,紫丁香1号使用1/4波长单极天线,卫星的自旋造成信号周期性强弱变化,Gnuradio在解码时误码率太高,特别是图像数据前几个数据包一旦无法成功解码,后边所有数据包都是无效的,无法还原图像信息。因此为了解决卫星自旋引起的信号衰落,地面站配置圆极化天线可以将自旋引起的衰落现象降到最小。而《业余卫星通讯手册》介绍的螺旋天线满足了这个要求。详细图纸、制作方法请阅读《业余卫星通讯手册》相关章节。
    心动不如行动,立马交给万能的淘宝采购主要材料制作螺旋天线:
①    主梁:令克棒(强度高、绝缘,淘宝买一根4节5米的可以做两根天线)
②    阵子支架:∅8mm空心玻璃钢风筝杆(强度高、绝缘)
③    阵子:∅6mm铝管(便宜、质量轻、耐氧化)
④    反射器:金属滤网(质量轻、风阻小、容易裁剪)
2、BU-435 LNA前置放大器
    LNA在业余卫星通讯中的效果非常明显!BD9BU制作的这款前置放大器借鉴 ICOM9100配套的AG35系列产品,低噪声高增益,支持馈线供电、Icom910x、Yaesu ft8x7电台CAT控制自动收发切换,内置滤波器有效消除卫星VHF上行信号引起的干扰,效果非常好!!
二、安装硬件
    1、利用舞台用铝合金桁架制作支架,将Yaesu G5500旋转器安装支架顶端,使用6061铝合金管做天线主梁,UV两幅天线分别安装横梁两端,硬件示意图如下:
    ①435MHz螺旋天线——>馈线——>BU435前置放大器——>馈管——>LNA同轴供电器——>Hackrf SDR——>电脑一(安装M6SIG 制作的Ubuntu系统)
    ②145MHz八木天线——>馈线——>Yaesu FT857电台——>马工linkall数据盒子——>电脑二(安装WIN7操作系统和业余卫星控制软件)
三、安装软件
    1、电脑一安装M6SIG制作的Ubuntu系统,此系统完美解决紫丁香官方Livecd保存配置麻烦,U盘启动速度慢的问题。系统内集成了业余无线电软件和相关SDR硬件的驱动,具体安装步骤如下:
    ①下载M6SIG 制作的GPG系统镜像文件数据包
    ②利用linux系统解压出镜像文件
    ③利用UltraISO讲ISO镜像文件写入空白U盘
        ④用制作好的U盘启动Ubuntu系统
    ⑤在系统软件中选择安装系统到硬盘(注意 保存电脑原有数据)
    2、电脑二使用普通WINXP、WIN7系统均可
    3、电脑一开机启动Ubuntu系统,启动相关软件
    ①编写脚本利用rotctld 控制Yaesu G5500旋转器:5500.sh
        sudo chmod 666 /dev/ttyS1
                sudo rotctld  -m 603 -r /dev/ttyS1 -s 9600  -C write_delay=1,timeout=1000,post_write_delay=1,max_el=90,max_az=360,min_az=1,min_el=1,retry=1   -T   127.0.0.1  -t7777 &
(注:此脚本将G5500旋转器安装在电脑一COM2端口,将旋转器服务绑定在本机7777端口,随后Gpredict卫星追踪软件设置需要相关信息,hamlib详细使用方法请参考www.hellocq.net论坛BG9AGZ相关帖子http://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=354724)
    ②配置Pgredict联机Yaesu G5500旋转器控制天线自动追踪卫星
     4、电脑二安装业余卫星控制软件和Omnirig 控制发射机发送卫星上行指令
        (此处也可以使用Daniel利用direwolf方法发送指令,具体资料请参考http://destevez.net/2017/01/open-telecommand-for-by70-1/  M6SIG livecd已安装相关软件和脚本)
四、紫丁香1号操作方法
    1、开机电脑一——>开机FT857发射机(请设置PKT模式)——>打开业余卫星软件
    2、开机Yaesu G5500——>LNA同轴供电器供电——>开机电脑二启动Ubuntu系统——>先运行5500.sh 旋转器联机脚本——>运行Gpredict软件联机G5500旋转器自动追星——>运行配置 紫丁香1号proxy 文件(lilacsat_proxy_setup)——>运行紫丁香1号Proxy文件(lilacsat_proxy)——>管理员权限运行GRC——>在GRC中打开两个脚本(frontend_lilacsat1_rx_rtl.grc,demod_lilacsat-1-k4kdr.grc)——>先后运行两个脚本frontend_lilacsat1_rx_rtl.grc,demod_lilacsat-1-k4kdr.grc
      3、当紫丁香1号过境时,看电脑二GRC软件调试信息中出现解码成功的信息时,在电脑一中控制FT857发射指令00一次,等待十秒钟左右在紫丁香下行频率就会出现连续的数据信号,当完整收到图像数据前几个数据包时,软件会自动弹出图片框显示图片信息。

    至此,操作紫丁香1号业余卫星的简单方法步骤已经介绍完毕,因为我对Ubuntu操作系统不熟悉,实际使用过程中存在的很多问题此文章并未完全写清楚,有兴趣的朋友遇到问题请百度搜索寻找解决方法。其实解决问题的过程也是学习的过程,欢迎大家加入QQ群:287540660交流讨论。
    “厉害了我的国,厉害了我的哈工大”。未来我国将建立天宫空间站,将更多的卫星送入太空(右图为哈工大2018年随嫦娥四号发射的月球轨道卫星)。我做为一名业余无线电爱好者,利用业余时间,学习科学知识,提升自己的技术水平,让我们的业余爱好玩得开心,玩出精彩!
        祝伟大祖国繁荣昌盛,更加强大!!

感谢:
     BG2BHC技术指导  
     BD9BU 前置放大器  
     M6SIG 提供Ubuntu Livecd  (可以独立安装硬盘,真的非常好用
     BG9AGZ 提供Ubuntu下通过rotctld控制电台和Yaesu g5500旋转器方法
参考资料:
     紫丁香1号官网:http://lilacsat.hit.edu.cn/?page_id=594
     螺旋天线计算器:http://www.vk2zay.net/calculators/helical.php
     Daniel关于紫丁香卫星技术文章:http://destevez.net/tag/lilacsat/


[ 此帖被bg6lqv在2017-10-21 18:10重新编辑 ]
呼号:BG6LQV
设备:Yeasu FT-817 FT857D  FT920 AOR5000  Hackrf ONE  Airspy mini  RTL2832
天线:  HF+6m:Moxon   YP3    3波段蛛网
       70cm:4x13 ele DK7ZB's YAGI  10圈 Helical Antenna
       1.8米 网状抛物面天线 +1.2GHz 1.7GHz 螺旋馈源 + 2.3GHz 3.4GHz 5.7GHz OK1DFC 馈源
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离线BG7MI
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只看该作者 1楼 发表于: 2017-10-07
照片也上来

内容来自[手机版]
离线BA5AC
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只看该作者 2楼 发表于: 2017-10-07
玩卫星就用高放啊?玩EME才需要那玩意,卫星没必要这么夸张......
浙江杭州余杭区
吆三五88098920
离线bg6lqv
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172
只看该作者 3楼 发表于: 2017-10-07


2017-10-07  14:20  控制紫丁香给地球拍了两张新照片!
呼号:BG6LQV
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       1.8米 网状抛物面天线 +1.2GHz 1.7GHz 螺旋馈源 + 2.3GHz 3.4GHz 5.7GHz OK1DFC 馈源
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离线BG9AGZ
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只看该作者 4楼 发表于: 2017-10-07
                      首先祝賀BG6LQV半個多月的不懈努力成功,原來我並不看好這個天線,確實
                       另外M6SIG的光盤也很不錯,但是我還要提出不足,當然也分享我的相法,M6SIG的盤缺少說明,而我這裏中國移動光線寬帶也連不上哈工大的服務器,每次更新星歷,是通過自己樹莓的服務器更新星曆,1個月來,我發現這個盤,紫丁香1和2每次都不能準確收到衛星信號,時有時無,可實際在WIN7下,HDSDR顯示星標正常,星曆準確。
                     我開始懷疑這個盤程序BUG的存在,在BHC指導BG6LQV的直接從demond文件裏更新文件,我後來在demond的grc里建了QT lable顯示星曆,才恍然大悟,原來M6SIG的這個盤,每次必須在啓動配置文件後,下載星曆後,然後再點擊更新配置,才可以寫入demond星曆,才能正常接受衛星信號,如果只是下載星曆,你自己以爲星曆已經下載成功了,那麼,過幾天,再用這個盤,就收不到衛星信號裏,這個步驟這麼久才發現。
                      各位這個關鍵的地方,大家應該知道,另外,我想老外也會有我這個想法,紫丁香軟件缺少明確操作說明,鬧笑話,,不過話說回來,玩玩而已,不必認真。


[ 此帖被BG9AGZ在2017-10-07 19:18重新编辑 ]
学而不思则罔,思而不学则殆,再多的知识不表达,不表现出来,时间久了慢慢就会全部忘记,最后还是什么都不会,知识也是有保质期的。
离线BG6LQZ
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只看该作者 5楼 发表于: 2017-10-07
厉害,目前卫星姿态自旋,丢包就会造成收图失败,LQV的自制的圆极化天线最终让收图成功,这个应该是国内目前成功的第一位火腿,背后付出的努力是巨大的

内容来自Android手机客户端

离线BG9AGZ
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282
只看该作者 6楼 发表于: 2017-10-08
这个是电视棒收到的信标, 9度过境非常强,如果继续优化天线,能9度左右收到图像,那就非常厉害了
[ 此帖被BG9AGZ在2017-10-08 00:13重新编辑 ]
学而不思则罔,思而不学则殆,再多的知识不表达,不表现出来,时间久了慢慢就会全部忘记,最后还是什么都不会,知识也是有保质期的。
离线BG2TOS
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只看该作者 7楼 发表于: 2017-10-08
天线真不错!
对卫星的左旋右旋极化可以切换吗
岁月如刀     我似切糕
BG2TOS@126.com
离线bg6lqv
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172
只看该作者 8楼 发表于: 2017-10-08
回 BG2TOS 的帖子
BG2TOS:天线真不错!
对卫星的左旋右旋极化可以切换吗 (2017-10-08 07:24) 

左旋圆极化,不能切换极化方向!
呼号:BG6LQV
设备:Yeasu FT-817 FT857D  FT920 AOR5000  Hackrf ONE  Airspy mini  RTL2832
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       70cm:4x13 ele DK7ZB's YAGI  10圈 Helical Antenna
       1.8米 网状抛物面天线 +1.2GHz 1.7GHz 螺旋馈源 + 2.3GHz 3.4GHz 5.7GHz OK1DFC 馈源
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离线bg6lqv
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只看该作者 9楼 发表于: 2017-10-08
回 BA5AC 的帖子
BA5AC:
玩卫星就用高放啊?玩EME才需要那玩意,卫星没必要这么夸张......[表情]  

LNA在业余卫星通讯中的效果非常明显,我们用淘宝几十块的普通放大器效果都很好!
BD9BU制作的这款前置放大器借鉴 ICOM9100配套的AG35系列产品,低噪声高增益,支持馈线供电、Yaesu ft8x7电台自动收发切换,内置滤波器有效消除卫星VHF上行信号引起的干扰,效果非常好!!!
呼号:BG6LQV
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只看该作者 10楼 发表于: 2017-10-08
回 BG9AGZ 的帖子
BG9AGZ:[图片] 这个是电视棒收到的信标, 9度过境非常强,如果继续优化天线,能9度左右收到图像,那就非常厉害了
 (2017-10-08 00:09) 

紫丁香1号下行信号强度很好,无遮挡情况下八木天线在卫星仰角小于10°时很容易就收到,但是完整解码整个图像不容易!经咨询BG2BHC得知卫星自旋会引起信号周期性衰落,这种现象会引起Gnuradio解码时出现很多无法解码的数据包,而紫丁香1号图像下传数据包一旦开始几个包无法正常解码会造成整个图像无法解码,因此需要圆极化天线来解决卫星自旋引起的信号衰落!!
相关内容《业余卫星通讯手册》自制螺旋天线那个章节也有介绍,对天线有兴趣的朋友请看此书!!!
呼号:BG6LQV
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只看该作者 11楼 发表于: 2017-10-08
祝賀BG6LQV的成功!
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只看该作者 12楼 发表于: 2017-10-08
我做一个大胆假设,在不考虑驻波的前提下,如果我手工弯几道圈圈,那么这种结构做接收的话,也可以明显改善卫星的左右极化带来的问题,因为天线增益和驻波不是正相关的,发射肯定是损坏发射机的,但做接收是可以的,
学而不思则罔,思而不学则殆,再多的知识不表达,不表现出来,时间久了慢慢就会全部忘记,最后还是什么都不会,知识也是有保质期的。
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只看该作者 13楼 发表于: 2017-10-08
回 BG9AGZ 的帖子
BG9AGZ:我做一个大胆假设,在不考虑驻波的前提下,如果我手工弯几道圈圈,那么这种结构做接收的话,也可以明显改善卫星的左右极化带来的问题,因为天线增益和驻波不是正相关的,发射肯定是损坏 .. (2017-10-08 11:57) 

我觉得一只鸽子、斑鸠、大喜鹊就能搞坏你的天线!!
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只看该作者 14楼 发表于: 2017-10-09
向群主学习
呼号 BI4TXR B类
vhf  4*10el阵列
卫星天线lqv云台简易版 u10 v5
hf 倒v三波段天线
bi4txr@qq.com
江苏省邳州市时光隧道
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只看该作者 15楼 发表于: 2017-10-09
2017-10-09 22:10:00
成功控制紫丁香1号业余卫星相机拍摄下传图片

大家讨论一下左上角那道白线是什么??
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只看该作者 16楼 发表于: 2017-10-10
祝贺,学习!
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只看该作者 17楼 发表于: 2017-10-10
2017-10-10 14:45:00
成功控制紫丁香1号业余卫星相机拍摄下传图片
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只看该作者 18楼 发表于: 2017-10-10
  我的淘宝的成品U10八木同时收的信号,10米馈线到电视棒,八木垂直极化安装,但是没有解码出图像,看来淘宝U10八木已经,完败这个螺旋天线,这支天线的材质如果更结实的话,商业价格应该不低于U10八木的价格了,或许不久的淘宝也会有这种天线出售,这个天线的增益请楼主分析下.另外,希望群主不要使用放大器,看看能不能出图,试试电视棒,看看能不能出图,和你的U10八木做个对比。


[ 此帖被BG9AGZ在2017-10-10 16:09重新编辑 ]
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只看该作者 19楼 发表于: 2017-10-10
为你们点赞。支持!!!!!!
BG6UA/方克魁 (BD6QOQ)

PS:谈理想谈人生也谈风月,不谈爱情。。。。。