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CQ游DiY短波机+卫星---乐富山 [复制链接]

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只看该作者 40楼 发表于: 2020-01-03

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卫星通信用语

    卫星通信除了业余无线电活动的本质外,尚且具有科学技术的味道,因此有许多的名词是卫星通信才有的,以下分门别类叙述。


卫星通信

Uplink 上链
    地面电台与卫星间通信无线电波之一,由地面电台发射之电波到达卫星者。

Uplink Power上链功率
    地面电台上链时所用之输出功率,在卫星通信时我们以 EIRP (有效辐射电力值)表示,单位为 dBW。

EIRP 有效辐射电力值
    EIRP 原名 Effective Isotropic Radiated Power,这项名称以 dBW 为科学单位,而不以瓦特及天线增益为叙述。

    dBW = 10 log(P) P 以瓦特 (Watts) 为单位。

    例如 50 Watts = 17dBW,500 Watts = 27 dBW,因此 50 瓦功率经由一条 100 呎馈线损失 3dB 后由 12dBi 天线发出的信号,究为若干瓦特?

    由公式换算 50W = l7dBW,所以将 17dBW + 12dbi - 3 dB = 26dBW EIRP

     于是26 dBW = 10 log P

     P = 398Watts,换句话说近似 400 瓦功率,与你用 400 瓦和半波长偶极天线的效力是一样的。为了节省电力 (玩无线电以高功率高耗电来换取信号强度并非聪明之举),宁可用小电力输出,当不致于影响邻近或频率附近的其他无线电台,更不必担心无线电波的强烈电场造成人体伤害。

Uplink Frequency 上链频率
    卫星通信地面电台与业余卫星通联,所使用的发射电波的频率。可以是在 HF~GHz 内的业余频段。

Downlink 下链
    地面电台与卫星间通信无线电波之一,由卫星发出而由地面电台受信者称之。

AOS, Acquisition of signal 受信信号获得
    卫星所发出的示标信号可被地面电台收信的时刻,以 UTC 格林威冶时间表示,如 HH:MM:SS 格式即是。

LOS, Loss of signal 信号消失
    卫星信号不能由地面电台受信的时刻。

Elevation 仰角
    地面电台与卫星本体间的夹角,以水平面为 0 度,头顶正上方为 90 度。

Azimuth 方位角
    以地面电台为中心,正北 (注意非磁北)为 0 度,而依顺时针方向由东→南→西→北一圈为 360 度,正南为 180 度。

Doppler effect (shift) 都卜勒效应
    譬如救火车或鸣喇叭且行驶中的车辆接近时,人耳所听到的频率会变高,远离时则变低,这就是都卜勒效应,对无线电或光波都是一样的。

    虽然卫星所发出的频率是固定的,通常我们以示标信号作参考,当卫星趋近于观察者 (地面电台)时,频率会变高,远离地面电台时则频率下降。由于卫星在不同的时段里,其上下链频率会有所改变 (亦称为 Mode),所以 435MHz 时其偏移较 145MHz 段大出 3 倍。不管对卫星或是地球上的地面电台也好,两者间都存在有相对运动和相对速度的事实,因此上链、下链频率便会因卫星与地球的相对速度而有些微的偏差。

    这在 HF 里是较不严重的,也不容易解释体会出来。

Beacon 示标信号
    示标信号使地面电台能迅速完成定位及取得卫星操作状况的参数资料。例如 AO-13 以 145.812MHz 作示标信号,其他的卫星则有用 145.800~145.830MHz 为示标信号者,亦有用 UHF 以上波带。

    目前所使用的示标信号有下列几种:

    CW:这是最基本的功夫。美国限制 Technician 级以上方可操作卫星通信,日本亦有类似规定,可见 CW 之不可废。

    RTTY:包含传统 FSK 的 Baudot 码及 PSK 的包封数据码,必需利用计算机装置才能解读。

    示标信号告诉地面命令中心或操作电台卫星的内部设备参数,如温度、地磁、位置等等。地面电台可据此来操作卫星通信。更重要的是给予地面电台重要的信号强度指针,尽量使自局的电波功率在 Loop Test 时不致使下联信号超出示标信号的强度。

Telemetry 电信数据码,或电传
    卫星的参数和状态以 Telemery 发送至地面受信电台,内容有前述温度、电源电压、发信电力值等。

PSK, Phase Shift Keying 相位位移技术
    与 FSK 都算是传送数据的方式,较 FSK 有狭窄的带宽,因此对于微弱信号的复调较为有利。一般有 400, 1200, 2400BPS 等不同速率。

Pass Band 带通
    业余无线电卫星由于低成本及可用带宽的限制,所用的带通相当窄,一般将 145.800~146.000MHz 划归给业余卫星用。因此在 145.800 或 146.000MHz 上传送数据数据将使示标信号难以抄收。

Spin Modulation 回转调变
    卫星在宇宙上借着不停的回转 (spin) 来保持姿势和位置,卫星的指向性天线朝向地面电台时因回转而造成信号的 QSB (衰减)便是。两者的相对距离会使此现象特别明显或减弱。

Command 命令
    卫星接受由地球命令中心发出的指令来管理卫星的运作,例如中继器的关开、姿势调整等。 AO-13 接受计算机命令,也可以更新内部的程序数据。

Command Station 命令中心
    发送、侦查卫星状况的地球卫星通信电台,通常由卫星发展单位成立此特别任务电台。一般通信人员不被允许操作此项设备。

Inverted Transponder 倒置式中继器
    入力和出力频率的高低关系成相反的关系,例如 AO-13 者,入力频率和出力频率之和等于一已知之固定常数,当然排除都卜勒效应。以 SSB 操作时,以 LSB/CW 作上链信号发射,而以 USB 作下链信号接收。

    由于采用 SSB 通信,因此无法在 FM 信号存在情形下清楚被接收。

Circular Polarization 圆形极化波
    电波一般分成直线偏波和圆偏波两种。前者有水平或垂直偏波,一般陆地 V/UHF 采用垂直偏波,远距通信则为水平偏波;后者圆偏波分成右旋或左旋偏波。

    欲取得圆偏波信号,可用螺旋型 (HelicaI) 天线或以水平、垂直偏波天线以延迟时间系数方式取得。由于左右旋天线的特性使然,接收信号强度的差异可达 20~40dB 之谱,比一支天线的增益还高,不可不慎。

Satellite Mode 卫星通联模式
    对一般业余者 Mode 为 CW/SSB,但在卫星通信中,卫星通联模式指的是上下链频率的关系,如下表 (单位 MHz)

     Mode     上链频率     下链频率
     A     145 (2m)     29 (10m)
     B     435 (70cm)     145 (2m)
     L     1269 (24cm)     436 (70cm)
     S     436 (70cm)     2401 (13cm)
     J     144 (2m)     435 (70cm)
     LJ     2m / 23cm     435 (70cm)
     K     21 (15m)     29 (10m)




卫星轨道

Apogee 远地点
    卫星轨道上,卫星与地球中心有最大距离的位置,科学上以 MA=128 定之。以 AO-13 来讲,约 37,000 多公里。

Perigee 近地点
    轨道上与地心最短的位置,以 MA=0 表之。AO-13 大约为 2,500 公里左右。

Inclination 轨道倾角
    卫星运行的轨道面与地球赤道的交角角度。停留在赤道上的地球同步卫星,其倾角为 0 度,AO-13 大约在 57 度左右。此项参数必需经常修正以利卫星之追踪。

Eclipse 食 (蚀)
     当太阳被地球挡住,卫星无法吸收充足的太阳能以维持内部或中继器的动作时,会启动备用二次电源,为了维持卫星内计算机正常运作的最低耗电需求,会将中继器关闭,这时平常的卫星通信将停止,等待卫星有充足电源时才再度由地面命令中心启动卫星的动作。

Phase, Mean Anomaly 相位
    卫星运行一完全轨道为一周,一周分成 256 等分,而以 MA 表示。MA=0 为近地点,MA =128 为远地点。而 1MA 所需时间可由卫星周期除以 256 而得。

    MA 亦得经常由新数据与 Epoch 时间互作修正。

Epoch Time 纪元时间
    卫星发射前指卫星的发射时间,发射后则指卫星在轨道运行时某一位置 (MA) 上的时间,这个时间有特别的意义。不管将来作轨道之修正,都以此时间为基准。

    对于椭圆形轨道卫星,此时间之误差不太重要,但对于低轨道 (Low Orbit Satellite, LOS) 卫星则 30 秒的误差就算不小了。因此最好时时以 HF 中的报时信号作修正。

Sun Angle 太阳角度
    太阳角度与卫星充电板上所吸收的太阳能有关,连带影响输出信号的电力大小。

Acqusition Circule 通信圈
    在地球仪或图上,针对某一特别卫星和地面电台所画出的圆,如果电台位置进入此圈内即表示可以通信。

Altitude 高度
    卫星与地心连成直线时,卫星与地表的距离。

Argument of Perigee 近地点论据
    在卫星轨道面上沿着卫星运动方向,由升交点经地心到近地点的极线角。

Ascending Node 升交点
    卫星由南半球进入北半球时,与赤道面相交时的位置,以经度数值表示。

AU 天文单位
    1AU = 太阳与地球的平均距离,约 1.49 x 10(SUP>11 米。

Classic Orbit Elements 基本轨道数据
    包括升交点经度、纪元时间 (日期及精确时间)、轨道倾角、离心率、近地点论据等与卫星运行有关的参数集。

Descending Node 降交点
    卫是由北半球进入南半球时,与赤道面相交时的位置,同样以经度数值表示。

Eccentricity 离心率
    描述构成卫星的轨道的参数。此值 0 ≦ e < 1,即在 0 与 1 之间,圆形时 e=0,若 e=1 时卫星便沿着卫星轨道的切线方向飞出去了。

Kepleria Orbit Elements 刻卜勒轨道参数
    包含 MA、RAAN、倾角、离心率、Arg of Per.、MM、纪元时间的刻卜勒参数。为纪念刻卜勒发现卫星运行的定理,故以此命名,同时这也是一般目前修正或预测卫星轨迹的最佳参数集。

Mean Motion 平均运行值
    包含在前项单元里的一项参数,指卫星运动在一天内完成的轨道数。

OSCAR
     这是指 Orbit Satellite Carrying Amateur Radio 简称,目前 AO-10, 13, 21 均在太空中运行 (不是指正式动作,如 AO-10 现已关机。

RAAN
     Right Ascension at Ascending Node 简写。这个名词真令我困惑,不知中文该如何解释,其意义是:沿着天体球赤道向东,由人造卫星在升交点的经度与春分点的角度。日本人称此为「升交点赤经」

Window 窗口
    在卫星通信的技术里,两定点间利用某个卫星的通信可成立时,这段时间称为窗口。例如台湾与南美洲欲经由 AO-13 通信时,可先预测此窗口的时间范围。亦即两地间 AOS 与 LOS 间的时段。

    另外,从事地球 - 月面 - 地球 (EME) 反射通信时,因月球是地球的天然卫星,是故也用此名词来计算两点间的通信时间。

Range 距离
    指卫星本体与地球上某一 QTH 之直线距离,与卫星高度不同。




卫星本体

Spin自转
    卫星绕着地球公转,本身自转速率约 20~60 转 / 分,自转可使卫星的姿势和位置保持稳定。

Transponder 中继器
    由某一受信频率受信后经另一不同频带之频率传输的电子装置。若为同频带我们称 repeater 而不称 transponder。

    AO-13 使用的频带中继器有:(单位:MHz)

     Mode     上链频率     下链频率
    B     435     145
     J     144     435
     L     1269     435
     S     435     2401

RUDAK
     这是 AO-13 搭载的数字通信专用转频器,使用 Mode L。除 AO-13 外,新的 RS-12/ 13, AO-21 等 microsat 都将进行此实验。

IHU 整合性管理单元
    在 AO-13 上采用 RCA 制 COSMAC 1802 作为 CPU 处理器,IHU 为 Integrated Housekeeping Unit 简写。

Solar Panel 太阳能电池板
    太阳电池是卫星最主要的电力来源,另一次要者为 Ni-Cd 电池 (当作辅助用途)。AO-13 搭载 50W 容量之太阳电池板及 10Ah 的 Ni- Cd 电池,另有 6Ah 的 Ni-Cd 电池供作紧急用途使用。

Kick Motor 踢进马达
    卫星在轨道中运行时因需要修正位置,有辅助的踢进马达可以使用。

Torque Coil 电磁磁矩感应线圈
    卫星在近地点附近时,感受地球磁气 (场) 的作用而使自转速率有所变化,以维持卫星的飞行轨道。

Omni Antenna 无指向性天线
    卫星在远地点时,以指向性天线朝向地球,而在近地点附近时 (可长达 40MA) 则以无指向性天线切替。与增益及通信圈大小有关。

卫星的寿命
    静止卫星的轨道寿命由搭载的燃料决定,业余无线电卫星因本身不具备燃料,故决定因素为 Ni-Cd 电池。虽然太阳电池初期可提供 50W 电力,但估计 3 年后只剩下 35W。

    至 1991 年 7 月已满 3 年。据 AMSAT 报告,AO-13 大约可工作至 1995 年,而 1992 年起 AMSAT-NA 将开始另一 OSCAR Phase 3D 的卫星建造工程,并将于 1995 年由 Ariane 5 火箭代为发射升空。




其他

AMSAT
     为 Radio Amateur Satellite Corp. 简称,创立于 1966 年,主要任务为研究、制作业余无线电通信用卫星。在世界各国有其他分支,如 AMSAT-DL, -UK 等,日本则有 JAMSAT。

RS 卫星
    由苏联发射的业余卫星,由 RS-1 至现今的 RS-12/13。

ESA
     欧洲太空总署。

Ariane Rocket 亚利安火箭
    AO-13 搭载于 Ariane-4 号火箭升空。 Ariane 为 ESA 所发展的商用卫星投射系统,发射场位于南美北端的法属圭亚那。

Quick Track
     卫星轨迹追踪软件,为实时预报系统。由 N4HY 开发完成,适用于 IBM 兼容机型。

Instant Track
     另一种卫星追踪用软件。Quick Track 及 Instant Track 可由 AMSAT 购得。

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不错,那个搭棚焊接的,动手能力超强。
山东 济南 经七路

更喜欢听.
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