【业余卫星的使用】
常见的业余卫星主要是FM转发器和线性转发器两种,我们主要通讯、使用的也是这两种。当然还有部分SSTV卫星、APRS中继卫星、数字语音转发器等模式,后续再进行讨论。
目前中国境内可以使用、较为活跃的FM中继卫星有:
l SO-50
频率:上行145.850MHz/亚音67.0Hz;下行436.795MHz
开启时间:全天
覆盖范围:覆盖蛮大,很热闹的卫星,泰国、印尼、菲律宾、香港、中国、日本、韩国、俄罗斯的爱好者都喜欢用这颗卫星进行QSO
备注:值得注意的是它需要一个持续2秒的74.4Hz亚音的信号来激活转发器,转发器每次开启10分钟(但是根据我实际体验,很少会需要我们进行开启,从南到北有我或者E21EJC进行开启,从北到南的过境有俄罗斯或者日本的爱好者进行开启),但是如果卫星没有声音或者过境到一半的时候突然没信号了,可能就属于转发器关闭状态,可以尝试发射74.4Hz的亚音尝试进行激活。

l AO-27
频率:和SO-50相同,但是没有亚音,因此QRM很多
开启时间:由于电池原因只在北纬32度左右的时候开启转发器,持续时间约4-5分钟
覆盖范围:看过境方向而定,俄罗斯、日本、泰国、中国、香港等国家和地区均覆盖
备注:信号较强、开启时间短,因此有时候人很多插不上话

l AO-91
频率:上行435.250MHz/亚音67.0Hz;下行145.960MHz
开启时间:日照时开启转发器
覆盖范围:日本、菲律宾、印尼、中国等
备注:阵子挂掉了,现在突然复活了,电池很不好,因此只建议在白天日照时使用,转发器开启到一半会关机,约1-3分钟后重新开启不定时间

l PO-101
频率:上行437.500MHz/亚音141.3Hz;下行145.900MHz
开启时间:规划时间开启,但现在基本每天中午都开启
覆盖范围:中国、日本、印尼、菲律宾
备注:信号好,工作稳定

l LilacSat-2(紫丁香2号)
频率:上行144.350MHz/无亚音;下行437.200MHz
开启时间:官方说明是每周二、四、六开启,但是实际使用发现开启时间很诡异,但是仍然保持着开启一天关闭一天的模式,可以先上网站查询一下状态确认是否开启。
覆盖范围:通SO-50
备注:无亚音,QRM很严重,但是信号都强,八木+手台可以压制住干扰成功上星

l ISS-FM转发器
频率:上行145.990MHz/亚音67.0Hz;下行437.800MHz
开启时间:全天,遇联盟号飞船对接会暂时关闭
覆盖范围:通SO-50,周边国家地区都可以覆盖
备注:功率大(可能为5W),信号强,开启稳定,非常适合接收卫星信号的练习。缺点就是同时尝试进行QSO的人数太多,FM信号相互打架,造成转发器卡顿、无法正常工作
常见的线性卫星主要有RS-44,XW-2系列,CAS-4系列,FO系列,QO-100(嗯?)等,对于中国地区最火爆的线性卫星莫过于RS-44了,中国西部可以尝试使用QO-100同步轨道卫星。
值得注意的是,在线性转发器卫星中,转发的频率不再是FM那样子的一个单一频点,而是一个带状的范围,如RS-44上行145.935MHz —— 145.995MHz,在这个频率内的信号都会被进行转发,因此在线性卫星中就没有FM中那样的拥挤相互干扰的情况,大家可以均匀分布在转发器的带宽内自由通联。
如果想尝试进行线性卫星的收听和通联,那么可以尝试RS-44,其他线性卫星人数不多,不热闹。
l RS-44
频率:上行145.965 MHz ± 30 kHz;下行435.640 MHz ±30 kHz
模式:CW 或 SSB ,不要FM !
覆盖范围:直径8000KM,我多次利用RS-44通联到欧洲的爱好者,阿联酋、澳洲都轻而易举,简直降低业余卫星的通联乐趣,太容易了
备注:全天开启,转发器5W功率,信号很强,双端八木+FT-817就可以尝试进行QSO
由于业余卫星绝大部分属于近地轨道卫星,绕行地球的速度很快,因此从地平线出现到落入地平线通常只要十几分钟的时间,我们需要在在十几分钟内进行QSO,因此对于通联速度提出了较高的要求,很多新人不敢上卫星的原因之一就是通联过程中对方语速较快,或者卫星QRM干扰造成无法抄收对方呼号的情况,这就需要我们掌握卫星QSB的规律,把握住信号较好的窗口,熟悉可能出现的呼号,当信号出现之后迅速把握住通联机会,一次性通联成功。
当我们想尝试业余卫星通联时,我们首先需要知道卫星何时过境、从哪过境、高度多少、什么时候能覆盖什么地区,对于入门级别便携卫星通联来说,我手机通常用两款软件——Heavens-Above与论坛里的追星APP。
Heavens-Above软件可以给我提供空间站、业余卫星的过境时间和卫星在天空中过境的轨迹,告诉我何时、哪个方向、有什么卫星过境,方便我指定通联计划。
而追星APP则是我们HAM自己编程的软件,最主要的功能是卫星方位显示与对准,与多普勒计算,在新的版本中还支持了Q900电台的收发频率控制。我通常在卫星开始过境时候使用,配合手机支架把八木天线瞄准到卫星。
电脑端的软件有Orbitron或者HRD,我个人使用Orbitron来配合我的旋转器进行跟踪,但是星历跟踪比较麻烦;HRD星历更新简单,但是对我而言只能控制电台的频率和模式操作,所以进行卫星通联的时候需要两个软件都开。
另一个需要解决的问题就是多普勒偏移,很多人无法理解多普勒偏移的观念,在业余卫星过境时没有调节多普勒频率,死守转发器的中间频点,这样固然可以在卫星到达最高处的时候有概率进行通联,但是也放弃了卫星低仰角时候的DX通联。
那么多普勒偏移到底是什么呢,我们在生活中经常能注意到一些现象:鸣笛的火车或者汽车在朝我们靠近的时候,喇叭的声调会变高;当经过我们旁边离我们远去的时候,喇叭的声调就开始变低。
电磁波也是一样,当卫星朝着我们靠近时候,我们或者卫星发射的电磁波,在彼此观察到的情况下,频率会增加;当卫星离我们远去的时候,观察到的电磁波频率会降低。多普勒效应和双方的相对运动速度与电磁波的频率有关,频率越高,相对速度越快、多普勒效应越严重;频率越低、相对速度越慢,多普勒效应越轻微;当两者相对运动速度是0,那么就没有多普勒效应了。
那么对于业余卫星的多普勒效应大概是多少呢,大概U段在±9KHz左右,V段在±3KHz左右。
以SO-50为例,在卫星朝我们靠近的开始阶段,U段频率+9K,V段频率+3K,所以卫星发射的下行信号,到我们地面的时候,就变成了436.795+0.009=436.804MHz;而如果我们发射频率依然在145.850MHz的话,卫星收到的信号就变成145.853Mhz,多出了3K,所以我们为了补偿掉这个增加的频率,需要把发射频率降低3K,变成145.847Mhz,这样子在卫星上看来我们的频率就正好是转发器的频率了。相反,当卫星通过我们头顶开始远离我们之后,多普勒效应会把频率降低,因此在我们看来,卫星的下行信号频率逐渐降低,而我们需要把发射的频率适当增加作为补偿,才能保证我们发射的信号抵达卫星时正好是转发器的中间范围。
所以在卫星从出现、上升、最高点、下降、消失的五个阶段,我们需要设置手台五个信道,来储存修正后的多普勒频率,BH8PHG整理了业余FM卫星频率对照表,并持续进行修订更正,如下图。
有些手台由于步进最小为5KHz,因此有些3K的频率无法设定,可以直接设置为5K的多普勒 调节幅度,但是有2.5K的手台多普勒调节可以更准确一些,理论上效果会更好。
l 由于V段多普勒影响不严重,因此原则上来说V段的频率可以不用管,但是我在使用手台进行业余卫星通联时注意到,V段在卫星开始过境的阶段设置为-2.5K或者-5K,效果比不设置多普勒调节更高,当卫星开始远离时,V段同样需要进行2.5K或者5K的补偿,效果比不补偿的要好,这点在收听V段下行信号(如ISS的SSTV活动)时,可以明显感觉到。
线性卫星则比较复杂一点点点,因为线性卫星是转发带的关系,所以人没有那么拥挤,但是也给QSO带了挑战,以往FM卫星只需要守着下行频点就好了,RS-44等线性卫星就需要自己去找台了,IC-9700等有频谱的电台在找台方面的确很方便。
现存的线性卫星基本都使用边带翻转的模式,上行LSB模式,下行USB模式,这样更好的方便应对多普勒影响。
通常我RS-44的SSB通讯使用上行LSB,下行USB模式;而CW时上行变成CW模式,下行依然使用USB模式而不是CW模式。因为USB模式的带宽更宽,能听到更广的一个范围,如果下行使用CW模式进行接收,可能会漏掉频偏严重的回复信号(强烈谴责某日本电台使用CW模式进行接收,每次回复他都很艰难,因为感觉他和聋子一样回复了没反应),也可能信号漂移太快过一会就飘出带宽之外了,所以通常CW通联时,线性卫星的下行依然使用USB模式进行接收。