Cet article est une première approche de l’émission et de la réception appliquée au transpondeur du satellite Qatar Oscar 100.
Certainement dans le futur d’autres articles plus complets et plus démonstratifs suivront.
Sans plus tarder, entrons dans le vif du sujet…
QO-100 est un satellite géostationnaire, c’est-à-dire qu’il tourne en phase avec la terre afin de rester fixe dans le ciel (le même cas des satellites TV ou des satellites téléphoniques pour lignes « fixes » qui remplacent les câbles sous-marins intercontinentaux par exemple). Pour respecter cette propriété, un satellite géostationnaire se situe forcément dans le plan de l’équateur. Son taux de rotation — sa vitesse angulaire de rotation — est égal à celui de la Terre, soit environ 15°/heure. Il se trouve à 35 786 km de la terre.
Le satellite Eshail-2 (P4A) a été lancé avec un lanceur SpaceX Falcon 9 du Cape Canaveral en Floride. Il s’agit du premier satellite radioamateur géostationnaire.
Ce satellite a été développé par QARS de A71A (Société Radioamateur du Qatar) et es’hailSat (Compagnie des satellites du Qatar), sous la direction technique allemande d’AMSAT.
Mais c’est d’abord un satellite commercial de télévision et de radio, car il emporte avec lui 35 autres transpondeurs pour les zones du Moyen-Orient et de l’Afrique du Nord.
Le système de gestion principal se fait au sol à Bochum en Allemagne et la station redondante à Doha au Qatar.
Le Quatar a fait un énorme cadeau à la communauté radioamateur avec le satellite OSCAR 100. Nous devons agir en conséquence. Veuillez le signaler aux autres stations du transpondeur.
La couverture des transpondeurs correspond à la couverture visuelle du satellite, soit un tiers du globe délimité à l’ouest par une partie du Brésil et à l’est par l’Indonésie, la Chine et la Russie.
Les antennes à bord de QO-100 pour la partie radioamateur
L’antenne de descente à 10 GHz se fait dans une antenne cornet (17°) à polarisation verticale avec une puissance de crête de 100 W.
L’antenne de montée à 2,4 GHz se fait aussi dans une antenne cornet en polarisation circulaire droite.
Voici, le plan de fréquences avec les différents modes de transmission. Vous remarquerez qu’il existe au début, à la fin et au milieu des balises où il ne faut en aucun cas émettre dessus.
Un dispositif (indicateur de surpuissance) appelé LEILA est mis en place. Les balises et le LEILA sont diffusés par l’AMSAT-DL à Bochum depuis la mise en service officielle il y a un an. Une émission trop puissante pénalise tout le monde ! LEILA analyse la bande passante du transpondeur NB et envoie directement une tonalité de signalisation sur toutes les stations qui utilisent trop de puissance sur la liaison montante.
Band planning sur QO-100 du site AMSAT-DL
- Ne pas envoyer des signaux plus forts que ceux de la balise CW.
- Rester dans le plan de fréquence : aucune transmission ne doit être faite en dessous de la balise CW ni au-dessus la balise PSK
Les Modes utilisés
Sur ce satellite, il n’y pas de mode FM ni de mode numérique D-Star, DMR donc les signaux autorisés ont maximum 2,7 kHz de bande passante.
Pas de full duplex non plus, car vous devez surveiller votre signal de descente et surtout écouter si vous n’êtes pas en surpuissance. Vous ne devez pas transmettre plus fort que les balises qui sont la référence. Les modes que vous devez utiliser sont :
- SSB/CW, FreeDV,
- RTTY, PSK31, FT8, ROS,
- FAX, SSTV,
- Transmission d’images (KG-STV, Easypal).
En règle générale, le transpondeur ne doit être utilisé que pour des tests de courte durée ou contacts. Les seules transmissions de longue durée (plus de 10 minutes) doivent être :
- la chaîne balise TV en liaison montante depuis le Qatar ou Bochum,
- les vidéos des débats en direct de l’AMSAT nationale et internationale et de la télévision amateur Conférences et conférences de grand intérêt.
Un résumé des fréquences montées et descendes, info du site AMSAT-DL
Écoute et transmission
Pour faciliter la compréhension, je vais en schématisant séparer les deux types d’approches. Le support utilisé ici que j'ai choisi est du type SDR avec une configuration numérique qui va traiter les signaux.
Le matériel de réception
Pour la réception de la bande étroite (SSB) une parabole de 60 cm convient, pour recevoir la DATV en bande large, un diamètre de 80 cm minimum est recommandé ; si possible, préférez 100 cm, voire plus (130 cm). Utilisez un câble coaxial de faible perte, vous jouez quand même avec du 10 GHz !
Une tête de lecture type LNB PLL (phase locked Loop) du commerce. Certes elle a des dérives, mais qu’on peut compenser grâce au logiciel de lecture ou en injectant des référentiels plus stables.
Voici le petit schéma simple avec les différents composants.
Une tête LNB PLL posée au foyer de la parabole. Elle va être alimentée par un T-bias qui permet d’envoyer la bonne tension vers la tête. Une petite explication s’impose : suivant les fabricants de la tête LNB le coaxial de liaison transporte le signal reçu, l’alimentation et le choix de la polarisation. Si la tension d’alimentation se situe à environ 12 – 13 V la réception est du type polarisation verticale. Si la tension d’alimentation se situe à approximativement 18 V la réception est du type polarisation horizontale. Pour recevoir la bande étroite, il suffit donc d’envoyer 12 V sur le coaxial. Pour recevoir la bande large, soit on envoie du 18 V, soit on envoie du 12 V et on tourne physiquement le LNB d’un quart de tour.
Pour recevoir du 748,675 MHz, un récepteur SDR et convertisseur SDR type clé RTL-SDR va transformer le signal en échantillons numérique qui seront récupérés par l’ordinateur.
Et enfin pour la lecture, un récepteur informatique qui va nous permettre de restituer le spectre de la réception satellite.
Le logiciel utilisé est SDR console de G4ELI. Il est adapté pour exploiter les signaux d’une clé SDR.
Le matériel d’émission
L’émetteur va utiliser le même logiciel que la réception. On lui indique un shift qu’on va régler dans le logiciel SDR (SDR-Console). Cette manière permet de se faciliter la vie entre l’émission et la réception.
La chaîne est simple aussi vous avez besoin d’un Up-Converter souvent inclus dans l’émetteur, un amplificateur et d’une antenne hélicoïdale. Il existe des petits émetteurs SDR par exemple comme le LimeSDR USB ou l’Adalm Pluto qui peuvent convenir pour débuter.
Petite installation de DL4TMA
Il y a-t-il d’autres solutions ?
Oui, comme cet article n’est qu’une approche de la réception et de l’émission du satellite QO-100, il existe sur le web des tonnes de tests ou de moyens DIY de se fabriquer un système performant.
Si la construction n’est pas possible alors des sites comme Passion-radio.fr, ou kuhne-electronic.com vous offre des solutions clé en main (antenne, filtre, émetteur…).
Je ne prive pas de vous montrer du site de F5UII une très belle attaque de parabole afin de ne plus n'en utiliser qu’une seule.
Hélice LHCP avec LNB centré au foyer de la parabole (émission et réception sur la même parabole)
Élévation et azimut ?
Pour terminer voici l’adresse d’un site où vous pourrez trouver avec vos coordonnées les angles de départ de vos antennes https://www.satlex.be/fr/azel_calc.html
Fréquences d’urgence internationale sur QO-100
Pour coordonner les communications d’urgence potentielles pendant une crise, les fréquences suivantes seront attribuées comme « fréquence d’urgence internationale » sur le transpondeur QO-100 NB, avec effet immédiat. Les voici :
- Downlink: 10 489,860 MHz
- Uplink: 2400,360 MHz
- SSB channel : max. 2,7 kHz bandwidth
QO-100 à l’écoute :
http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/
Ressources :
https://amsat-dl.org/en/qatar-oscar-100-qo-100
https://publications.r-e-f.org/QO-100
https://fr.kingofsat.net/sat-eshail2.php
https://amsat-dl.org/en/tag/eshail-2-en
https://shop.kuhne-electronic.com
Un article sur notre site concernant quelques particularités de réglages de QO-100.
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