Avete una radio portatile dual band per le bande dei 2 metri e dei 70 centimetri radioamatoriali (come la nota Baofeng UV-5R) e vi state chiedendo se potete usarla per approcciare il mondo dei satelliti radioamatoriali? Se la risposta è affermativa, potete iniziare a ricevere alcuni segnali tramessi dai principali satelliti radioamatoriali, disponendo di alcune semplici attrezzature economiche e compatte, partendo proprio dal classico portatile utilizzabile in VHF e UHF per i ponti ripetitori.
Tra i satelliti più affascinanti e accessibili per le esperienze radioamatoriali (ad esempio) c’è la ISS – Stazione Spaziale Internazionale, che ospita a bordo una vera e propria stazione radio, dotata di trasponder e di un ricetrasmettitore funzionante anche sulle bande radioamatoriali. Scoprite tramite questo articolo come iniziare ad addentrarvi in questo mondo, imparando a gestire i vari segnali satellitari, e sfruttando al meglio le attrezzature radio.
Introduzione
L’idea di creare questa guida per iniziare ad addentrarsi nel mondo dei satelliti partendo in maniera semplice, nasce dalla richiesta di molteplici radioamatori, desiderosi di ricevere i primi segnali provenienti da questi fantastici oggetti in orbita.
Dopo aver condotto come gruppo IV3 RadioLab molteplici serate tecniche riguardanti il mondo satellitare (visualizzabili cliccando questo link), abbiamo deciso di approfondire l’argomento illustrandovi una configurazione minima per iniziare a condurre questo genere di emozionanti attività.
Qui di seguito (qualora desideraste documentarvi maggiormente sui satelliti radioamatoriali), vi alleghiamo un video di una nostra serata tecnica a riguardo.
Nella nostra area web dedicata ai satelliti, disponibile cliccando questo link, troverete tutti gli articoli e i contenuti (in continuo aggiornamento), riguardo le sperimentazioni da noi condotte tramite i satelliti radioamatoriali presenti in orbita.
L’effetto Doppler: perché cambia la frequenza
I satelliti in orbita bassa (definiti LEO “Low Earth Orbit”, come la ISS, che orbita a circa 400 km di altitudine), si muovono molto velocemente rispetto alla superficie terrestre. Questo crea uno spostamento di frequenza dei segnali radio, denominato “Effetto Doppler”.
L’effetto Doppler, spiegato in parole semplici:
“A causa dell’avvicinamento o dell’allontanamento di un oggetto (in questo caso del satellite) la frequenza radio varia di svariati kHz (in più o in meno), facendo perdere l’acquisizione del segnale alla stazione di terra”.
Un semplice esempio:
La ISS trasmette alla frequenza di 145,800 MHz in FM, all’inizio del passaggio (AOS “Acquisition of Signal“) verrà ricevuta a 145,805 MHz, mentre verso la fine dell’acquisizione (LOS “Loss of Signal“) sarà sintonizzabile a 145,795 MHz.
Suggerimento pratico:
Nelle stazioni professionali (come rimarcato nelle nostre serate tecniche) la compensazione dell’effetto Doppler viene regolata tramite il VFO (la manopola di sintonizzazione); tuttavia con un portatile canalizzato è possibile giocare d’astuzia, andando a programmare dal CPS (“codeplug software”) varie frequenze nella memoria (con canali differenziati di 5 kHz – sebbene il doppler in VHF sia di ± 3 kHz e in UHF di ± 10 kHz); in questo modo sarà necessario cambiare manualmente i canali durante il passaggio ogni volta che si perde il segnale.
Tuttavia, esistono molti modelli di radio portatili (che grazie a dei firmware sempre più aggiornati), sono in grado di poter tracciare l’effetto doppler senza dover operare sulla canalizzazione della radio.
Scelta della radio per l’ascolto dei satelliti radioamatoriali
Per iniziare ad ascoltare ed eventualmente trasmettere sui satelliti radioamatoriali, è importante scegliere l’apparato portatile controllando alcune caratteristiche.
Di seguito abbiamo illustrato per voi alcuni prodotti validi, traendo anche delle considerazioni:
NOTA BENE: L’utilizzo e la detenzione di una radio ricetrasmittente VHF (banda dei 144 MHz) e UHF (banda dei 430 MHz) in Italia, richiede obbligatoriamente per Legge, una Patente e un’Autorizzazione Generale (con nominativo di stazione), rilasciata dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy!
Per coloro che non sono ancora radioamatori con A.G. in corso di validità, fino al conseguimento della documentazione la scelta della radio dovrà ricadere su un ricevitore.
Scegliamo quindi l’apparato più adatto al vostro utilizzo:
1. Radio ricetrasmittente (richiede licenza da radioamatore)
Vanno bene tutti i transceiver radioamatoriali portatili (tassativamente in FM) che supportino le bande VHF e UHF e possano essere programmati tramite il computer.
- Modelli di radio canalizzate utili per iniziare:
Baofeng UV-5R (e modelli correlati), Quansheng UV-K5 (e modelli similari), qualsiasi apparato ICOM o Yaesu portatile, ecc… - Modelli di radio che compensano l’effetto Doppler da firmware:
Apparato radio con firmware che preveda l’ascolto e l’inseguimento satellitare (qualsiasi radio che preveda l’utilizzo del firmware OpenGD77, qualsiasi radio Anytone con firmware uguale o maggiore alla versione 3.40).
2. Ricevitori solo per ascolto (uso libero, senza obbligo di licenza ministeriale)
Se il vostro interesse è solo nella ricezione dei segnali satellitari, esistono alternative legali e di facile utilizzo:
- Ricevitori VHF – UHF palmari per iniziare a ricevere:
Uniden 125 (e altri modelli), versioni della famiglia AOR, qualsiasi ricevitore ICOM o Yaesu, ecc… - RTL-SDR e altri dispositivi:
In alternativa ai ricevitori palmari tuttavia esistono i ricevitori SDR “Software Defined Radio” che connessi al vostro telefono o computer lo trasformano in un ricevitore radio (potendo visualizzare i segnali a schermo). Un ricevitore SDR (di piccole dimensioni – come un RTL-SDR), potrebbe essere attaccato all’antenna esterna ed utilizzato tramite lo smartphone.
Uno sguardo alla radio Anytone AT-878UV e al suo firmware versione 3.06
In questo articolo, che trovate nel sito di Paolo IV3BVK (Paolettopn), trovate descritte le modalità di configurazione e di utilizzo della radio portatile Anytone AT-878UV per l’ascolto e anche per la previsione e l’inseguimento satellitare. In questo modo sarà il firmware della radio stessa ad occuparsi di impostare e compensare le frequenze di ricezione e trasmissione (ed eventuale subtono audio in trasmissione), riuscendo a gestire automaticamente l’Effetto Doppler.
Scegliere un’antenna
In ogni sistema radio (compresi quelli per la ricezione dei satelliti) l’antenna ricopre un ruolo fondamentale per riuscire a captare i segnali nella maniera più corretta possibile, riuscendo ad acquisire il passaggio e sentire quindi le radiocomunicazioni. In base all’antenna utilizzata ed alla sua polarizzazione, il segnale verrà ricevuto in maniera migliore o peggiore.
Andiamo quindi a osservare e ad effettuare delle considerazioni sulle tipologie d’antenna da abbinare alle nostre radio portatili:
Antenne Verticali: semplici ma limitate
Le antenne verticali (pure le versioni di serie già fornite) risultano comode e discrete, ma hanno poco guadagno e soprattutto non sono direzionali. Con un’antenna verticale potrete ricevere bene segnali intensi come quelli della ISS quando è alta sull’orizzonte (sopra i 30° di elevazione), ma trasmettere risulterà molto più difficile. Le antenne verticali sono ottime per ricevere i satelliti in maniera semplice e comoda (segnali intensi modulati come voce in FM e SSTV).
NOTA BENE: L’antenna verticale è ottima purché risuoni correttamente nella banda dei 2 metri e dei 70 centimetri radioamatoriali. Alcune volte per la variazione della polarizzazione (argomento spiegato nella nostra serata tecnica), si potrebbe verificare la perdita momentanea del segnale di Downlink a causa della Rotazione di Faraday.
Antenne Yagi Portatili: lo strumento ideale l’inseguimento dei satelliti
Le antenne Yagi sono di tipo direttivo ed offrono quindi un guadagno elevato, permettendo di puntare fisicamente verso il satellite per migliorare la ricezione e la trasmissione.
Sono antenne leggere, portatili e molto efficaci per comunicare con la ISS o con altri satelliti. Questa tipologia di antenna, risulta quindi la migliore alternativa per poter ricevere il satellite e trasmettere verso di esso, impiegando nel miglior modo la potenza RF della vostra radio portatile.
Costruire o reperire un’antenna Yagi
Senza dubbio un’antenna Yagi per le bande dei 2m e dei 70cm è un’ottima scelta, in quanto le antenne Yagi hanno un grande guadagno e consentono di ricevere la maggior parte del segnale irradiato dal satellite. Per il nostro scopo è quindi consigliato reperire (oppure auto costruire) un’antenna Yagi dual band che consenta la ricezione del Downlink (frequenza di ricezione) e dell’Uplink (frequenza di trasmissione).
L’antenna dovrà quindi risuonare con un SWR ideale nei seguenti intervalli di frequenza:
Porzione della banda dei 2 metri radioamatoriali ad uso satellitare:
Da 145,800 MHz a 146,000 MHz
Porzione della banda dei 70 centimetri radioamatoriali ad uso satellitare:
Da 435,000 MHz a 437,000 MHz
In base alle vostre esigenze, on-line troverete molteplici alternative da acquistare oppure auto costruire. Per l’utilizzo portatile vi consigliamo di reperire un’antenna leggera ma solida, possibilmente con un numero contenuto di elementi (per esempio 3 elementi per i 145 MHz e 7 elementi per i 435 MHz). Ricordate di procurarvi un segmento di cavo coassiale (adatto alla frequenza utilizzata e a bassa perdita), utilizzando dei connettori o degli adattatori RF adatti.
Nella seguente immagine, potrete vedere una disposizione degli elementi di un’antenna Yagi per uso satellitare in portatile.
Per la costruzione di questo genere di antenna Yagi per utilizzo portatile, vi consigliamo (qualora voleste cimentarvi ad auto costruirne una) di consultare cliccando questo link, la pagina web di KB6NU, contenente tutti i dettagli necessari.
Reperire le frequenze e lo stato del Satellite
Per reperire le frequenze dei satelliti radioamatoriali, è possibile consultare molte risorse on-line specializzate come ad esempio l’AMSAT (www.amsat.org) oppure visitare siti di tracciamento satellitare come N2YO.com. Le frequenze operative di ciascun satellite (Uplink e Downlink) sono solitamente elencate nelle schede tecniche pubblicate su questi portali. Ad esempio, per conoscere le frequenze della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è sufficiente visitare la pagina di N2YO indicata nella seguente immagine.
N2YO vi servirà per reperire i dati come l’Uplink, il Downlink, i modi di emissione ed eventuali toni da inserire nella radio tramite la programmazione, al fine di transitare sui transponder.
Clicca sulla seguente immagine per essere reindirizzato alla pagina di N2YO e conoscere i dati della ISS!
Nella pagina web dello stesso sito, cliccando questo link, potrete invece visualizzare i vari satelliti radioamatoriali disponibili e i dati sempre aggiornati.
Per rimanere sempre aggiornati sullo stato di funzionamento del satellite che intendete seguire e ricevere, torna molto utile il portale “AMSAT Status” dell’AMSAT (indicato nell’immagine seguente), raggiungibile cliccando questo link, che vi consentirà di controllare lo stato di funzionamento dei trasponder e visualizzare i vari report inseriti dai radioamatori.
Il passaggio e il puntamento del satellite
Per tracciare con l’antenna un satellite (in una situazione di attività portatile), utilizzando un setup come quello illustrato in precedenza, è fondamentale una buona preparazione delle attrezzature, per riuscire a condurre correttamente e senza intoppi la ricezione.
Per prima cosa, occorre identificare e tracciare il satellite di interesse tramite un’applicazione (in questo caso da tablet o smartphone essendo in portatile). Un applicazione da noi consigliata è Look4Sat (illustrata nella seguente immagine e adatta per i dispositivi Android) oppure GoSatWatch (per i sistemi basati su Apple iOS), al fine di localizzare la posizione del satellite e prepararsi al tracking.
NOTA: L’applicazione Look4Sat sarà senz’altro oggetto di nostri articoli futuri!
Successivamente, sarà necessario impostare la frequenza sulla radio secondo le specifiche del satellite, posizionando poi l’antenna verso la direzione di arrivo del satellite.
Questo tipo di configurazione consente un inseguimento manuale semplice ma efficace (nonostante alcune imprecisioni di puntamento).
NOTE SUL PUNTAMENTO:
In un sistema portatile ed in assenza di rotori, il puntamento dell’antenna Yagi avviene manualmente e può essere effettuato in due modalità:
Modalità 1 – Utilizzo con antenna in mano:
Con questa prima modalità, occorrerà afferrare l’antenna con una delle due mani (nella modalità illustrata nell’immagine seguente), tenendo la radio portatile con l’altra mano. Una volta puntata l’antenna, dovrete seguire il satellite, muovendo il vostro braccio e curando il puntamento tramite il giroscopio mostrato nell’applicazione dello smartphone.
Modalità 2 – Utilizzo con antenna su un tripode:
Con questa seconda modalità, occorrerà fissare la Yagi su un tripode (in una maniera simile all’immagine e al video seguente di K7SW), tenendo la radio portatile con l’altra mano. Una volta puntata, orientando il tripode potrete seguire il satellite con una maggior precisione, sempre utilizzando l’applicazione.
Una volta scelto il sistema che preferite (anche se consigliamo caldamente l’aggiunta di un tripode all’utilizzo portatile), vi ritroverete a dover “fare i conti” con il problema delle mani occupate, in quanto, con una mano punterete l’antenna e con l’altra dovrete gestire la radio, lasciando cosi il telefono incontrollato, (rendendovi così difficile il monitoraggio della posizione).
Vi consigliamo quindi di allungare (se necessario) il boom della Yagi, per ospitare tramite un supporto non conduttivo lo smartphone (come indicato nella seguente immagine) che, in questo modo, sarà in asse con l’antenna e vi consentirà una movimentazione precisa. In questa maniera potrete tenere comodamente la radio in mano, gestendo il sistema in totale tranquillità.
NOTA BENE: In entrambi i sistemi (sia con tripode, che manualmente) potrebbe essere necessario (per non perdere il segnale durante la ricezione del Downlink), ruotare gli elementi dell’antenna in senso antiorario oppure orario, tramite la rotazione del vostro polso. Configurate il tripode di conseguenza.
Testato il sistema per la movimentazione e configurata la radio, sarete pronti a sperimentare con i satelliti radioamatoriali! Vi consigliamo di organizzare alcuni minuti prima il setup, collocandovi in un ambiente aperto (con l’orizzonte libero e privo di ostacoli – idealmente operando in un’area sufficientemente vuota e spaziosa).
Sarete quindi pronti per un’entusiasmante avventura radio!
Conclusioni
Ci auguriamo che questa guida possa avervi fornito le giuste basi e una grande dose di entusiasmo per iniziare a operare in portatile con i satelliti radioamatoriali!
Le nozioni fornite in questo articolo servono a capire i primi rudimenti su come predisporre un sistema dalla A alla Z per la ricezione in portatile dei satelliti radioamatoriali (con antenne anche abbastanza grandi).
Per qualsiasi chiarimento o curiosità, sentitevi liberi di contattarci tramite la sezione “commenti” che trovate al termine di questo articolo. Saremo felici di rispondervi!
Sentitevi liberi di sperimentare con naturalezza, utilizzando anche il solo apparato portatile con la sua antenna verticale in dotazione.
Molto spesso i segnali satellitari vi sorprenderanno!
Grazie per la lettura
Il Team di IV3 RadioLab
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