Notizie PCB - Il ricetrasmettitore SDR aiuta gli appassionati di radio amatoriali a realizzare la comunicazione satellitare

I radioamatori hanno recentemente acquisito un altro metodo per fornire una copertura radio ininterrotta in tutto il mondo. Ora, con i nuovi satelliti geostazionari, un terzo della terra può essere coperto in modo affidabile con un solo salto. Poiché la frequenza di ricezione è diversa dalla frequenza del segnale radio riflesso dalla ionosfera, per entrare in contatto con il satellite, è necessario utilizzare attrezzature speciali. Il nuovo software-defined radio (SDR) presenta molteplici vantaggi per le applicazioni del ricetrasmettitore radio, come capacità flessibili di riconfigurazione e la capacità di osservare rapidamente l'intera banda di frequenza di destinazione.satelliteTil satellite di comunicazione Es€€€€€€¶ hailSat lanciato dalla Qatar Satellite Company Es€¶ hailSat nel 2018 è stato in un'orbita geostazionaria sopra l'Africa Centrale con un'altitudine di lavoro di 36.000 chilometri. Esâ hailSat ha collaborato con l'organizzazione globale no-profit Amateur Radio Satellite Company (AMSAT) per lanciare uno sviluppo tecnologico per la Qatar Amateur Radio Association (QARS), un'organizzazione nazionale no-profit per gli appassionati di radio amatoriali. Grazie a questa collaborazione, il satellite Es€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€2può essere dotato di due transponder dedicati, realizzando così una comunicazione sincrona in tempo reale single-hop che collega gli utenti di radio amatoriali nell'area visibile. Dal punto di vista della terra, la posizione di un satellite in un'orbita geosincrona è invariata. Anche se l'antenna non deve essere spostata per collegarli, la lunga distanza di 36.000 chilometri presenta nuove sfide in termini di perdita di potenza nello spazio libero, precisione di puntamento dell'antenna e ritardo - da un trasmettitore a terra al satellite, e poi di nuovo a un'altra trasmissione a terra. Macchina, ci vogliono circa 250 millisecondi. Il precedente processo di comunicazione degli appassionati di radio amatoriali è stato realizzato attraverso convertitori analogici down e up-converter, che convertono i segnali ricevuti e trasmessi alla banda di radiofrequenza amatoriale in cui funziona il ricetrasmettitore. Le frequenze di uplink e downlink utilizzate dai satelliti talvolta superano le capacità del ricetrasmettitore. Es‶ hail-2 ha due transponder: uno per la trasmissione a banda stretta e uno per la trasmissione a banda larga. In questa sezione, discuteremo dei transponder a banda stretta. Poiché su questo transponder la larghezza di banda disponibile è di soli 250kHz, per poter ospitare più canali, è necessario utilizzare tecniche di modulazione appropriate. I tipi di modulazione analogica più comunemente utilizzati sono onda continua (CW) o banda laterale singola (SSB). L'uplink è a 2,4 GHz con polarizzazione circolare a destra, e il downlink è a 10,45 GHz con polarizzazione orizzontale o verticale. I radioamatori, in qualità di operatori radio autorizzati, hanno il diritto di utilizzare antenne di potenza sufficiente e ad alto guadagno per le comunicazioni via satellite nella banda di frequenza 2,4 GHz (2300 MHz-2310 MHz e 2390 MHz-2450 MHz).

Metodo innovativo della RSI

I cambiamenti apportati dall'introduzione di varie varianti di DSP hanno interessato anche il campo della radio amatoriale. Uno dei vantaggi di SDR è che le sue prestazioni non diminuiranno nel tempo. Un altro vantaggio è che le prestazioni che altrimenti richiederebbero l'uso di costosi componenti radio analogici (come mixer o filtri) possono essere ottenute sostituendo altri componenti (come convertitore analogico-digitale (ADC) e DSP) e altri modi più convenienti per ottenere le stesse prestazioni. L'integrazione di più moduli (come mixer di rifiuto dell'immagine, oscillatori e ADC) nello stesso dispositivo in silicio rende possibile la nuova architettura del ricevitore. Ad esempio, il ricetrasmettitore RF agile AD9363/AD9364 (Figura 1) combina tutti i front-end RF, il segnale misto e i moduli digitali in un unico dispositivo per la ricezione e la trasmissione simultanee. Quando accoppiato con un FPGA che gestisce il flusso di dati, gli unici elementi necessari per costruire una stazione base completa sono l'antenna, l'amplificatore di potenza e gli algoritmi software in esecuzione sul computer. Come tutti sappiamo, gli appassionati di radio amatoriali amano costruire il proprio hardware e riutilizzare le apparecchiature esistenti per soddisfare le proprie esigenze. Per la ricezione di antenne e downconverter, le alternative più convenienti sono le normali antenne satellitari e i moduli PCB a basso rumore (LNB) per la TV satellitare commerciale. Il LNB include una guida d'onda e un down-converter per convertire il segnale 10,45 GHz in meno di 1GHz, che appartiene alla gamma di frequenze ricevibili di SDR. I tipi di modulazione a banda stretta come CW (decine di Hz) o SSB (meno di 3 kHz) richiedono oscillatori locali altamente stabili per evitare il ritorno continuo, cosa che non è così importante nei tipi di modulazione a banda larga utilizzati nella televisione broadcast (diversi MHz), ecc. Poiché la frequenza di uplink si trova all'interno della gamma di frequenze WLAN 2,4 GHz, gli operatori autorizzati possono riutilizzare le apparecchiature WLAN esistenti, come amplificatori di potenza e antenne ad alto guadagno. La potenza di uscita di ADALM-PLUTO è di circa 5dBm, che non è sufficiente per guidare un amplificatore di potenza con una potenza di uscita di diversi watt. Il design di riferimento CN-0417 basato sull'amplificatore di potenza ADL5606 20dB e alimentato dal convertitore mini-modulo SEPIC LTM8045 può generare abbastanza guadagno di potenza per superare questa limitazione. La figura 3 mostra come organizzare la stazione di comunicazione. Le stazioni di comunicazione possono anche essere rapidamente installate in loco per supportare le comunicazioni di emergenza.