PCBニュース - SDRトランシーバはアマチュア無線愛好家の衛星通信を支援する

無線愛好家は最近、世界各地で無停止無線カバーを提供する別の方法を手に入れた。今では、新しい地球静止衛星があれば、1ジャンプで地球の3分の1を確実にカバーすることができる。受信周波数は電離層で反射される無線信号の周波数と異なるため、衛星と連絡を取るためには特殊な機器を使用しなければならない。新しいソフトウェア定義無線（SDR）は、柔軟な再配置能力や目標周波数帯全体を迅速に観測する能力など、無線トランシーバ応用において多くの利点を持っている。衛星カタールの衛星会社EsâhailSatが2018年に打ち上げたEsâhail-2通信衛星は、中央アフリカ上空の地球静止軌道上で36,000キロの高さで動作してきた。Es226 hailSatは、世界的な非営利団体であるアマチュア無線衛星会社（AMSAT）と協力して、カタールアマチュア無線協会（QARS）のための新しい技術開発を開始した。同協会はアマチュア無線愛好家向けの国家非営利団体である。この協力により、Es226 hail-2衛星は2つの専用リピータを装備することができ、それにより可視領域のアマチュア無線ユーザを接続するシングルホップリアルタイム同期通信を実現することができる。地球から見れば、衛星の地球同期軌道上の位置は変わらない。アンテナを動かす必要はありませんが、36000キロの長距離は、自由空間電力損失、アンテナ指向精度、1つの地上送信機から衛星へ、そして別の地上伝送への遅延に新たな挑戦を示しています。機械、約250ミリ秒かかります。アマチュア無線愛好家の以前の通信プロセスは、受信して送信した信号をトランシーバが動作するアマチュア無線周波数帯域に変換するダウンコンバータとアップコンバータをシミュレートすることによって実現されていた。衛星が使用するアップリンクとダウンリンクの周波数は、トランシーバの能力を上回ることがある。Es226 hail−2には2つのリピータがある：1つは狭帯域伝送用、1つは広帯域伝送用である。この項では、狭帯域リピータについて説明します。このリピータでは、利用可能な帯域幅は250 kHzしかないので、複数のチャネルに適応するためには、適切な変調技術を使用する必要があります。最も一般的なアナログ変調タイプは、連続波（CW）または片側帯（SSB）である。アップリンクは2.4 GHz、右側は円偏光、ダウンリンクは10.45 GHz、水平または垂直偏光である。アマチュア無線愛好家は免許を持つ無線事業者として、2.4 GHz帯（2300 MHz〜2310 MHz、2390 MHz〜2450 MHz）で十分な電力と高利得アンテナを用いて衛星通信を行う権利がある。

革新的なSDRアプローチ

SDRの様々なバリエーションの導入による変化はアマチュア無線分野にも影響を与えている。SDRの利点の1つは、時間とともにパフォーマンスが低下しないことです。別の利点は、ミキサやフィルタなどの高価なアナログ無線コンポーネントを使用する必要があった性能が、アナログデジタル変換器（ADC）やDSPなどの他のコンポーネントを置き換えることによって、同じ性能を得ることができることである。画像抑制ミキサ、発振器、ADCなどの複数のモジュールを同じシリコンデバイスに統合し、新しい受信機アーキテクチャを実行可能にします。例えば、AD 9363／AD 9364（図1）RF敏捷トランシーバは、同時受信と送信を実現するために、すべてのRFフロントエンド、ハイブリッド信号、およびデジタルモジュールを1つの装置に結合する。データストリームを管理するFPGAとペアリングする場合、完全な基地局を構築するために必要な唯一の要素は、アンテナ、電力増幅器、およびコンピュータ上で動作するソフトウェアアルゴリズムである。SDR衛星無線は、アマチュア無線愛好家が独自のハードウェアを構築し、既存のデバイスを繰り返し使用して自分のニーズを満たすことを好むことで知られている。受信アンテナとダウンコンバータのための最も手頃な代替品は、通常の衛星アンテナと商用衛星テレビのPCB低雑音モジュール（LNB）である。LNBには、SDRの受信可能周波数範囲に属する10.45 GHzの信号を1 GHz以下にダウンコンバートするための導波管とダウンコンバータが含まれる。CW（数十Hz）またはSSB（3 kHz未満）のような狭帯域変調タイプは、ブロードキャストテレビ（数MHz）などで使用される広帯域変調タイプではそれほど重要ではない、連続的な再同調を回避するために高度に安定した局部発振器を必要とする。アップリンク周波数はWLAN 2.4 GHz周波数範囲内であるため、許可を得たオペレータは、電力増幅器や高利得アンテナなどの既存のWLANデバイスを再利用することができる。ADALM-PLUTOの出力電力は約5 dBmであり、出力電力が数ワットの電力増幅器を駆動するには不十分である。CN−0417参照設計は、LTM 8045 SEPICマイクロモジュール変換器から電力を供給するADL 5606 20 dB電力増幅器に基づいており、この制限を克服するために十分な電力利得を生成することができる。【図3】通信局のスケジューリング方法を示す図である。通信局は、緊急通信をサポートするために、迅速にオンサイトに配備することもできます。