业余卫星通信入门基础知识 [复制链接] [手机版]

原创 BH4IWK CQ业余无线电

业余无线电是一个多姿多彩的业余爱好，每个人对业余无线电有不同的认识。假如您还不是一个业余无线电爱好者，那么请您了解一下，我保证你会喜欢上它的。在过去的几十年里，利用业余卫星通联一直是业余无线电活动中一个非常吸引人的地方。在今天看来，能够利用业余卫星通信的也只是很少的一部分业余无线电爱好者。

在开始进行业余卫星通信之前，你必须了解一些基础知识，没有知识的辅助，很难成功。我们借助一个非常容易操作的业余卫星 AO-91 来讲解说明一些基础知识。

对于我们大多数人来说，都会觉得使用我们手中的对讲机接收卫星信号，甚至是使用它进行业余卫星通信是非常神秘和不可思议的。这种想法，让很多人望而生畏，不敢去尝试。其实，大可不必如此，业余卫星只是业余无线电里的一项活动，其操作并不复杂。只要我们掌握一些基础知识，一点儿小技巧就完全可以轻松应付。

多年前，只有一两个业余无线电卫星在轨道上运行，业余无线电爱好者们必须付出很大的努力才能收到它们的信号。那时候没有电脑，没有手机 APP，没有便利的互联网，进行业余卫星通信非常困难。现在，我们运用高科技手段，很多事情变得非常简单，目前活跃的 FM 业余卫星就有好几颗，线性转发器业余卫星更多，操作业余卫星简直就和使用一个普通的中继差不多。具体操作方法，详见昨天的业余卫星通联通俗简易教程。

更令人兴奋的是，目前还有其它几颗业余卫星正在制作或等待发射，比如我国的 CAS-5A，CAS-7A ，以及 CAS-8 系列。可以说，进行业余卫星通联是非常容易的。

首先，你必须知道卫星何时会出现在你的“视野”范围内。跟踪卫星的方法有很多，有电脑软件，手机 APP ，还有在线的网页，当然你还可以自己去计算。使用手机 APP 要注意更新星历，和设定自己的位置，现在的手机多数都有定位功能，这让卫星的追踪变得越来越便利。进行卫星跟踪，你还应该熟悉开普勒根数，这些数据来自于对每颗卫星轨道运动的观测。

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17 世纪，开普勒发现了关于行星运动的一些规律。今天，NORAD 跟踪所有的地球轨道卫星，他们定期向 NASA 发布非机密卫星的轨道数据，以供公众使用。给出的数据用数字的形式描述了卫星绕地球运动的方式。软件利用这些数据，绘制出卫星预测路径。也就是说，只要您在软件中输入了自己的位置，计算机就解决了复杂的计算问题，它会对你选定的卫星进行显示并追踪。我们必须获得可靠的开普勒根数，才能准确的进行跟踪，业余卫星的开普勒根数可以从 AMSAT 获得。AMSAT 网站还提供了一个嵌入式在线跟踪功能，只要你输入自己的位置坐标，它就会给出实时的业余卫星的过境信息。

信标。在进行业余卫星通信之前，我们应该学会的一个基本技能，是接收业余卫星的信标。大多数业余卫星都有一个或者多个信标。我最开始尝试业余卫星就是接收 SO-50 和希望一号的 CW 信标，使用 FM 手台会听到噗噗噗噗的声音。业余卫星的信标可以帮助你练习跟踪卫星位置，练习调整频率。它还会告诉你卫星的工作状态和应答器的开启情况。卫星的信标多种多样，有 CW ，有数据，还有语音。

信标频率通常设置在卫星下行链路附近，也有的业余卫星使用下行链路频率作为信标频率。此外，线性转发器业余卫星信标以固定的输出功率进行发射，它们是校准天线，调试设备的一个非常好的参考标准。大多数业余卫星的信标信号，主要是关于卫星的状态数据。AO-91 信标频率和下行链路频率一致，在转发器无人使用时，每隔几分钟会有一段信标录音播放。

转发器。现在你已经知道了业余卫星会在何时路过你的头顶，你也熟悉了业余卫星的信标。接下来让我们了解业余卫星的转发器。转发器就是接收上行链路信号，然后通过下行链路进行发送。转发器和普通的地面中继差不多，不同的是我们常用的普通的中继都在同波段，业余卫星多数是跨波段的。简而言之，大多数业余卫星就是一个在轨道上运行的跨段中继。FM 转发器一般使用 FM 进行通信，线性转发器一般使用 SSB 和 CW 模式进行通信。

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和地面中继最大的不同之处，业余卫星是一个移动的目标，这具体变现为频率出现多普勒频移，就像火车汽笛的声音变化一样。当它接近的时候，下行频率会比实际公布的频率要高且缓慢下降。这种现象在较高频率比在较低频率更明显，偏移量更大且偏移频率更多。我们的例子是 AO-91，它搭载了一个 FM 转发器，也就是说我们使用普通的对讲机或者车载电台就可以操作。

为了便于记忆业余卫星的工作模式使用了特别的标记形式。在过去，使用一个或多个字母表示卫星的转发器模式。比如，上行链路为 2 米，下行链路为 70 厘米的业余卫星，标记为模式 J 。上行链路为 70 厘米，下行链路为 2 米的业余卫星称为模式 B，等等。因为现在轨道上有多种不同的上下行链路组合的卫星，这种的标记形式变得越来越不方便。现在使用的表示方式为所用频带的第一个字母，因此，旧的模式 B 现在称为模式 U/V 。

在使用卫星之前，要先了解业余卫星工作的时间表。以 AO-92 为例，你必须知道它当前工作在什么模式,，有的时候是 U/V，有的时候是 L/V 模式。以 PO-101 为例，它是按照计划表开机的。这些模式和时间表都可以通过网络查询到。另外还有 ISS 的 SSTV 活动，天地通联活动。你要关注网络通知，查看时间表，就会知道它在什么时间开展什么操作。

有件事情绝对超出你的想象，进行卫星通联你不需要大功率的设备和巨大的天线，甚至不需要八木天线。实际上很多业余无线电爱好者和我一样仅使用一个双段手台和一个原机橡胶天线就成功进行了业余卫星通联。然而，因为业余卫星下行链路的输出功率很小，通常低于 1 瓦，所以你最好使用八木天线等定向天线，才能更好地接收业余卫星的信号。自己制作一个双段八木天线是非常容易的，网上购买一个双段八木天线更方便，制作也更加精良。

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全双工操作，这是一个很重要的问题。进行业余卫星操作你最好可以同时接收和发射信号，这会让你工作的更好。这是非常有用的，当然也不是必须。当你的固定电台或者手持电台工作于全双工模式，你会收到被卫星转发回来的自己的声音。

只有极少数电台具有全双工操作能力，目前具有双工功能的电台有几款欧讯的设备，还有 Icom 和八重洲专门为业余卫星设计的基地电台。然而，即使你没有全双工的电台，还有一种更加方便的方案。那就是使用两个电台，一个工作于上行链路，一个工作于下行链路。你还可以使用一个电台和一个包含 UHF/VHF 段的接收机进行工作。当然，目前国内多数操作者都是使用单机操作，这在发射的时候不无法进行接收，发射完毕后，在下行链路等待别人回答。

设置你的电台，现在你已经知道 AO-91 会在什么时候覆盖你那里。你要做的是准备好你的设备，现在，你距离你的第一次卫星通联非常近了。但是，首先，你需要先设置好你电台的多普勒频移。如果你的电台带有信道存储功能，把它们存入信道是个好办法。这样你就可以从容地应对卫星接近，过顶，远离。举个例子，AO-91 的下行链路频率是 145.960MHz ，你应该设置接收频率为 145.965MHz ，145.960MHz ，145.955MHz 三个频道进行接收。上行链路为 435.250MHz ，在卫星刚刚升起的时候，你要存储 435.240MHz ，然后是 435.245MHz ，435.250MHz ，435.255MHz ，435.260MHz 。你会发现 UHF 多存了两个频道，这是由于多普勒频移对不同的频率有不同的影响造成的。

另外，多数 FM 卫星的上行链路需要亚音才能接入，在你使用前，请明确一下需要的亚音频率。我们这里介绍的 AO-91 上行链路亚音频率为 67.0Hz 。

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关于使用功率，功率是一个相对的问题，这取决于你所用天线的增益，以及卫星离你的实际距离，还有使用业余卫星的人的数量。一般情况下，使用 5W 的功率和手持 U 段 5 单元，V 段 3 单元的八木天线是完全没有问题的。说是一般情况下，特殊情况呢？AO-91 这颗业余卫星就相当于一个在 500 多公里高度的中继，当然远地点可达 800 多公里。因为覆盖范围很大，你可以想象它的繁忙程度和可能受到的干扰。AO-91 经常受到来自工地对讲机信号的干扰，你的信号强度如果比不过工地，那肯定是没得玩了。

现在你已经掌握了非常多的知识。万事俱备只欠东风，准备好了一切，是时候进行实际操作了。现在，你要注意你关注的业余卫星何时会经过你那里。我们打开星历软件，输入自己的位置信息，然后选择跟踪AO-91。多数软件里，你会看到类似日历一样的一串数据，它给出了卫星的过境时间和最大角度。AOS 表示卫星从地平面升起，也就是我们可以开始收发信号的时间。LOS 表示卫星落到地平线以下，也就是信号消失不见。中间的这个时间段，就是我们可以操作业余卫星的时间。

收听，先收听。如果你使用的是八木等定向天线，请对准卫星。请一定要调整好频率，如何补偿多普勒效应，我们前面已经提到过了，想必大家已经存好了频道。请你一定要把下行链路的静噪功能关闭，这样才可以接收到弱信号，在卫星 AOS 的时候，你应该会听到通联的声音。

然后，小心仔细地跟踪卫星的水平和仰角，这不是很难，你应该能搞定的，或者多练习几次。如果你没有八木天线，那你要筛选一下，找仰角比较高的过境，使用手台原机天线收听，没有任何难度的。

请仔细收听，一旦噪音降下来，那么语音就要来了。一旦成功，那么恭喜你收到了来自业余卫星的信号。使用八木天线需要你练习跟踪，然后你才能对卫星的轨道，速度有一个大概的了解。你一定要记住，卫星在快速地移动，迅速地离你而去，这会导致多普勒效应，一定要记得适时调整频率。如果你听不清语音了，这是告诉你要补偿多普勒了，请调整频率。卫星的自旋还会导致天线的极化方式变化，这会造成很大的信号损失。有的时候旋转一下天线，会有非常大的改善。

你会听到很多业余无线电爱好者呼叫或者通联，卫星上的通联多数都是呼号，信号报告，然后 73 再见，非常类似于短波上的比赛。这样的快速通联方式，让更多人有了通联的机会。在业余卫星上，长聊是不受欢迎的。

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请开始你的表演。如果你准备好了，请耐心等待。如果使用全双工模式，请注意保证自己接收电台和发射电台的隔离程度，不要让喇叭影响到话筒。你可以一只手里拿一个手台，或者发射电台使用手咪，亦或者接收电台使用耳机。然后在一个通联结束的时候，快速地说出自己的呼号。不出意外的话，他会回答你的。FM 业余卫星比较繁忙，一般很少会用到 CQ。也就是说卫星整个过境几乎都有电台在通联，一般情况下是不会空闲到让你发出 CQ 的。在无人通联的时候，如果你能在下行链路听到自己的声音，同样证明你成功了。无论你什么时候，在哪里，使用什么方式，进行第一次卫星通联或者听到自己的声音从卫星上发射回来，你一定会既兴奋又激动。

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