Conférence «ISERAMAT F6KJJ » 04-05-2019 · Conférence «ISERAMAT –F6KJJ » 04-05-2019 F5DJL (K1JLT) - Radio Club MJC d’Annemasse –F8KCF Communications par Satellite Géostationnaire

Conférence «ISERAMAT –F6KJJ » 04-05-2019F5DJL (K1JLT) - Radio Club MJC d’Annemasse – F8KCF

Communications par Satellite Géostationnaire Amateur QO100

20190504-v2.2 F5DJL/F6BGC - Satellite QO100 - Es’hail2 Page 1

Programme

F5DJL/F6BGC - Satellite QO100 - Es’hail2 Page 2

• Le satellite QO100- Es’hail 2

• Les récepteurs Web SDR

• Réception 10 GHz :Tête satellite LNB-PLL

Les logiciels SDR

Solutions matérielles ou logicielles La télévision DATV

• Emission 2.4 GHz :Convertisseur

Les amplis 2.4GHz

Les antennes 2.4GHz et bi bande

• Oscillateurs locaux OCXO, PLL, GPSDO

• Solution émission/réception SDR

• Questions

en mémoire de Jean Pierre F5AHO …


https://f8kcf.files.wordpress.com/2017/11/20171111-f8kcf-le_satellite_es_hail_2_f5aho.pdf

https://f8kcf.files.wordpress.com/2017/11/20171111-f8kcf-le_satellite_es_hail_2_f5aho.pdf

Le satellite Qatar Oscar100 - Es’hail2


• Début du projet : 2012

But : 1er satellite géostationnaire avec transpondeur radioamateur

• Collaboration entre:

Es'hailSat - Qatar Satellite Company

QARS - Qatar Amateur Radio Society

A71AU Abdullah bin Hamad Al Attiyah, QARS President

AMSAT-DL - AMSAT Deutschland – (Satellites OSCAR)

DB2OS Peter Guelzow AMSAT-DL President

• Constructeur: MELCO = Japan’s Mitsubishi Electric Corporation

• Lanceur : Space X , fusée Falcon 9 sur orbite géostationnaire , 36’000

km

https://www.eshailsat.qa/

Le satellite QO100- Es’hail2


• Poids du satellite : 3 Tonnes

Panneaux solaires, Batteries Li-Ion, 15kW

• Durée de vie prévue : + de 15 ans

• 35 Transpondeurs : Distribution TV

Telecom ,Services gouvernementaux

Redondance Es’hail1

Cible : Moyen-Orient, Afrique du Nord

• Charge additionnelle : Transpondeur Amateur QO100

• Lancement 15 Nov. 2018 par Space X Falcon 9 de Cap Canaveral

• Ouverture officielle au trafic amateur : 14 Février 2019

https://www.nasaspaceflight.com/2018/11/spacex-falcon-9-launch-eshail-2-39a/



https://amsat-dl.org/eshail-2/


Le satellite QO100- Es’hail2Couverture



• 40% surface de la terre

• Pas de poursuite

• Technologie télévision


OSCAR 100


Deux transpondeurs linéaires réservés aux radioamateurs

• Montée : 2400 MHz ( 13cm)

• Descente : 10 GHz ( 3cm)

Un transpondeur Narrow Band : 250 KHz

• CW, SSB, Data mode , Voix (FreeDV,…) …

• AGC et surveillance de puissance

• Deux balises CW et BPSK

Un transpondeur Wide Band : 8MHz

• Mode numérique

• Aujourd’hui DATV ( Digital Amateur Television)

• Multiples signaux DATV simultanés

• Une balise TV Haute résolution



https://amsat-dl.org/p4-a-nb-transponder-bandplan-and-operating-guidelines/







Le satellite QO100- Es’hail2P4-A WB Transponder Band Plan (DATV)


Le satellite QO100- Es’hail2Recommandations RX/TX (avant le lancement)


Le satellite QO100- Es’hail2Centre de contrôle à Doha (Qatar) et backup à Bochum (Allemagne)


• Parabole 3m pour Uplink 2.4GHz , Feed VE4MA Septum

• Parabole 2.5m pour Downlink 10 GHz

• Parabole 20m en secours seulement

• Monitoring des transpondeurs NB et WB

• Génére les balises CW et PSK (télémétrie) en début et fin de bande

• LEILA-2 Analyse des signaux - Sirène pour émissions trop puissantes !

COMMENT DEBUTER SUR QO-100


Première étape : écouter ☺ !

• QO-100 : Mais c est très simple …

• Web SDR

• Installation personnelle

Le kit de démarrage : • Une parabole 60 cm pour le NB transpondeur / DATV 80 cm+

• Un PLL LNB

• Une clef SDR + PC ou un récepteur 739 MHz

• Un injecteur 12 V

• Dégagement vers le 25 E , ou 155 deg élévation 33deg

Les Web SDR de QO-100


Les récepteurs WebSDR 10GHz


Qatar OSCAR-100 Narrowband WebSDR (CW, SSB)

CPU Load=25%, 154 users, Audio 6.3Mb/s, Waterfall 2.2Mb/s, http 0.5Mb/s, Total 9Mb/s

https://eshail.batc.org.uk/nb/

https://eshail.batc.org.uk/nb/



BATC QO100 Wideband Spectrum Monitor (DATV)

https://eshail.batc.org.uk/wb/


Les récepteurs QO100 10GHz publics


Paul M0EYT

@uhf_satcomsdr://80.229.173.194:55557

Linux Spyserver

1.2m dish

RTL-SDR 8bits

5 users max

Client : SDR#

IS0GRB QO-100

(Es'Hail-2) WebSDR

receiver

http://websdr.is0grb.it:

8901/

http://websdr.is0grb.it:8901/



BATC & AMSAT-UK WebSDR & Spectrum Monitor in Goonhilly Earth Station

https://wiki.batc.org.uk/Es%27hail-2_Ground_Station

https://wiki.batc.org.uk/Es'hail-2_Ground_Station



https://wiki.batc.org.uk/Es%27hail-2_Ground_Station




Internet2 x redondant 10Gb links

300 Mb/s Up/Down

(150 Users = 10Mb/s)

Server

Intel i7-2600 CPU

16GB RAM 500GB SSD

OS

Ubuntu Server 18.04

WebSDR

PA3FWM

airspy_tcp

12bits > 8bits IQ

FFT Spectrum serverhttps://wiki.batc.org.uk/Es%27hail-2_Ground_Station


Une station QO-100

Réception


Installation personnelle réception : LNB-PLL


https://amsat-dl.org/


Matériel de Réception : LNB (Low Noise Block)


Réception QO100 en 10 GHz à l’aide

d’une tête satellite grand public.

• Fréquence à recevoir : 10’489.8 MHz

• Fréquence OL : 9750.0 MHz

• Fréquence RX SDR : 739.8 MHz

Réception en polarisation horizontale (WB) ou verticale (NB)

2 Modèles de LNB :

• Oscillateur local DRO (Dielectric Resonator Oscillator)

• ou PLL (Phase Lock Loop) avec Quartz référence 25 ou 27 MHz

DRO: Trop de dérive, mauvaise précision +/- 2MHz .

PLL: utilisable directement pour la SSB , mais dérive pendant 30minutes

Fréquence imprécise : +/- 500kHz, dérive en température : +/- 50 kHz

Reception 10GHz– Têtes SAT PLL LNB


Réception : LNB-PLL (Modification)


Solution pour une meilleure précision et s’affranchir de la dérive:

Insérer un signal de référence stable et propre de 25 ou 27 MHz (PLL,GPSDO)

Ouvrir le LNB, dessouder le quartz ou un pont, connecter un condensateur et

rajouter un connecteur sur le boitier pour injection de la référence…

Doc : « Grange à foin » de F1CHFhttp://f1chf.free.fr/

http://f1chf.free.fr/

Réception : LNB-PLL




Pointage antenne SDR Wideband BATChttps://eshail.batc.org.uk/point/


https://eshail.batc.org.uk/point/



https://www.satlex.de/fr/azel_calc.html

https://www.satlex.de/fr/azel_calc.html

Le satellite QO100- Es’hail2Orientation des antennes


https://www.dishpointer.com

https://www.dishpointer.com/

Réception 10GHz – Matériel

Injecteur pour alimenter

la tête SAT

Brico, Amazon, eBay : 3.5 à 20 €

12V - Polarisation Verticale

18V - Polarisation Horizontale

Bias Tee : Frequency 1MHz-3GHz

Wideband FOR HAM radio RTL SDR

F5DJL/F6BGC - Satellite QO100 - Es’hail2Page 31

https://www.orbitadigital.com/fr/distribution/2320-televes-7450-injecteur-de-courant-pour-antenne-et-alimentation-lnb.html?gclid=CjwKCAjwycfkBRAFEiwAnLX5IY9yg3LXmZe34e7lThJ_-i_R4sMZ-4tWjeVA0_3__cSOdVaDPDwgxxoC8zcQAvD_BwE

https://www.amazon.fr/10MHz-6GHz-Module-Amplificateur-Faible-Radiofr%C3%A9quence/dp/B07H6GZ629

https://www.ebay.fr/itm/RF-Biaser-Bias-Tee-10MHz-6GHz-FOR-HAM-radio-RTL-SDR-LNA-Low-Noise-Amplifier/332695416782?pageci=32de94a6-6096-49f6-bcd3-6309445c7adf


Récepteur SDR Play

• Plusieurs versions compatibles

• 1KHz a 2GHz

• Double récepteur 12/14-bit ADC

• Up to 10MHz visible bandwidth

• Jusqu’à 3 ports Antenne

• Logiciel SDR Uno pour Windows

• Compatible SDR Console

F5DJL/F6BGC - Satellite QO100 - Es’hail2Page 32


Récepteur SDR THF USB2

Airspy Mini – 138€

12 bits, 0.5ppm

24-1700MHz

BP : jusqu’à 6MHz

ou …

Airspy R2 - 232€

12 bits, 0.5ppm

24-1700MHz

BP : jusqu’à 10 MHz

Connecteur pour ref. externe 10 MHz

https://airspy.com/F5DJL/F6BGC - Satellite QO100 - Es’hail2

Page 33

https://airspy.com/

Les LogicielsSDR Console Développé par Simon Brown G4ELI – HB9DRV

• Excellent tutoriel de F5UII : https://www.f5uii.net/• https://www.f5uii.net/reception-satellite-qatar-oscar-100-phase-4a-eshail-2-sdr-console-sdr-radio-software/

• Asservissement fréquence sur la balise : correction dérive LNB

• Supporte : LimeSDR, ADALM-Pluto en émission


https://www.sdr-radio.com/

https://www.f5uii.net/

https://www.sdr-radio.com/

Réception – Logiciels


SDR#

Développé par Youssef Touil

Designer des recepteurs SDR Airspy

https://airspy.com/download/

https://airspy.com/download/

Réception – Logiciels SDR


HDSDR (Bjarne Mjelde) - Evolution de WinRAD (I2PHD)

Stable – Bonne connectivité CAT, Omnirig – Support harware via ExtIO

http://www.hdsdr.de/

http://www.hdsdr.de/

Emission/Réception – Logiciels

Christian F1AFZ – Solution simple pour

réglage parabole et écoute QO100

• Smartphone Android

• Adaptateur USB/micro USB

• Cé SDR R820T2

• Drivers SDR Touch Key

• RF Analyser


http://hp4a-sat.org

http://hp4a-sat.org/

Réception classique


Caractéristiques principales

• Bande passante :

10.350 à 10.650Ghz

• Fi utilisables,

de 145, 433, 1297 à 1500Mhz

• Oscillateur local externe : PLL DF9NP

2200 à 2600 MHz suivant FI

Récepteur / Convertisseur conçu par F6BVAet : F4BXL, F4CWN, F5AQC, F5BUU, F5NZZ, F6DKW ...

Kit séparé circuit imprimé et composants selon listes Hyper et ATV

http://f6bva.pagesperso-orange.fr/Technique/Satellite/Satellite.htm


Une station QO-100

la télévision DATV


Les récepteurs WebSDR QO-100 – 10Ghz


BATC QO100 Wideband Spectrum Monitor (DATV)



RECEPTION DATV QO-100 -


Minitiouner 100 €

F6DZP/F1TE

Réception DATV


Hardware: Minitiouner Pro V2 Design Jean Pierre F6DZP / F1TE

Kit REF : 99.50 € - Boutique du REF

Double récepteur TV satellite numérique,

DATV à bande étroite, DVB-S

SR de 75KS/s à 30MS/s

Couverture de 144 à 2450 MHz

Interface USB , PC Windows

http://www.vivadatv.org/

https://boutique.r-e-f.org/kits-et-composants/205-minitiounerpro-avec-nim.html

Software: Tutioune Dev. F6DZP


https://boutique.r-e-f.org/kits-et-composants/205-minitiounerpro-avec-nim.html

Réception bande large (WB) DATV


DATV solution logicielle


https://forum.amsat-dl.org/index.php?thread/101-software-dvb-s-demodulator/

http://v.1337team.tk/dvb-s_gui_amsat.zip

https://forum.amsat-dl.org/index.php?thread/101-software-dvb-s-demodulator/

http://v.1337team.tk/dvb-s_gui_amsat.zip

Emission/Réception – Logiciels


SDRAngel (Linux/Windows) - Développé par Edouard F4EXB

Réception : AM, WFM, NFM, SSB, LoRA, TV analogique, DATV

décodeur DSD pour DMR , MOTOTRBO, dPMR, D-STAR, Yaesu C4FM ...

Emission : AM, WFM, NFM, SSB et TV analogique

Matériel SDR supporté

Airspy, BladeRF, HackRF, LimeSDR, ADALM-Pluto, RTL-SDR, SDRplay RSP1 and FunCube

https://github.com/f4exb/sdrangel/releases

https://github.com/f4exb/sdrangel/releases

EMISSION RECEPTION DATV QO-100


• 3 Paramètres :

•

• Dimension parabole,

• Puissance

• Symbol Rate

• La puissance reçue par satellite varie avec

le carré du diamètre de la parabole. Une

parabole de 1.2m donne 4 fois plus de

puissance (6dB)qu’une parabole de 60cm.

• La densité de puissance en terme de

fréquence est inversement proportionnel

au SR. Un signal à 250 KS délivra le

double de Watts par MHz au satellite qu’un

signal à 500 KS de même puissance.

Une station QO-100

Emission


Emission 2.4 GHz


Convertisseurs 144 ou 432MHz vers 2.4GHz , puissance 100mW à 1W

OL présent (TCXO) , Entrée référence externe optionnelle (10MHz)

ou OL à injecter : 2256 MHz pour 144, ou 1968MHz pour 432

Up-Converter F1OPA : https://sites.google.com/site/vincentf1opa/descriptions

https://sites.google.com/site/vincentf1opa/descriptions

Emission 2.4 GHz


AMSAT-DL : Dev en cours SG Lab KUHNE DB6NT

DX Patrol (Portugal) Kit Liste Hyper/ATV : Design F6BVA

Convertisseurs émission

Les amplis 2.4GHz


On a besoin de quelques watts,

un peu plus en DATV …

Amplis pro de récupération sur le net.

Ampli Spectrian,etc .. ebay 99$ + 40€ frais

CJ, Brocantes : 25 à 50€

Montages selon F6AJW-F6DPH-F8BTP

http://f1chf.free.fr/F5DQK/2_Amplis_RF_amplifiers/13%20cms%2023xx%20Mhz/

http://f1ssf.ovh/?page_id=598

http://f1chf.free.fr/F5DQK/2_Amplis_RF_amplifiers/13%20cms%2023xx%20Mhz/


Les amplis 2.4GHz


Ampli 25 W - MMIC MW7IC2725N - Design F6BVA - Listes Hyper/ ATV

La station de F5BUU

Ampli de F4BXL



Les amplis 2.4GHz


Ampli Booster WiFi Edup EP-AB003 : 50€ , environ 3W

https://www.ebay.fr/itm/113349812883?

https://fr.aliexpress.com/item/EDUP-EP-AB003-2-4Ghz-8W-802-11n-Wireless-Wifi-Signal-Booster-Repeater-Broadband-Amplifiers-for/1260002993.html

https://www.ebay.fr/itm/113349812883

Une station QO-100

les antennes


Les antennes 2.4GHz / 10 GHz


Spécifications : Bibande, polar circulaire, illuminer correctement la parabole

Une parabole unique est utilisée en émission 2.4GHz en réception 10GHz

DC5GY www.falk-on-tour.de

http://www.falk-on-tour.de/



Emission 2.4GHz , Patch , Polarisation circulaire Gauche (LHCP)

Réception 10 GHz: Emplacement pour Rocket LNB usiné + lentille diélectrique

Design K3TZ – G0MJW – PA3YFM - M0EYT – DJ7GP

BG0AUB





Antennes 2.4GHz à polarisation circulaire

DJ7GP LZ1JH

G4SDG / F5DJL DH2VA

Autres antennes pour QO-100


Link WiFiCornet – Yves F6EPTFeed F5JWF

Les oscillateurs locaux


Reference OCXO : Oven Controled X-Tal Oscillator

Trimble – Voir eBay, etc : 50 €

Fréquence : 1, 5, 10 MHz …

Utilisation:

après 10 min. de chauffe !



PLL SV1AFN , DF9NP, …

PLL 4351 SV1AFN

a programmer PLL 4153 DF9NP : 40 à 50 €

1 à 4 fréquences prédéfinies

https://www.sv1afn.com/projects.html http://www.df9np.de/page4.html

https://www.sv1afn.com/projects.html

http://www.df9np.de/page4.html



Reference GPSDO : GPS Disciplined Oscillator

Exemple : Leo Bodnar Low-jitter GPS-locked precision frequency reference

Programmable de 400Hz à 810 MHz depuis Windows par port USB

Pas besoin d’OCXO, mais nécessite une antenne GPS externe fournie

1 sortie : 100 GBP

2 sorties: 150GBP

http://leobodnar.com/shop/

http://leobodnar.com/shop/



PLL ADF4351

F5UBZ : Générateur HF

ADF4351 + PIC12F675

ADF4351 : Banggood , eBay 18€

Fréquence : de 35MHz à 4.4GHz - Ref externe 10MHz possible

Programmation par registres depuis PIC, Arduino,etc…

http://f5ubz.fr/adf4351/ADF4351_F5UBZ.html

https://www.banggood.com/fr/35M-4_4GHz-PLL-RF-Signal-Source-Frequency-Synthesizer-ADF4351-Development-Board-p-1129041.html?cur_warehouse=CN

https://www.ebay.fr/itm/35M-4-4GHz-PLL-RF-Module-Source-Generateur-Signal-Frequence-Synthetiseur-ADF4351/153068601322?hash=item23a3997fea:g:9VAAAOSwYhdbKikn

http://f5ubz.fr/adf4351/ADF4351_F5UBZ.html

Une station QO-100

les solutions SDR Emission/Reception


Emission /Réception Full SDR


Lime SDR mini

SDR Transceiver & FPGA Development Board : 175 à 230€

• Clé USB3, RX et TX SDR open-source

• 10MHz à 3.5GHz full-duplex, BP 30 MHz.

• 1 TX / 1 RX / 12 bits, TCXO -/- 5PPM

• Puissance : quelques mW

https://limemicro.com/products/boards/limesdr-mini/

https://limemicro.com/products/boards/limesdr-mini/

Emission DATV par SDR


Lime SDR mini + Rasberry Pi (Evariste F5OEO)

https://twitter.com/F5OEOEvariste/status/1100847342616489984

https://github.com/F5OEO/limesdr_toolbox

https://twitter.com/F5OEOEvariste/status/1100847342616489984

https://github.com/F5OEO/limesdr_toolbox

Emission /Réception Full SDR


Analog Devices : Adalm-Pluto SDR Active Learning Module

• Disponible chez DigiKey : 120€

• Module USB, RX et TX SDR dévelopment

• 325MHz à 2.8GHz full-duplex, BP 60 MSPS.

• 1 TX / 1 RX / 12 bits, TCXO -/- 5PPM

• Puissance : quelques mW

• Ampli AD CN4017 disponible

https://wiki.analog.com/university/tools/plutohttps://www.digikey.fr/product-detail/fr/analog-devices-inc/ADALM-PLUTO/ADALM-PLUTO-ND/6624230

https://wiki.analog.com/university/tools/pluto

https://www.digikey.fr/product-detail/fr/analog-devices-inc/ADALM-PLUTO/ADALM-PLUTO-ND/6624230

Emission CW/SSB par SDR


LeoBodnar GPSDO + A.D. Adalm-Pluto SDR + A.D. CN0417 Amplifier

+ Edup EP-AB003 WiFi Booster [2W] + Airvu BPF.24 2.4GHz Band Pass Filter

https://wiki.analog.com/resources/eval/user-guides/circuits-from-the-lab/cn0417

https://twitter.com/Manawyrm/status/1095397931778224129

DL4MTA

@Manawyrm

https://wiki.analog.com/resources/eval/user-guides/circuits-from-the-lab/cn0417

https://twitter.com/Manawyrm/status/1095397931778224129

QO100, le futur ?


• Toujours plus de stations … :

• French Net : 10489.790 a 9h00 local

• Fantastique outil de test et d’émulation pour la communauté

• Plateforme d’expérimentation matérielle , logicielle …

• Utilisable comme voie de service pour les Hypers

• Une « nouvelle bande » pour les expéditions DX …

• Diffusion DATV d’événements OM comme les conférences ,

Fried … (cf ElectroLab , Friedrischafen )

• Solution de communication simple à déploiement rapide en cas

d’urgence, mais couverture mondiale réduite !

Références et Forums


En général

http://forum.amsat-dl.org/

https://twitter.com/

http://f6bva.pagesperso-orange.fr/

Liste Hyper http://listes.r-e-f.org/mailman/listinfo/list-hyperfr

DATV:

http://www.vivadatv.org

https://wiki.batc.org.uk/New_BATC_website

Liste ATV https://fr.groups.yahoo.com/neo/groups/ListeATV/info

Présentations en ligne :


https://f8kcf.net/

http://forum.amsat-dl.org/

https://twitter.com/

http://f6bva.pagesperso-orange.fr/

http://listes.r-e-f.org/mailman/listinfo/list-hyperfr


https://wiki.batc.org.uk/New_BATC_website

https://fr.groups.yahoo.com/neo/groups/ListeATV/info


https://f8kcf.net/

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