Recibir satélite Es'hail-2/QO-100
Es’hail-2/Qatar-OSCAR 100 es un satélite geoestacionario catarí construido por Mitsubishi Electric que ofrece servicios de retransmisión de televisión para las regiones del Medio Oeste y Norte de África. Además de estos servicios de retransmisión, este satélite incorpora dos transpondedores para comunicaciones de radioaficionado por satélite.
En este artículo veremos como recibir y decodificar la señal de estos transpondedores usando una antena parabólica y nuestro dispositivo SDR.
Datos del satélite
| Satélite | Es’hail-2/QO-100 |
|---|---|
| NORAD ID | 43700 |
| COSPAR ID | 2018-090A |
| Posición | 26° Este |
| Masa de lanzamiento | 5.300 Kg |
| Fecha de lanzamiento | 15 de Noviembre de 2018 |
| Transpondedores bajada | NB: 10.489,5 MHz - 10.490 MHz (Pol. V) WB: 10.491 MHz - 10.499 MHz (Pol. H) |
Material necesario
Antena
Para la recepción de este satélite necesitamos una antena parabólica con un disco de al menos 40 centímetros para el transpondedor de banda estrecha y de 80 centímetros para el de banda ancha. El LNB puede ser cualquiera de nuestra elección. Si bien los LNB normales de TV para banda Ku presentan el problema de la desviación de la señal (LNB drift) en el transpondedor de banda estrecha, veremos como resolver este problema usando la opción que SDR Console proporciona para ello. Aunque lo más recomendable es utilizar un LNB con TCXO, ya que proporciona una mejor recepción en este caso. El LNB recomendado, y que se utiliza en este ejemplo, es el Bullseye LNB.
Bias-Tee
Para hacer funcionar el LNB vamos a necesitar alimentarlo con una tensión de 13V a 18V. Los dispositivos SDR normales pueden proporcionar hasta un máximo de 4,5V, por lo que vamos a requerir de otra forma de alimentación. Podemos encontrar muchas formas distintas de hacerlo si buscamos por internet (inyectores de tensión de TV por satélite, receptores de TV por satélite, etc.), pero en este ejemplo vamos a usar un Bias-Tee externo. Podemos adquirir fácilmente estos dispositivos en cualquier sitio y su coste no es muy elevado (unos 14€).
Para alimentar el LNB necesitaremos una fuente que nos pueda proporcionar dos voltajes distintos. Unos 13V a 14V para activar la polarización vertical y unos 17V a 18V para la horizontal.
SDR
Para la recepción en estas frecuencias podemos usar cualquier SDR, ya que el propio LNB actúa como un Downconverter, reduciendo la frecuencia de entrada a un rango de salida que comienza en 739MHz y que la mayoría de los dispositivos SDR reciben sin ningún problema.
Instalación y orientación de la antena
El satélite esta situado en los 26° Este. Para orientar nuestra antena podemos usar algunas aplicaciones existentes para móviles, o bien utilizar una aplicación online y una brújula.
Una vez colocada y orientada (parcialmente, ya que posiblemente después haya que afinar para mejorar la recepción), vamos a realizar la conexión con nuestro SDR. Para ello necesitamos conectar el LNB (conector verde si usamos el Bullseye) a la entrada del Bias-Tee marcada con RF+DC y el SDR a la salida marcada con RF. En este ejemplo se ha utilizado un cable coaxial para TV con dos conectores F y un adaptador a SMA para conectarlo al Bias-Tee.
Recepción
Como ya se ha mencionado anteriormente, el satélite incorpora dos transpondedores para su uso por radioaficionados. Un transpondedor lineal de banda estrecha (Narrow Band) en polarización vertical y otro de banda ancha (Wide Band) para televisión digital de radioaficionado (DATV) en polarización horizontal. Para seleccionar el transpondedor bastará con cambiar la tensión de alimentación del LNB en cada caso.
Transpondedor NB
En la siguiente imagen podemos ver la distribución de las bandas en este transpondedor.
Más información en la página web de AMSAT-DL.
Recepción con SDR#
Para recibir la señal del satélite iniciamos SDR# y sintonizamos la frecuencia de 739,770 MHz. Si todo está correctamente conectado y la antena medianamente orientada, deberíamos poder ver la señal de la baliza del satélite. Podemos usar la misma para ajustar nuestra antena lo mejor posible y recibir el máximo de señal.
Ahora vamos a aplicar el desplazamiento en SDR# para que las frecuencias se correspondan con las reales del satélite. Esto no es imprescindible, pero nos hará más fácil la búsqueda e identificación de las mismas. Para ello basta con restar a la frecuencia central de la baliza (10.489,750 MHz) la frecuencia en la que nos encontramos dicha señal en el programa (739,771 MHz en nuestro caso).
Por último, introducimos este resultado en el campo Shift y lo activamos para aplicar el desplazamiento.
Recepción con SDR Console
Como ya se mencionó anteriormente, si estamos usando un LNB que no tenga TCXO es posible que veamos que las señales se desplazan continuamente, lo que hace muy difícil recibirlas correctamente. Para solucionar este inconveniente mediante software podemos usar una utilidad que incorpora el programa SDR Console.
Seguiremos los pasos indicados en su página web y que se describen a continuación.
El primer paso es habilitar que se muestren las frecuencias superiores a 9 GHz. Para ello vamos a los ajustes y marcamos el rango indicado en la siguiente imagen.
El siguiente paso es aplicar el desplazamiento de la señal. Para introducir el valor de desplazamiento debemos editar los valores de definición de nuestro dispositivo SDR. Para modificar este valor seleccionamos nuestra radio y le damos a Definitions y en la ventana que aparece marcamos Converter selection y hacemos clic en Edit.
Ahora introducimos el valor de desplazamiento que vimos como calcular en el apartado anterior.
Hacemos clic en Save y seleccionamos ahora el nuevo converter que acabamos de crear.
Por último, vamos a activar la utilidad de corrección de frecuencia usando la baliza. Para ello vamos a “View” en el menú de opciones, le damos a “Select” y activamos la opción “Geostationary Beacon”. Nos pedirá reiniciar el programa.
Una vez se ha reiniciado el programa, sintonizamos la frecuencia de la baliza y después accedemos a esta nueva opción que acabamos de habilitar. Ahora hacemos clic en el icono del círculo indicado en la siguiente imagen para iniciar la visualización del espectro.
El objetivo ahora es seleccionar la baliza haciendo clic en el centro de la señal (podemos usar los botones ⊕ y ⊝ para hacer zoom). Una vez la señal esté marcada, hacemos clic en el icono ▶ para comenzar la corrección.
Decodificar telemetría
Es posible decodificar la señal de la baliza PSK que hemos visto en los apartados anteriores. Esta baliza transmite telemetría y datos del satélite y de la estación de control terrestre.
Usaremos el programa AO40Rcv que podemos descargar desde el siguiente enlace:
Lo primero es sintonizar la señal en modo USB y un ancho de banda de 1,5KHz. Sacamos el audio por el cable de audio virtual.
Ahora iniciamos el programa y seleccionamos como entrada de audio el cable de audio virtual.
Veremos que ahora le llega la señal al programa.
Una vez se sincronice la señal comenzaremos a visualizar los datos.
Transpondedor WB
La distribución de este transpondedor se muestra en la siguiente imagen.
Más información en la página web de BATC.
Podemos consultar el estado en tiempo real del transpondedor en el siguiente enlace.
Para decodificar las señales DATV usaremos el software DVB-S2 Demod GUI que el usuario SWL-markro92 publica regularmente en el foro de AMSAT-DL. Podemos descargar la última versión desde el siguiente enlace:
También necesitaremos un programa que nos permita reproducir video por red, como por ejemplo VLC media player.
El primer paso será cambiar la polarización del LNB a horizontal para recibir este transpondedor. A continuación, iniciamos el programa DVB-S2 Demod GUI que hemos descargado y esperamos a que cargue todas las librerías necesarias. Durante el inicio debe detectar nuestro SDR sin problemas. Soporta actualmente los dispositivos RTL-SDR, AirSpy y Hackrf.
Una vez iniciado, nos aseguramos que nuestro SDR aparece seleccionado y hacemos clic en Open Device.
Ahora sintonizamos una frecuencia (sin la correción del desplazamiento del LNB) en la que se esté emitiendo una señal en DATV y seleccionamos el valor de sym_rate correcto. Podemos consultar estos valores en la web que monitoriza en tiempo real el transpondedor y que se ha mencionado anteriormente. Los demás valores debemos configurarlos de forma aproximada tal y como se muestran en la siguiente imagen (los marcados en rojo). Para conseguir demodular correctamente la señal, es posible que debamos jugar con la ganancia del SDR (indicado en azul).
Una vez consigamos sintonizar correctamente y la señal se esté demodulando, veremos que aparecen los cuatro puntos bien diferenciados en el IQ Plot y abajo la etiqueta de sync_confidence cambia a color verde. En este punto es cuando activamos la salida de video. Para ello en la opción Recording/Network seleccionamos UDP o TCP para activarla. Por último, iniciamos VLC y abrimos la dirección de red para comenzar la visualización; en nuestro ejemplo tcp://127.0.0.1:8888.
