Radio komunikacija korištenjem refleksije s Mjeseca. Odnos prema refleksiji lunarne površine (EME) i refleksiji traga meteora (MS)

Mesec je nebesko telo najbliže Zemlji. Njegov radijus je 1737 km, njegova masa je 81,3 puta manja od mase Zemlje, a njegova prosječna gustina je 3,35 g/kubni. cm, tj. jedan i po puta manja od gustine Zemlje. Dužina lunarnog dana je 29,5 zemaljskih dana. Prosječna udaljenost duž puta Zemlja-Mjesec-Zemlja je 750 hiljada km, slabljenje signala duž ove staze za radio talase u metarskom opsegu je oko 200db, tj. Signal se prigušuje deset puta, na desetu potenciju, i ide naprijed-nazad 2,5 sekunde.

Ideja o korištenju Mjeseca, Zemljinog satelita, kao pasivnog repetitora došla je davno. Prve refleksije radio talasa sa površine Meseca dobili su još 1946. godine mađarski i američki naučnici koji su radili u ovom pravcu nezavisno jedan od drugog. Tokom eksperimenata korišteni su predajnici snage 200 kW koji rade na talasnoj dužini od oko 2 metra i antene sa pojačanjem od 400.

Aleksandrova "lunarna" antena, RN6BN. 64 antene od 32 elementa.

Mnogo rada u ovom pravcu obavljeno je 1954-57 na Univerzitetu Gorki. Za eksperimente su korišćeni talasi od 10 i 3 cm, koeficijent usmerenosti antene na talasu od 3 cm dostigao je 120 hiljada, tj. energija je koncentrisana pod uglom od 0,5 stepeni. Kao rezultat ovih eksperimenata, izmjeren je koeficijent refleksije radio-talasa sa Mjeseca, koji je iznosio približno 0,25 - i utvrđeno je da se refleksija javlja od centralnog dijela vidljivog diska Mjeseca. Eksperimenti s radarom na Mjesecu pružili su pravi teren za implementaciju ideje korištenja Mjeseca kao pasivnog repetitora.

Za ovu ideju su se zainteresovali i radio-amateri. A u julu 1960. godine obavljena je prva radioamaterska komunikacija u opsegu 1296 MHz između američkih klupskih amaterskih radio stanica W6HB i W1BU. Godine 1964. ostvarena je prva radio komunikacija u opsegu 144 MHz između radio amatera OH1NL i W6DNG.

U Sovjetskom Savezu, prva radio-amaterska komunikacija preko Mjeseca izvedena je 11. maja 1979. od strane operatera kolektivne radio stanice UK2BAS, u opsegu 432 MHz. Njihov partner je bio K2UYH. Kasnije, 19. januara 1981. godine, radio-amaterski operater UT5DL ostvario je prvu radio komunikaciju u opsegu 144 MHz. Njegov partner je bio K1WHS iz Mainea, koji je imao najveću antenu u to vrijeme (24 nosača od 14 elemenata).

20. aprila iste 1981. godine, autor ovog članka (bivši UB5JIN) ostvario je svoju prvu radio komunikaciju. A onda se nastavilo i nastavilo: 6. decembra 1981., prva unutar-savezna radio komunikacija (UB5JIN i UA3TCF), 11. januara 1982. - prva radio komunikacija sa teritorije SSSR-a na SSB - (UB5JIN i K1WHS), 15. avgusta 1982. prva komunikacija sa Japanom (UB5JIN i JA6DR), 10. oktobra sa Venecuelom (UB5JIN i YV5ZZ) i tako dalje...

Danas hiljade radio-amatera sa svih kontinenata svijeta provode amaterske komunikacije preko Mjeseca u rasponima od 144, 432, 1296, 5600 MHz. Svaki asortiman ima svoje karakteristike, prednosti i nedostatke.

Prijem signala reflektiranih sa Mjeseca na Zemlji nailazi na velike fundamentalne poteškoće:

Mesec se kreće u odnosu na Zemlju velikom ugaonom brzinom, pa je reflektovani signal podložan “Doplerovom” efektu, tj. talas reflektovan od tela u pokretu ima drugačiju frekvenciju oscilovanja od frekvencije poslanog talasa. Ova razlika za opseg od 144 MHz dostiže 427 Hz.

Veliki uticaj na primljeni signal ima i Faradayev efekat, tj. rotacija vektora polarizacije prenošenog signala, koja se izražava u dubokom bledenju signala. Da bi se eliminisao ovaj efekat, potrebne su kružno polarizovane antene, koje je teško implementirati u opsegu od 144 MHz iz dizajnerskih razloga.

Kosmički šum ima snažan uticaj na prijem signala metarskog opsega, na primer: minimalna temperatura šuma nebeske sfere na frekvenciji od 136 MHz u februaru 1982. bila je 210 stepeni Kelvina ili 2,35 db na minimalnim tačkama i 2750 stepeni ili 10,2 db na maksimalnim tačkama.

Mnogi problemi su također povezani s transparentnošću troposfere i jonosfere Zemlje, atmosferskim i lokalnim električnim smetnjama.

Približno slabljenje na putu Zemlja-Mjesec-Zemlja za različite opsege može se izraziti u tabeli:

Da bi prevazišao takvo slabljenje, radio-amater koji želi da se bavi E-M-E radio komunikacijom mora napraviti veoma ozbiljnu opremu i antene.

EME antena W5UN. 32 antene od 32 elementa.

Da biste primili eho vašeg signala sa nivoom od 1 db iznad šuma u opsegu 144 MHz, antene (predajne i prijemne) moraju imati ukupno približno 43 db, tj. dobra antena za E-M-E treba da ima pojačanje od najmanje 21,5 db. Iako je radio komunikacija moguća kada se koriste antene sa manjim pojačanjem, za radio komunikaciju sa radio amaterom K1WHS (antena 24 x14 i KU jednaka 27 db) sasvim je dovoljno imati antenu sa pojačanjem od 15-16 db!

Za uspješan E-M-E rad morate jasno znati položaj Mjeseca, vrijeme njegovog izlaska i zalaska za vas i vaše partnere. U tome će vam pomoći kompjuterski programi, na primjer: WSJT i Orbitron

Radio-amater treba da poznaje periode perigeja i apogeja Mjeseca i „prozora“ u Evropu, Japan, Južnu i Sjevernu Ameriku. Potrebno je znati dane kada je putanja Mjeseca bliska putanji Sunca, jer Radio komunikacija sa razlikom manjom od 30 stepeni je nemoguća zbog velike emisije buke sa Sunca.

Tokom lunarnog rada uočava se i zanimljiva pojava koja se zove “efekat tla”, tj. Pri izlasku i zalasku Meseca primetno je povećanje nivoa reflektovanih signala za 1-3 db.

Vrlo zanimljiva aktivnost pri radu kroz Mjesec je provođenje eho testova. Bolje je to učiniti izvan E-M-E regije (144.000-144.015 MHz). Prenosi se niz tačaka ili crtica, bolje se percipiraju kombinacije “BK”, “SK” Nakon otprilike 2,5 sekunde prima se eho signal. Bit će bočne frekvencije (Doplerov efekat) ne više od 427 Hz. Eho se ne čuje uvek i ne stalno, zavisi od uslova. Ako se u datom trenutku eho ne čuje u vašem QTH, to ne znači da se signal ne reflektuje i ne prima, na primjer, u Africi ili Americi. I obrnuto - možete dobro čuti svog partnera, vaš eho, ali vaš partner vas u ovom trenutku ne čuje. Eksperimenti su pokazali da će eho sa nivoom od 1-2 db iznad buke, primljen s vremena na vrijeme, biti sasvim prihvatljiv za E-M-E rad.

Kao što je ranije rečeno, antenski sistemi za prijem E-M-E signala su jedan od glavnih faktora. Antenski sistem mora imati horizontalnu rotaciju, kao i vertikalnu elevaciju sa tačnošću azimuta i elevacije ne gorom od 5-7 stepeni. Pojačanje antenskog sistema mora biti najmanje 18-19 db.

I na kraju, što se tiče antenskih pojačala, želio bih skrenuti pažnju radio amatera na pažljivo, pedantno podešavanje pretpojačala. Nije dovoljno instalirati dobar tranzistor - potrebno je implementirati njegove tehničke parametre.

Kao dio svog softverskog projekta WSJT, Joe Taylor, K1JT, razvio je JT65 za EME rad kao proširenje WSJT. Većina radio amatera (ako ne i svi) sada izvodi EME - QSO koristeći ovaj program i veoma su uspješni. Za više informacija posjetite K1JT web stranicu http://www.physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wsjt.html. Čini se da ovaj način digitalne komunikacije pruža omjer signala i šuma od oko 10 dB u odnosu na CW i znatno će olakšati stanici s niskom energijom da napravi više EME QSO-a nego što bi bilo moguće korištenjem CW (osim u boljim uvjetima) .

EME - KB8RQ antena.

Neki odlomci su preuzeti iz članka Vasilija Beketova, UU2JJ (ex UB5JIN) - Lunarna komunikacija na 144 MHz.

Pošto sam dosta radio preko meteora, odlučio sam pokušati uspostaviti barem jednu EME vezu. Već sam imao dosta iskustva u radu sa programom WSJT, a oprema je, takoreći, teoretski omogućavala rad sa VELIKIM puškama (radio amateri sa velikom energijom i cijelim sistemom usmjerenih antena).

U to vrijeme sam imao ICOM IC-910H sa izlaznom snagom od 100 vati na opsegu 144 MHz, ICOM AG-25 pretpojačalo, 4 antene od po 10 elemenata (A144S10 iz Diamonda, Japan) i Yaesu G-800 DXA gramofon.

Odlučio sam da uspostavim prvi kontakt sa Aleksandrom, RN6BN - pošto je glasniji (i na CW i SSB) i jači po nivou (prema WSJT programu), nikada nisam primio nikog drugog!

Počeo sam da ga zovem koristeći JT65 režim konkretno bez prethodnog dogovora (slučajna komunikacija) i on mi je odgovorio bez problema. Moj prvi EME - QSO je održan!!!

To me je veoma inspirisalo i sada sam počeo da se radujem izlasku i zalasku meseca. Pošto sam imao antenu bez mogućnosti elevacije, dobio sam otprilike 1 sat da pokušam uspostaviti vezu kada je Mjesec bio nisko iznad horizonta.

Osim toga, mnogo je pomogao “efekat zemlje” kada je glavnom signalu dodato dodatnih 1-2 dB kao rezultat odbijanja signala od Zemlje.

Druga veza je bila bez problema sa W5UN, treća sa KB8RQ i tako je malo po malo krenulo...

Za godinu dana napravio sam više od 50 EME komunikacija (naravno sa “velikim stanicama”). Da biste nastavili raditi na Mjesecu, morali ste u skladu s tim poboljšati svoje POSTAVKE. Ali kao što se uvijek događa u životu: nedostatak finansija, ograničen prostor za postavljanje antena, smetnje sa susjedima zbog velike snage pojačala, na kraju su ohladile moj žar. Ali u potpunosti sam doživio tu ogromnu radost i osjećaj da još uvijek možeš nešto učiniti na ovoj grešnoj zemlji...

73!

Mjesec je Zemljin satelit; često ga vidimo na nebu. Ponekad nam čak i mjesec osvjetljava put noću. Ali danas nećemo govoriti o astronomskim karakteristikama. Hajde da razgovaramo o tome kako voditi radio komunikaciju preko Meseca. Lunarna komunikacija ili EME QSO u radioamaterskom žargonu.

Prve lunarne komunikacije naučnici su izveli 40-ih godina prošlog stoljeća, a radio-amateri su počeli komunicirati 60-ih godina. Za komunikaciju se uglavnom koriste VHF radio-amaterski opsezi, a najpopularniji opseg od 144 megaherca mnogima postaje početna tačka.

Sada je 21. stoljeće, a tehničke mogućnosti omogućavaju obavljanje lunarnih komunikacija pomoću prilično skromne opreme. Tako je RA9DA odlučio provesti ovakve eksperimente, kako bi se uvjerio, ali i osjetio, da tako kažem, razliku u antenama i drugoj prijemno-predajnoj komunikacijskoj opremi.

Samo 50 vati na izlazu Icom primopredajnika. Dvije antene od 9 elemenata u horizontalnoj polarizaciji. Slušajući i primajući signale, primao sam ih i ranije, ali sam odlučio da radim na prenosu. Izabrao sam jednu od moćnih radio stanica UA3PTW i hajde da ga pozovemo na opšti poziv.

Nije rekao da je tip modulacije digitalni JT-65b pomoću programa WSJT, koji se može preuzeti sa autorske web stranice K1JT.
Počele su nevolje, javio je na ruskom VHF portalu da je počeo da pokušava da uspostavi prvu lunarnu vezu, pa čak i sa tako slabom postavkom. Niko mi se nije smijao, ali su mi pomogli savjetom s kim da probam. A sa Dmitrijem UA3PTW smo razgovarali o tome i shvatili da nedostaju samo 2-3 decibela. I tog dana je degradacija bila velika, tako da će sljedeći put, kada degradacija bude manja ili najmanja, veza biti moguća.

Sjedim i rotiram antene po azimutu i također u elevaciji ili elevaciji. Program sadrži ove podatke - gdje usmjeriti antenu i čekam KB8RQ, jednu od najmoćnijih radio stanica u Sjevernoj Americi.
Vidim, zovem i tiho, mirno, kao da nije prvi lunarni qso, radio komunikacija prolazi kroz Mjesec. Moj prvi eme se desio - veza. Otkrio sam novu vrstu komunikacije - komunikaciju preko Mjeseca.
Shvativši da to uopšte nije moja zasluga, već na strani gdje se za prijem koristi veliki antenski sistem od 24 antene.

Moje prve veze

Nekoliko dana kasnije, kada je degradacija bila minimalna, izvršio sam lunarnu vezu sa UA3PTW. Rezultat, iako mali, rezultat je i put daljeg razvoja, poboljšanja antenskog sistema i shvatanja da ipak 50 vati nije dovoljno i da se može krenuti u izgradnju moćnog pojačala snage.

Sljedeći dopisnik preko Mjeseca bio je italijanski I2FAK. Ima 16 antena za ovaj domet i lako me primio, a mi smo sproveli još jedan treći eme-qso.

Vjerovatno su mnogi od nas čuli za „mjesečare“ koji su u stanju da lutaju u snu, izbjegavajući prepreke, a da pritom sebi ne prouzrokuju traumatične posljedice. Ali ovaj članak će govoriti o sasvim drugoj kategoriji “luđaka”, odnosno grupi entuzijasta koji, ne štedeći truda i sredstava, provode zanimljive eksperimente u području radio komunikacija uz pomoć našeg prirodnog satelita Mjeseca, proučavajući i istražujući svi aspekti ovog procesa.EME (od engleskog "Earth - Moon - Earth" - "Earth - Moon - Earth") - tehnika VHF radio komunikacije koja koristi Mjesec kao reflektor. Ideja o korištenju Mjeseca, Zemljinog satelita, kao pasivnog releja došla je davno. Prve refleksije radio talasa sa površine Meseca dobili su još 1946. godine mađarski i američki naučnici koji su radili u ovom pravcu nezavisno jedan od drugog. Tokom eksperimenata korišćeni su predajnici snage 200 kW, koji su radili na talasnoj dužini od oko 2 metra i antene sa pojačanjem od 400. Mnogo radova u ovom pravcu obavljeno je 1954-57 na Univerzitetu Gorki. Za eksperimente su korišćeni talasi od 10 i 3 cm, koeficijent usmerenosti antene na talasu od 3 cm dostigao je 120 hiljada, tj. energija je koncentrisana pod uglom od 0,5 stepeni.Kao rezultat ovih eksperimenata meren je koeficijent refleksije radio talasa sa Meseca koji je iznosio približno 0,25 - i ustanovljeno je da se refleksija dešava od centralnog dela vidljivog Mjesečev disk. Eksperimenti sa radarom na Mesecu dali su pravi teren za ideju korišćenja Meseca kao pasivnog repetitora, a za ovu ideju su se zainteresovali i radio-amateri. A u julu 1960. godine obavljena je prva radioamaterska komunikacija u opsegu 1296 MHz između američkih klupskih amaterskih radio stanica W6HB i W1BU. 1964. godine obavljena je prva radio komunikacija u opsegu 144 MHz između radio amatera OH1NL i W6DNG.U Sovjetskom Savezu prva radio-amaterska komunikacija preko Meseca izvedena je 11. maja 1979. od strane operatera kolektivne radio stanice UK2BAS, u opsegu 432 MHz. Njihov partner je bio K2UYH. Kasnije, 19. januara 1981. godine, radio-amaterski operater UT5DL ostvario je prvu radio komunikaciju u opsegu 144 MHz. Partner mu je bio K1WHS iz Mejna, koji je imao najveću antenu u to vreme (24 strelice od 14 elemenata).Danas hiljade radio-amatera sa svih kontinenata zemaljske kugle vode amaterske komunikacije preko Meseca u opsezima 144, 432, 1296, 5600 MHz. Svaki asortiman ima svoje karakteristike, prednosti i nedostatke. Za EME se koriste prilično složeni antenski uređaji - parabolične antene ili antene talasnog kanala sa velikim brojem elemenata. Suština EME - osnovni tehnički aspekti Ako su dvije stanice opremljene i mogu vidjeti Mjesec u isto vrijeme, one mogu voditi EME radio komunikaciju. Međutim, može biti potrebno nekoliko pokušaja da se postigne uspjeh. Signali su vrlo slabi odjeci reflektovani od površine Mjeseca. U pravilu su na nivou buke ili čak ispod, povremeno se na kraće periode dižu iznad buke. Pogledajmo neke od tehničkih faktora koji utiču na EME radio komunikaciju, posebno za opseg od 2 m. Polarizacija. Polarizacija EME signala se stalno mijenja, što dovodi do potpunog gubitka signala ili vrlo dubokog bledenja. Postoje dva glavna efekta polarizacije: Prostorna polarizacija je funkcija geometrije. Polarizacija talasnog fronta EME signala između dve stanice može se rotirati. Količina rotacije zavisi od odnosa geografskih dužina dve stanice i položaja Meseca na nebu. Većina kompjuterskih programa za praćenje Mjeseca izračunava količinu prostorne polarizacije i pokazuje optimalno vrijeme za dodjeljivanje skedova. sa Meseca. Ovo dovodi do cikličkog fadinga primljenog signala. Na dva metra, period između vrhova signala (tj. vrijeme za okretanje za 90 stepeni) je oko 30 minuta. Faradayev efekat se trenutno ne može objasniti u kompjuterskim programima. Štetni efekti prostorne polarizacije i Faradejeve rotacije mogu se minimizirati korištenjem rotirajućih linearno polariziranih antena koje se rotiraju oko X, Y i Z osi, ili, jednostavnije, korištenjem unakrsno polariziranih Yagis, i mnogi drugi. Radio komunikaciju mogu uspješno obavljati i dvije stanice koristeći linearnu polarizaciju, jednostavnim „čekanjem“ nepovoljnog vremena ili odlaganjem pokušaja za neko drugo vrijeme kada kombinacija prostorne polarizacije i Faradejevog efekta daje povoljan rezultat. Kada se posmatra sa Zemlje, čini se da se Mjesec lagano "ljulja" naprijed-nazad na svojoj osi. Ovaj pokret se naziva "libracija". Dužina putanje koju prolaze signali koji se reflektuju sa različitih delova neravne površine Meseca se stalno menja, što dovodi do prilično brzog „drhtanja“ signala u roku od nekoliko dB. Na dva metra dolazi do slabljenja i povećanja signala u periodu od oko 2 sekunde. Pojava kratkotrajnog povećanja jačine signala može pomoći niskoenergetskoj stanici da uspostavi radio komunikaciju koja inače ne bi bila moguća. Doplerov efekat. Kako se Mjesec kreće u odnosu na posmatrača na Zemlji, dolazi do doplerovog pomaka EME signala. Na 2 metra ovo je otprilike plus 350 Hz pri izlasku mjeseca, 0 Hz kada je mjesec iznad glave, i minus 350 Hz pri zalasku mjeseca. Doplerov pomak se povećava sa povećanjem frekvencije. Ovaj pomak u frekvenciji primljenog signala mora se uzeti u obzir korištenjem RIT detune ili zasebnog VFO kada slušate svoj eho ili drugu stanicu na dodijeljenoj frekvenciji. Dobra praksa na 2 metra je okretanje detune unutar 750 Hz na obje strane očekivane frekvencije prijema (tj. frekvencije koja je dodijeljena sked + - Doplerovom pomaku) kada slušate dopisnika. Također je bolje koristiti "široki" filter prijemnika, na primjer, 500 Hz, kada se u početku podešavate na stanicu. Kada se detektuje signal, filter prijemnika se može suziti na potrebnu količinu kako bi se poboljšao odnos signal-šum. Nebeska buka (temperatura šuma). Mjesec, dok se kreće kroz svoju orbitu tokom otprilike 28-dnevnog lunarnog mjeseca, prolazi ispred raznih nebeskih tijela, kao što su Sunce i druge zvijezde i planete, koja emituju šum radio frekvencije. Neki izvori su bučniji od drugih, ali svaka dodatna buka će pogoršati uslove komunikacije duž EME putanje. Najmanji antenski sistemi od 2 metra koji se koriste za EME imaju širinu snopa pola snage u rasponu od približno 30 stepeni za jedan Yagi do 15 stepeni za skup od četiri Yagia. Pošto je ugaona veličina Meseca kada se posmatra sa Zemlje pola stepena, antena "vidi" značajan deo bučnog neba oko Meseca. Nebeska buka, ili temperatura buke, meri se u stepenima Kelvina (K). Na dva metra, buka neba varira od minimalnih 175 K (rijetko) do preko 3000 K. Manje je bolje, a ako je ova vrijednost veća od 400 K, malo je vjerovatno da će stanica niske energije čuti ili čuti čak ni visoka energetska stanica. Temperatura buke opada proporcionalno porastu frekvencije Gubici putanje. Tokom lunarnog mjeseca, Mjesec se kreće u blago eliptičnoj orbiti sa udaljenosti od Zemlje od oko 221.500 milja u perigeju (najbliža tačka Zemlji) do oko 252.700 milja u apogeju (najudaljenija tačka). Ove udaljenosti rezultiraju kašnjenjem od približno 2,5 sekunde u EME ehu. Na 2 metra, slabljenje signala na ovoj udaljenosti je oko 251,5 dB u perigeju i 253,5 dB u apogeju, a slabljenje se povećava sa povećanjem frekvencije. Razlika od 2 dB između perigeja i apogeja je značajan faktor za niskoenergetsku stanicu. Dakle, većina skedova se propisuje kada je Mjesec blizu perigeja. Ovo je "broj kvaliteta" koji izračunava većina lunarnih programa za praćenje, koji izračunavaju degradaciju EME signal-šum (DGRD) u dB za datu lunarnu poziciju i datum. Dodatni šum neba u smjeru Mjeseca plus udaljenost Zemlja-Mjesec se poredi u odnosu na najmanju moguću buku neba i apsolutno najmanju udaljenost u perigeju. Tokom mjesečnog mjesečevog ciklusa, ovaj faktor varira za više od 13 dB na dva metra. Niskoenergetska stanica ima najbolje šanse da napravi 2m EME QSO kada je degradacija manja od 2,5 dB, a manje je bolje. Ovo je pozicija, mjerena u stepenima iznad/ispod ekvatora, na kojoj se Mjesec pojavljuje na nebu. Maksimalna pozitivna (ili sjeverna) deklinacija je oko +23 stepena. Najbolji uslovi za rad EME za stanice na sjevernoj hemisferi su kada je deklinacija najveća, jer se time osiguravaju najduži mogući prozori za rad između dvije stanice na sjevernoj hemisferi (npr. SAD-Evropa, SAD-Japan). Osim toga, buka neba je obično manja pri velikoj deklinaciji. Kako deklinacija Mjeseca prelazi 0 stepeni (direktno iznad ekvatora) i postaje negativna, Mjesec raste sve južnije i prozor za stanice na sjevernoj hemisferi postaje kraći. Kada rade EME na dva metra, posebno niske energetske stanice, sa ili bez elevacije antene, mogu primiti do 6 dB dodatnog pojačanja antene kada je antena usmjerena prema horizontu. Refleksije signala od ravnog, neometanog tla ispred antene uzrokuju vrhove i padove u dijagramu zračenja pod određenim uglovima elevacije, što može rezultirati povećanjem pojačanja do 6 dB. Pretpostavlja se da nema značajnog povećanja nivoa buke tla sa horizonta. Efekt tla je potencijalno koristan kada je Mjesec između 0 i 10-12 stepeni pri izlasku i zalasku Sunca. Od četiri faze Meseca (mlad mesec, prva četvrt, pun mesec i poslednja četvrt), mlad mesec plus ili minus jedan ili dva dana treba izbegavati zbog buke Sunca. Puni mjesec noću je najpoželjniji. Kada je Mjesec vidljiv tokom dana, jonosferski poremećaji uzrokovani Suncem mogu pogoršati uslove za EME. Dakle, noć je obično najbolje vrijeme za rad. Najbolje vrijeme za rad EME na dva metra je kada se perigej, najveća sjeverna deklinacija (za stanice na sjevernoj hemisferi), minimalna buka neba, najmanja degradacija i večernji sati, sve to poklapa. Međutim, ova optimalna situacija se događa samo jednom u devet godina, kada je Mjesec što bliže Zemlji. Posljednji put se to dogodilo 1999-2000. Tokom ovog devetogodišnjeg ciklusa, maksimalna deklinacija i perigej su se širili tokom vremena. Obično je najbolji kompromis odabrati vrijeme kada je buka neba (temperatura buke) na minimumu. Sledeći put kada će degradacija biti minimalna i, shodno tome, uslovi za EME najbolji mogući je period 2007 - 2010. Međutim, mnoge EME radio komunikacije se odvijaju tokom ovog devetogodišnjeg ciklusa. Zbog činjenice da je Mesec je veoma daleko, područje radio pokrivenosti je veoma veliko. Radio amateri uspješno komuniciraju na više hiljada kilometara. Postoje čak i takmičenja posvećena komunikaciji preko Mjeseca, neka se održavaju na Dan avijacije i kosmonautike.

Tokom eksperimenata korišteni su predajnici snage 200 kW koji rade na talasnoj dužini od oko 2 metra i antene sa pojačanjem od 400.
Mnogo rada u ovom pravcu obavljeno je 1954-57 na Univerzitetu Gorki. Za eksperimente su korišćeni talasi od 10 i 3 cm, koeficijent usmerenosti antene na talasu od 3 cm dostigao je 120 hiljada, tj. energija je koncentrisana pod uglom od 0,5 stepeni. Kao rezultat ovih eksperimenata, izmjeren je koeficijent refleksije radio-talasa sa Mjeseca, koji je iznosio približno 0,25 - i utvrđeno je da se refleksija javlja od centralnog dijela vidljivog diska Mjeseca. Eksperimenti s radarom na Mjesecu pružili su pravi teren za implementaciju ideje korištenja Mjeseca kao pasivnog repetitora.
Za ovu ideju su se zainteresovali i radio-amateri. A u julu 1960. godine obavljena je prva radioamaterska komunikacija u opsegu 1296 MHz između američkih klupskih amaterskih radio stanica W6HB i W1BU. Godine 1964. ostvarena je prva radio komunikacija u opsegu 144 MHz između radio amatera OH1NL i W6DNG.
U Sovjetskom Savezu, prva radio-amaterska komunikacija preko Mjeseca izvedena je 11. maja 1979. od strane operatera kolektivne radio stanice UK2BAS, u opsegu 432 MHz. Njihov partner je bio K2UYH. Kasnije, 19. januara 1981. godine, prva radio komunikacija u opsegu 144 MHz izvedena je od strane radio-amatera UT5DL. Njegov partner je bio K1WHS iz Mainea, koji je imao najveću antenu u to vrijeme (24 nosača od 14 elemenata).
20. aprila iste 1981. godine, autor ovog članka (bivši UB5JIN) ostvario je svoju prvu radio komunikaciju. A onda se nastavilo i nastavilo: 6. decembra 1981., prva unutar-savezna radio komunikacija (UB5JIN i UA3TCF), 11. januara 1982. - prva radio komunikacija sa teritorije SSSR-a na SSB - (UB5JIN i K1WHS), 15. avgusta 1982. prva komunikacija sa Japanom (UB5JIN i JA6DR), 10. oktobra sa Venecuelom (UB5JIN i YV5ZZ) i tako dalje...
Danas hiljade radio-amatera sa svih kontinenata svijeta provode amaterske komunikacije preko Mjeseca u rasponima od 144, 432, 1296, 5600 MHz. Svaki asortiman ima svoje karakteristike, prednosti i nedostatke.
Prijem signala reflektiranih sa Mjeseca na Zemlji nailazi na velike fundamentalne poteškoće:
Mesec se u odnosu na Zemlju kreće velikom ugaonom brzinom, pa je reflektovani signal podložan “Doplerovom” efektu, tj. talas koji se reflektuje od tela u pokretu ima frekvenciju oscilovanja različitu od frekvencije poslanog talasa. Ova razlika za opseg od 144 MHz dostiže 427 Hz.
Veliki uticaj na primljeni signal ima i Faradayev efekat, odnosno rotaciju vektora polarizacije odašiljenog signala, koja se izražava dubokim bledenjem signala.Da bi se ovaj efekat eliminisao, potrebne su antene sa kružnom polarizacijom, koje je teško implementirati u opseg od 144 MHz iz dizajnerskih razloga.
Kosmički šum ima snažan uticaj na prijem signala metarskog opsega, na primer: minimalna temperatura šuma nebeske sfere na frekvenciji od 136 MHz u februaru 1982. bila je 210 stepeni Kelvina ili 2,35 db na minimalnim tačkama i 2750 stepeni ili 10,2 db na maksimalnim tačkama.
Mnogi problemi su također povezani s transparentnošću troposfere i jonosfere Zemlje, atmosferskim i lokalnim električnim smetnjama.
Približno slabljenje na putu Zemlja-Mjesec-Zemlja za različite opsege može se izraziti u tabeli: Položaj Mjeseca Udaljenost (hiljadu km) 144 MHz (db) 432 MHz (db) 1296 MHz (db)
Perigej 356.334187.08196.62206.15
Apogee 406.610188.21197.76207.21

Da bi prevazišao takvo slabljenje, radio-amater koji želi da se bavi E-M-E radio komunikacijom mora napraviti veoma ozbiljnu opremu i antene. Na osnovu slabljenja duž putanje i poznatih početnih podataka prijemnika i predajnika, moguće je konstruisati graf pojačanja antene za različite opsege radio talasa:

At: TX = 700 vati
RX = 1 db
DF = 100 Hz
Kao što se vidi iz grafikona, da biste primili eho vašeg signala sa nivoom od 1 db iznad šuma u opsegu 144 MHz, potrebno je da antene (predajna i prijemna) imaju ukupno cca 43 db, tj. dobra antena za E-M-E treba da ima pojačanje od najmanje 21,5 db. Iako je radio komunikacija moguća kada se koriste antene sa manjim pojačanjem, za radio komunikaciju sa radio amaterom K1WHS (antena 24 x14 i KU jednaka 27 db) sasvim je dovoljno imati antenu sa pojačanjem od 15-16 db!
Za uspješan E-M-E rad morate jasno znati položaj Mjeseca, vrijeme njegovog izlaska i zalaska za vas i vaše partnere. Radio amater treba da poznaje periode perigeja i apogeja Meseca i „prozora“ u Evropu, Japan, Južnu i Severnu Ameriku.Neophodno je da poznaje dane kada je putanja Meseca bliska putanji Meseca. Sunce, pošto je radio komunikacija sa razlikom manjom od 30 stepeni nemoguća, zbog velike buke zračenja od Sunca.
Tokom lunarnog rada uočava se i zanimljiva pojava koja se zove „efekat tla“, odnosno pri izlasku i zalasku sunca primetno je povećanje nivoa reflektovanih signala za 1-3 db. Tako je za kvadrat „KN74BX“ izražena efekat je primećen pri zalasku sunca (u ovom pravcu ravnica od 40-50 km završava basenom Crnog mora), pri izlasku nije primećen „efekat tla“ (brdoviti teren koji prelazi u greben Krimskih planina).
Vrlo zanimljiva aktivnost pri radu kroz Mjesec je provođenje eho testova. Bolje je to učiniti izvan E-M-E regije (144.000-144.015 MHz). Prenosi se niz tačaka ili crtica, bolje se percipiraju kombinacije “BK”, “SK” Nakon otprilike 2,5 sekunde prima se eho signal. Bit će bočne frekvencije (Doplerov efekat) ne više od 427 Hz. Eho se ne čuje uvek i ne stalno, zavisi od uslova. Ako se u datom trenutku eho ne čuje u vašem QTH, to ne znači da se signal ne reflektuje i ne prima, na primjer, u Africi ili Americi. I obrnuto - možete dobro čuti svog partnera, vaš eho, ali vaš partner vas u ovom trenutku ne čuje. Eksperimenti su pokazali da će eho sa nivoom od 1-2 db iznad buke, primljen s vremena na vrijeme, biti sasvim prihvatljiv za E-M-E rad.
Autor članka je izvršio eksperimente sa različitim antenama: 13 EL, 16 EL, 8x9 EL, 8x15 EL i pretpojačivačima na anteni sa šumom od 0,5 - 1,5 db. Pojačalo snage odašiljača napravljeno je pomoću dvije lampe 4CX350A pomoću push-pull kola (P out ~ 1 Kw). Iskustvo je pokazalo da su takva oprema, antene i energija sasvim dovoljni za zadovoljavajući rad pomoću signala reflektiranih od Mjeseca. Tokom godine radio je komunikacija sa više od 100 različitih dopisnika na 5 kontinenata.
Kao što je ranije rečeno, antenski sistemi za prijem E-M-E signala su jedan od glavnih faktora. Antenski sistem mora imati horizontalnu rotaciju, kao i vertikalnu elevaciju sa tačnošću azimuta i elevacije ne gorom od 5-7 stepeni. Pojačanje antenskog sistema mora biti najmanje 18-19 db. Dobro su se dokazali antenski nizovi zasnovani na antenama tipa F9FT: 8x9, 8x13, 4x16, 8x16, koje su lako ponovljive i strukturno jednostavne.
I na kraju, o antenskim pojačivačima, želio bih skrenuti pažnju radio amatera na pažljivo pedantno podešavanje, barem s najjednostavnijim generatorom šuma na 2D2S lampi, jer Nije dovoljno isporučiti dobar tranzistor, potrebno je implementirati njegove tehničke parametre.
Preporučljivo je da se tokom eksperimenata na izlaz LF prijemnika poveže AC voltmetar (sa decibel skalom) tipa V3-38, V3-39 kako bi se precizno izmjerili nivoi E-M-E signala.

Skraćena verzija članka poslanog u Radio magazin 9. novembra 1982.
Obnovljeno sa preživjelih nacrta, 22. novembra 2003., 21 godinu kasnije!!!

Stranica 3 od 3

Čim je Mjesec počeo dovoljno visoko da se diže, nastavljeni su eksperimenti sa eho signalima. A 8. avgusta nova faza - Barry VE4MA je primio moje signale. Bio je to niz crtica u trajanju od oko 0,3 sekunde i sa periodom od oko 1 sekunde. Tri dana kasnije, moje signale su prihvatili svi učesnici eksperimenta. Nažalost, svi moji pokušaji da primim signale odgovora od Gary AD6FP su bili neuspješni. Nije bilo ni nagoveštaja prisustva signala.

Treba napomenuti da je sada najgore vrijeme za obavljanje komunikacija preko Mjeseca, posebno u opsegu milimetarskih talasa. Zbog velikih gubitaka u atmosferi komunikacija je moguća samo pod velikim uglovima elevacije. Za EME QSO sa Sjevernom Amerikom, postoji samo 3-5 dana u mjesecu kada je Mjesec dovoljno visok, ali se ovi dani sada poklapaju sa apogejem lunarne orbite, što rezultira dodatnim gubitkom od 2 dB. Osim toga, ovih dana je sada pun Mjesec, što odgovara maksimalnom mjesečevom termičkom šumu.Za razliku od nižih frekvencijskih opsega, u kojima mjesečeva faza gotovo da nema uticaja na buku (odraz se dešava na veća dubina od površine Meseca, gde je temperatura prilično konstantna), u opsegu od 47 GHz, primećuje se više od jedan i po puta promena šumne temperature Meseca. Ako uzmemo u obzir da se dijagram zračenja antene u potpunosti uklapa u ugaonu veličinu Mjeseca, jasno je da njen šum postavlja granicu povećanju osjetljivosti prijemnika. Iz tog razloga sam odlučio da napustim pokušaje hlađenja niskošumnog pojačala. Tehnički, ovo je prilično teško implementirati, a maksimalni dobitak u omjeru signal-šum pri hlađenju tečnim dušikom može biti 1-2 dB. Očigledno, takvo povećanje očito nije bilo dovoljno.

Kao rezultat toga, ostala je samo jedna metoda - digitalna obrada primljenog signala. Nažalost, dobro poznati programi nisu prikladni u ovom slučaju, jer su dizajnirani za uskopojasne niskofrekventne signale. U našem slučaju širina spektra reflektiranog signala doseže nekoliko stotina Hz. Ovo je uzrokovano, prvo, višesmjernom prirodom refleksije od Mjeseca, kada svaki snop ima svoj vlastiti doplerov pomak frekvencije, i drugo, fluktuacijama signala tokom širenja milimetarskih radio valova u atmosferi. Kako nismo mogli pronaći ništa gotovo, morali smo razmišljati o svom programu. Tu sam ponovo imao sreće, moj stari prijatelj Vladimir Barčukov (http://www.orc.ru/~micron) je pristao da pomogne u ovom pitanju.

Prvi rezultati dobijeni su 2. novembra, kada je bilo moguće primiti seriju "crtica" od Gary AD6FP, a 27. novembra je bilo moguće izolovati oba pozivna znaka (47GHz.wav) od buke. Za prijenos je korišten uobičajeni Morzeov kod u režimu dvotonske frekvencijske telegrafije (BFSK), a za prijem je korištena metoda nekoherentnog akumuliranja informacija koje se ponavljaju.

Istovremeno, bilo je potrebno osigurati visoku tačnost podešavanja frekvencija predajnika i prijemnika i automatsku korekciju stalno promjenjivog doplerovog pomaka frekvencije tokom cijele sesije. Uostalom, u ovom slučaju ne postoji mogućnost podešavanja frekvencije pomoću stvarnog signala. Nakon što je signal izolovan, ispostavilo se da je greška bila samo oko 100 Hz. Prije samo nekoliko godina, to bi bilo nemoguće, jer nije bilo programa za precizno izračunavanje doplerovog pomaka frekvencije signala reflektiranog od površine Mjeseca. Sada postoje takvi programi, a najpogodniji od njih je najnovija verzija F1EHN (EME SYSTEM V5.1). Podrazumijeva se da se tačnost kalibracije frekvencije oba korespondenta mjeri u desetinama herca. Za poređenje u rasponu od dva metra, ovo odgovara frekvencijskoj preciznosti od oko 0,1 Hz.

Analiza je pokazala da je nivo primljenog signala bio oko -20 dB u odnosu na snagu šuma u opsegu od 2,5 kHz (kao što je uobičajeno u WSJT). Poređenja radi, takav "poput Aurore" signal je praktički nečujan i nevidljiv korištenjem programa Spectran sa nivoa od oko -15 dB.

Predložio sam da se program zove MWCW (Milimetarski talas CW). Međutim, nakon odgovarajućeg razvoja, može biti od koristi ne samo na milimetarskim talasima.

Time su svi tehnički problemi u osnovi riješeni. Ostaje samo sačekati veliki mjesec, lijepo vrijeme i određenu dozu sreće. I tako da oprema ne pokvari.

Provjera i podešavanje TWT-a na radnoj površini.