Rádiókommunikáció a Holdról való visszaverődés segítségével. Kapcsolat a holdfelszíni visszaverődéssel (EME) és a meteornyomok visszaverődésével (MS)

A Hold a Földhöz legközelebb eső égitest. Sugárja 1737 km, tömege 81,3-szor kisebb a Föld tömegénél, átlagos sűrűsége 3,35 g/köb. cm, azaz másfélszer kisebb, mint a Föld sűrűsége. Egy holdnap hossza 29,5 földi nap. Az átlagos távolság a Föld-Hold-Föld útvonal mentén 750 ezer km, a jelgyengülés ezen az úton a méteres tartományban lévő rádióhullámok esetében kb. 200db, azaz. A jel tízszer, a tizedik fokozatig csillapodik, és oda-vissza jár 2,5 másodpercig.

Már régen felmerült az ötlet, hogy a Holdat, a Föld műholdját passzív átjátszóként használjuk. A rádióhullámok első visszaverődését a Hold felszínéről még 1946-ban szerezték meg egymástól függetlenül ebben az irányban dolgozó magyar és amerikai tudósok. A kísérletek során 200 kW teljesítményű, mintegy 2 méteres hullámhosszon működő adókat és 400-as erősítésű antennákat használtak.

Sándor „holdantennája”, RN6BN. 64 antenna 32 elemből.

Ebben az irányban sok munkát végeztek 1954-57-ben a Gorkij Egyetemen. A kísérletekhez 10 és 3 cm-es hullámokat használtunk, az antenna irányítottsági együtthatója 3 cm-es hullámnál elérte a 120 ezret, i.e. az energia 0,5 fokos szögben koncentrálódott. E kísérletek eredményeként megmérték a Holdról érkező rádióhullámok visszaverődési együtthatóját, amely megközelítőleg 0,25 volt - és azt találták, hogy a visszaverődés a Hold látható korongjának középső részéből következik be. A Holdon végzett radarkísérletek valódi alapot adtak annak az ötletnek a megvalósításához, hogy a Holdat passzív átjátszóként használják.

A rádióamatőrök is érdeklődtek az ötlet iránt. 1960 júliusában pedig az 1296 MHz-es sávban megtörtént az első amatőr rádiókommunikáció az amerikai W6HB és W1BU amatőr rádióállomások között. 1964-ben az OH1NL és a W6DNG rádióamatőrök között az első rádiókommunikációt a 144 MHz-es sávban bonyolították le.

A Szovjetunióban az első amatőr rádiókommunikációt a Hold felett 1979. május 11-én bonyolították le az UK2BAS kollektív rádióállomás üzemeltetői a 432 MHz-es sávban. Partnerük K2UYH volt. Később, 1981. január 19-én az UT5DL rádióamatőr üzemeltette az első rádiókommunikációt a 144 MHz-es sávban. Partnere a maine-i K1WHS volt, amely akkoriban a legnagyobb antennával rendelkezett (24 gém 14 elemből).

1981. április 20-án e cikk szerzője (ex UB5JIN) megtette első rádiókommunikációját. És aztán folytatódott és folytatódott: 1981. december 6., az első Unión belüli rádiókommunikáció (UB5JIN és UA3TCF), 1982. január 11. - az első rádiókommunikáció a Szovjetunió területéről az SSB-n - (UB5JIN és K1WHS), 1982. augusztus 15-én az első kommunikáció Japánnal (UB5JIN és JA6DR), október 10-én Venezuelával (UB5JIN és YV5ZZ) és így tovább...

Ma rádióamatőrök ezrei a Föld minden kontinenséről folytatnak amatőr kommunikációt a Holdon keresztül a 144, 432, 1296, 5600 MHz tartományban. Minden tartománynak megvannak a maga sajátosságai, előnyei és hátrányai.

A Holdról visszaverődő jelek földi vétele nagy alapvető nehézségekbe ütközik:

A Hold a Földhöz képest nagy szögsebességgel mozog, így a visszavert jel a „Doppler” hatásnak van kitéve, azaz. egy mozgó testről visszavert hullám rezgési frekvenciája eltér az elküldött hullám frekvenciájától. Ez a különbség a 144 MHz-es tartományban eléri a 427 Hz-et.

A Faraday effektus is nagy befolyással van a vett jelre, pl. az átvitt jel polarizációs vektorának forgása, amely mély jelgyengülésben fejeződik ki. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére cirkulárisan polarizált antennákra van szükség, amelyeket a 144 MHz-es tartományban tervezési okokból nehéz megvalósítani.

A kozmikus zaj erősen befolyásolja a mérőtávjelek vételét, például: az égi szféra minimális zajhőmérséklete 136 MHz-es frekvencián 1982 februárjában 210 Kelvin fok vagy 2,35 db volt a minimumpontokon és 2750 fok vagy 10,2 db a maximális pontokon.

Számos probléma kapcsolódik a Föld troposzférájának és ionoszférájának átlátszóságához, a légköri és helyi elektromos interferenciához is.

A Föld-Hold-Föld útvonal hozzávetőleges csillapítása különböző tartományokhoz a táblázatban fejezhető ki:

Az ilyen csillapítás leküzdése érdekében egy rádióamatőrnek, aki E-M-E rádiókommunikációt akar folytatni, nagyon komoly berendezéseket és antennákat kell készítenie.

EME antenna W5UN. 32 antenna 32 elemből.

A 144 MHz-es tartományban 1 db-el a zaj feletti jel visszhangjának vételéhez az antennáknak (adó és vevő) összesen körülbelül 43 db-nak kell lennie, azaz. egy jó E-M-E antennának legalább 21,5 db erősítéssel kell rendelkeznie. Bár a rádiókommunikáció lehetséges kisebb erősítésű antennák használatakor, a rádióamatőr K1WHS rádiókommunikációhoz (antenna 24 x 14 és KU egyenlő 27 db) elég egy 15-16 db erősítésű antenna!

A sikeres E-M-E munkához tisztán kell ismernie a Hold helyzetét, kelésének és lenyugvásának idejét ön és partnerei számára. Számítógépes programok segítenek ebben, például: WSJT és Orbitron

A rádióamatőrnek ismernie kell a Hold perigeus- és apogeus-periódusait, valamint az Európára, Japánra, Dél- és Észak-Amerikára nyíló „ablakát”. Tudni kell azokat a napokat, amikor a Hold pályája közel van a Nap pályájához, mert A 30 fokosnál kisebb eltérésű rádiókommunikáció lehetetlen a Napból érkező nagy zajkibocsátás miatt.

Holdmunka során egy érdekes jelenség, az úgynevezett „földhatás” is megfigyelhető, ti. Holdkeltekor és holdnyugtakor a visszavert jelek szintje észrevehetően 1-3 db-tal növekszik.

A Holdon való munka során nagyon érdekes tevékenység a visszhangtesztek elvégzése. Ezt célszerű az E-M-E régión kívül (144 000-144,015 MHz) megtenni. Pontok vagy kötőjelek sorozata kerül átvitelre, a „BK”, „SK” kombinációk jobban érzékelhetők.. Körülbelül 2,5 másodperc elteltével visszhangjel érkezik. Oldalirányú frekvenciája (Doppler-effektus) nem haladja meg a 427 Hz-et. A visszhang nem mindig és nem mindig hallható, ez a körülményektől függ. Ha egy adott pillanatban a visszhang nem hallható a QTH-ban, ez nem jelenti azt, hogy a jel nem tükröződik és nem érkezik például Afrikában vagy Amerikában. És fordítva – jól hallod a partneredet, a visszhangodat, de a partnered ebben a pillanatban nem hall téged. Kísérletek kimutatták, hogy az 1-2 db zajszint feletti visszhang, amely időről időre érkezik, teljesen elfogadható lesz az E-M-E munkához.

Mint korábban említettük, az E-M-E jelek vételére szolgáló antennarendszerek az egyik fő tényező. Az antennarendszernek vízszintes forgással, valamint függőleges magassággal kell rendelkeznie, az azimut pontosságával és magassága nem lehet rosszabb, mint 5-7 fok. Az antennarendszer erősítésének legalább 18-19 db-nak kell lennie.

És végül az antennaerősítőkről szeretném felhívni a rádióamatőrök figyelmét az előerősítő gondos, aprólékos beállítására. Nem elég egy jó tranzisztort telepíteni - meg kell valósítania annak műszaki paramétereit.

A WSJT szoftverprojektje részeként Joe Taylor, K1JT, a WSJT kiterjesztéseként fejlesztette ki a JT65-öt az EME működéséhez. A rádióamatőrök többsége (ha nem mind) most EME - QSO-kat vezet ezzel a programmal, és nagyon sikeresek. További információért látogasson el a K1JT webhelyére: http://www.physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wsjt.html. Úgy tűnik, hogy ez a digitális kommunikációs mód körülbelül 10 dB-es jel-zaj arány erősítést biztosít CW felett, és sokkal könnyebbé teszi az alacsony energiafelhasználású állomások számára, hogy több EME QSO-t készítsenek, mint amennyi a CW használatával lehetséges (kivéve jobb körülmények között). .

EME - KB8RQ antenna.

Néhány részlet Vaszilij Beketov cikkéből származik, UU2JJ (ex UB5JIN) - Hold-kommunikáció 144 MHz-en.

Miután sokat dolgoztam a meteorokon, úgy döntöttem, hogy megpróbálok legalább egy EME kapcsolatot létrehozni. Már sok tapasztalatom volt a WSJT programmal, és a berendezés elméletileg lehetővé tette a BIG UN-okkal való együttműködést (nagy energiájú rádióamatőrök és egy egész irányított antennarendszer).

Akkoriban volt egy ICOM IC-910H-m 100 watt kimeneti teljesítménnyel a 144 MHz-es sávon, egy ICOM AG-25 előerősítőm, 4 darab 10 elemes antennám (A144S10 a Diamondtól, Japán) és egy Yaesu G-800-am. DXA lemezjátszó.

Úgy döntöttem, hogy először kapcsolatba lépek Alexanderrel, az RN6BN - mivel hangosabb (CW-ben és SSB-ben is) és erősebb (a WSJT program szerint), ezért soha nem kaptam mást!

Kifejezetten a JT65 módot használva kezdtem el hívni előzetes egyeztetés nélkül (random kommunikáció) és gond nélkül válaszolt. Megtörtént az első EME - QSO!!!

Ez nagyon megihletett, és most már alig vártam a Hold kelését és lenyugvását. Mivel volt egy antennám, nem volt lehetőségem felemelni, ezért körülbelül 1 órát kaptam, hogy megpróbáljak kapcsolatot teremteni, amikor a Hold alacsonyan volt a horizont felett.

Ezen kívül sokat segített a „földeffektus”, amikor a Földről visszaverődő jel hatására a főjelhez további 1-2 dB került.

A második csatlakozás W5UN-nal, a harmadik KB8RQ-val ment gond nélkül, és így apránként ment...

1 év alatt több mint 50 EME kommunikációt bonyolítottam le (természetesen „nagy állomásokkal”). Ahhoz, hogy a Holdon keresztül tovább dolgozhasson, ennek megfelelően javítania kellett a BEÁLLÍTÁSÁNAK. De mint az életben mindig megtörténik: a pénzhiány, a korlátozott hely az antennák felszereléséhez, az erősítő nagy teljesítménye miatti szomszédokkal való interferencia végül lehűtötte a lelkesedésemet. De teljesen átéltem azt a hatalmas örömet és azt az érzést, hogy még tehet valamit ezen a bűnös földön...

73!

A Hold a Föld műholdja, gyakran látjuk az égen. Néha még a hold is megvilágítja utunkat éjszaka. De ma nem beszélünk csillagászati ​​jellemzőkről. Beszéljünk arról, hogyan kell rádiókommunikációt folytatni a Holdon keresztül. Holdkommunikáció vagy EME QSO rádióamatőr zsargonban.

Az első holdi kommunikációt a múlt század 40-es éveiben végezték tudósok, a rádióamatőrök pedig a 60-as években kezdték el a kommunikációt. Kommunikációhoz elsősorban VHF amatőr rádiósávokat használnak, és sokak számára a legnépszerűbb, 144 megahertzes tartomány válik a kiindulóponttá.

Most a 21. század van, és a technikai lehetőségek lehetővé teszik a holdi kommunikációt meglehetősen szerény berendezésekkel. Ezért az RA9DA úgy döntött, hogy ilyen kísérleteket hajt végre, hogy megbizonyosodjon, de úgyszólván érezze is a különbséget az antennák és más vevő és adó kommunikációs berendezések között.

Csak 50 watt az Icom adó-vevő kimenetén. Két 9 elemből álló antenna vízszintes polarizációban. A jeleket hallgatva és fogadva már korábban is kaptam őket, de itt úgy döntöttem, hogy az átvitelen fogok dolgozni. Kiválasztottam az egyik nagy teljesítményű rádióállomást, az UA3PTW-t, és hívjuk fel egy általános hívásra.

Nem mondta, hogy a moduláció típusa a digitális JT-65b a WSJT programmal, amely letölthető a szerző K1JT webhelyéről.
A gondok elkezdődtek, az orosz VHF portálon arról számolt be, hogy elkezdte az első holdkapcsolat létrehozását, méghozzá ilyen gyenge beállítással. Senki nem nevetett rajtam, de tanácsokkal segítettek, hogy kivel próbálkozzak. Dmitrij UA3PTW-vel pedig megbeszéltük, és rájöttünk, hogy már csak 2-3 decibel hiányzik. Azon a napon pedig nagy volt a degradáció, hogy legközelebb, amikor már kisebb vagy a legkisebb lesz a degradáció, lehetséges lesz a kapcsolat.

Ülök és forgatom az antennákat azimutban és magasságban vagy magasságban is. A program tartalmazza ezeket az adatokat - hova kell irányítani az antennát, és várom a KB8RQ-t, Észak-Amerika egyik legerősebb rádióállomását.
Látom, hívom és halkan, nyugodtan, mintha nem ez lenne az első holdi qso, rádiókommunikáció megy át a Holdon. Megtörtént az első émám – kapcsolat. Felfedeztem egy új típusú kommunikációt – a Holdon keresztüli kommunikációt.
Felismerve, hogy ez egyáltalán nem az én érdemem, hanem azon az oldalon, ahol 24 antennás nagy antennarendszert használnak a vételre.

Első kapcsolataim

Néhány nappal később, amikor a degradáció minimális volt, létrehoztam egy holdkapcsolatot az UA3PTW-vel. Az eredmény, bár kicsi, de egy eredmény és egy út a további fejlesztéshez, az antennarendszer fejlesztéséhez és annak megértéséhez, hogy végül is 50 watt nem elég, és elkezdheti egy nagy teljesítményű végerősítő építését.

A következő tudósító a Holdon az olasz I2FAK volt. 16 antennája van erre a tartományra, és könnyedén fogadott, és még egy harmadik eme-qso-t vezettünk le nekem.

Valószínűleg sokan hallottunk már az „alvajárókról”, akik képesek álmukban vándorolni, elkerülni az akadályokat anélkül, hogy traumatikus következményeket okoznának maguknak. Ez a cikk azonban az „őrültek” egy teljesen más kategóriájáról fog beszélni, nevezetesen a rajongók egy csoportjáról, akik erőfeszítéseket és erőforrásokat nem kímélve érdekes kísérleteket végeznek a rádiókommunikáció területén természetes holdunk, a Hold segítségével, tanulmányozva és felfedezve. ennek a folyamatnak minden aspektusa.EME (az angol "Earth - Moon - Earth" - "Earth - Moon - Earth" szóból) - a Holdat reflektorként használó VHF rádiókommunikációs technika. Már régen felmerült az ötlet, hogy a Holdat, a Föld műholdját passzív reléként használjuk. A rádióhullámok első visszaverődését a Hold felszínéről még 1946-ban szerezték meg egymástól függetlenül ebben az irányban dolgozó magyar és amerikai tudósok. A kísérletek során 200 kW teljesítményű, mintegy 2 méteres hullámhosszon működő adókat és 400 erősítésű antennákat használtak. Ebben az irányban sok munka folyt 1954-57-ben a Gorkij Egyetemen. A kísérletekhez 10 és 3 cm-es hullámokat használtunk, az antenna irányítottsági együtthatója 3 cm-es hullámnál elérte a 120 ezret, i.e. az energiát 0,5 fokos szögben koncentráltuk, a kísérletek eredményeként megmértük a Holdról érkező rádióhullámok visszaverődési együtthatóját, ami kb. a Hold korongja. A Holdon végzett radarkísérletek valódi alapot adtak a Hold passzív átjátszóként való használatának ötletéhez, amely a rádióamatőrök érdeklődését is felkeltette. 1960 júliusában pedig az 1296 MHz-es sávban megtörtént az első amatőr rádiókommunikáció az amerikai W6HB és W1BU amatőr rádióállomások között. 1964-ben az első rádiókommunikáció a 144 MHz-es sávban az OH1NL és a W6DNG rádióamatőrök között.A Szovjetunióban az első amatőr rádiókommunikációt a Hold felett 1979. május 11-én bonyolították le a kollektív rádióállomás kezelői. UK2BAS, a 432 MHz-es sávban. Partnerük K2UYH volt. Később, 1981. január 19-én az UT5DL rádióamatőr üzemeltette az első rádiókommunikációt a 144 MHz-es sávban. Társa a maine-i K1WHS volt, amely akkoriban a legnagyobb antennával rendelkezett (24 nyíl 14 elemből) Ma a Föld minden kontinenséről rádióamatőrök ezrei folytatnak amatőr kommunikációt a Holdon keresztül a 144-es, 432-es, 1296-os sávokban. 5600 MHz. Minden tartománynak megvannak a maga sajátosságai, előnyei és hátrányai. Az EME esetében meglehetősen összetett antennaeszközöket használnak - parabolaantennákat vagy nagy számú elemet tartalmazó hullámcsatorna-antennákat. Az EME lényege - alapvető műszaki szempontok Ha két állomás van felszerelve és egyszerre látja a Holdat, akkor az EME rádiókommunikációt folytatni tudja. A siker eléréséhez azonban több próbálkozásra is szükség lehet. A jelek nagyon halvány visszhangok, amelyeket a Hold felszíne tükröz vissza. Általában a zajszinten vagy az alatt vannak, esetenként rövid ideig a zaj fölé emelkedve. Nézzünk meg néhány technikai tényezőt, amelyek befolyásolják az EME rádiókommunikációt, különösen a 2 m-es sávban Polarizáció. Az EME jelek polarizációja folyamatosan változik, ami teljes jelvesztéshez vagy nagyon mély fadinghoz vezet. Két fő polarizációs hatás létezik: A térbeli polarizáció a geometria függvénye. Az EME jel hullámfront-polarizációja két állomás között forgatható. A forgás mértéke a két állomás földrajzi hosszúságának és a Hold égbolt helyzetének arányától függ. A legtöbb holdkövető számítógépes program kiszámítja a térbeli polarizáció mértékét, és megmutatja az optimális időt a skedek hozzárendeléséhez Faraday-effektus – A Föld mágneses tere egy rádióhullám polarizációja többszörös elfordulását idézi elő, amikor a jel áthalad az ionoszférán, miközben az ionoszféra felé halad, ill. a Holdról. Ez a vett jel ciklikus fadingjához vezet. Két méternél a jelcsúcsok közötti időszak (azaz a 90 fokos fordulás ideje) körülbelül 30 perc. A Faraday-effektus jelenleg nem számolható el a számítógépes programokban, a térbeli polarizáció és a Faraday-forgás káros hatásai minimalizálhatók forgó, lineárisan polarizált, X, Y és Z tengely körül forgó antennák, vagy egyszerűbben keresztpolarizált antennák alkalmazásával. Yagis és még sokan mások. A rádiókommunikációt két állomás is sikeresen bonyolítja le lineáris polarizációt alkalmazva, egyszerűen egy kedvezőtlen időpont „kivárásával”, vagy a kísérlet másik időpontra halasztásával, amikor a térbeli polarizáció és a Faraday-effektus kombinációja kedvező eredményt ad Libration fading. A Földről nézve úgy tűnik, hogy a Hold kissé előre-hátra "leng" a tengelyén. Ezt a mozgást "libration"-nak nevezik. A Hold egyenetlen felszínének különböző részeiről visszaverődő jelek által megtett út hossza folyamatosan változik, ami a jel meglehetősen gyors „jitteréhez” vezet néhány dB-en belül. Két méternél a jel gyengülése és növekedése körülbelül 2 másodperces perióduson belül következik be. A jelerősség rövid távú növekedése segíthet egy kis energiájú állomásnak olyan rádiókommunikáció létrehozásában, amely egyébként nem lenne lehetséges. Doppler effektus. Ahogy a Hold a Földön lévő megfigyelőhöz képest mozog, az EME jel Doppler-eltolódása következik be. 2 méteres magasságban ez körülbelül plusz 350 Hz holdkeltekor, 0 Hz, amikor a Hold van felette, és mínusz 350 Hz holdnyugtakor. A Doppler-eltolás a gyakoriság növekedésével növekszik. A vett jel frekvenciájának ezt az eltolódását egy RIT detune vagy egy külön VFO használatával kell figyelembe venni, amikor a visszhangját vagy egy másik állomást hallgatja a hozzárendelt frekvencián. 2 méteren bevált gyakorlat, hogy a detunet 750 Hz-en belül elforgatja a várható vételi frekvencia (azaz a sked + - Doppler-eltoláshoz rendelt frekvencia) mindkét oldalára, amikor a tudósítót hallgatja. Szintén jobb, ha „széles” vevőszűrőt használ, például 500 Hz-es, amikor először hangol egy állomásra. A jel észlelése után a vevőszűrő a szükséges mértékre szűkíthető a jel-zaj arány javítása érdekében Égi zaj (zaj hőmérséklet). A körülbelül 28 napos holdhónap során a Hold a pályáján haladva elhalad számos rádiófrekvenciás zajt kibocsátó égitest, például a Nap és más csillagok és bolygók előtt. Egyes források zajosabbak, mint mások, de minden további zaj rontja a kommunikációs feltételeket az EME útvonalon. Az EME-hez használt legkisebb 2 méteres antennarendszerek félteljesítményű sugárszélessége körülbelül 30 foktól egy Yagi esetében 15 fokig terjed egy négy Yagi kötegénél. Mivel a Hold szögmérete a Földről nézve fél fok, az antenna "látja" a Hold körüli zajos égbolt jelentős részét. Az égbolt zaját vagy a zajhőmérsékletet Kelvin (K) fokban mérik. Két méternél az égbolt zaja minimum 175 K-től (ritka) 3000 K feletti értékig változik. A kevesebb jobb, és ha ez az érték meghaladja a 400 K-t, akkor az alacsony energiaigényű állomást nem valószínű, hogy hallja vagy hallja még a magas is. energia állomás. A zaj hőmérséklete a frekvencia növekedésével arányosan csökken.Útveszteségek. Egy holdhónap során a Hold enyhén elliptikus pályán mozog, a Földtől mért távolsággal, a perigeustól (a Földhöz legközelebbi ponttól) körülbelül 221 500 mérföldtől az apogeusig (a legtávolabbi pontig) 252 700 mérföldig. Ezek a távolságok körülbelül 2,5 másodperces késleltetést eredményeznek az EME visszhangjában. 2 méternél a jelcsillapítás ezen a távolságon körülbelül 251,5 dB perigeusban és 253,5 dB apogeusban, és a csillapítás a frekvencia növekedésével növekszik. A perigeus és az apogee közötti 2 dB-es különbség jelentős tényező az alacsony energiájú állomások esetében. Így a legtöbb skedet akkor írják elő, amikor a Hold a perigeum közelében van. Ez egy "minőségi szám", amelyet a legtöbb holdkövető program számít ki, amelyek az EME jel-zaj degradációt (DGRD) dB-ben számítják ki egy adott holdpozícióra és dátumra. A Hold irányú járulékos égboltzaj plusz a Föld-Hold távolság összehasonlítása a lehető legkisebb égboltzajjal és az abszolút legkisebb távolsággal a perigeusban. A havi holdciklus során ez a tényező két méteren több mint 13 dB-lel változik. Egy alacsony energiaigényű állomásnak van a legnagyobb esélye 2 m-es EME QSO létrehozására, ha a degradáció kisebb, mint 2,5 dB, és a kevesebb jobb. Ez az az egyenlítő feletti/alatti fokban mért helyzet, ahol a Hold megjelenik az égen. A maximális pozitív (vagy északi) deklináció körülbelül +23 fok. Az északi féltekén lévő állomások EME működésének legjobb feltételei akkor vannak, amikor a legnagyobb a deklináció, mivel ez biztosítja a lehető leghosszabb működési ablakokat az északi féltekén lévő két állomás között (pl. USA-Európa, USA-Japán). Ezenkívül az égbolt zaja általában kisebb nagy deklináció esetén. Ahogy a Hold deklinációja 0 fokon túllépve (közvetlenül az Egyenlítő felett) negatívvá válik, a Hold egyre délebbre emelkedik, és az északi félteke állomásainak ablaka lerövidül. Ha az EME-t két méteren üzemelteti, különösen az alacsony energiafelhasználású állomások, antennamagassággal vagy anélkül, akár 6 dB további antennaerősítést is tudnak fogadni, ha az antenna a horizont felé mutat. Az antenna előtti sík, akadálytalan talajról érkező jelvisszaverődések bizonyos emelkedési szögeknél csúcsokat és süllyedéseket okoznak a sugárzási mintában, ami akár 6 dB-es erősítésnövekedést is eredményezhet. Feltételezhető, hogy a horizont felől a talajzaj szintje nem növekszik jelentős mértékben. A talajhatás akkor hasznos, ha a Hold 0 és 10-12 fok között van napkelte és napnyugtakor. Holdfázisok. A négy holdfázis közül (újhold, első negyed, telihold és utolsó negyed) az újhold plusz-mínusz egy-két napját kerülni kell a Nap zaja miatt. Az éjszakai telihold a legkedvezőbb. Ha nappal látható a Hold, a Nap okozta ionoszféra-zavarok ronthatják az EME körülményeit. Tehát általában az éjszaka a legjobb munkaidő. A legalkalmasabb az EME kétméteres üzemeltetésére, amikor a perigee, a legnagyobb északi deklináció (az északi félteke állomásainál), a minimális égbolt zaj, a legkisebb degradáció és az esti órák, amelyek mindegyike egybeesik. Ez az optimális helyzet azonban csak kilencévente fordul elő, amikor a Hold a lehető legközelebb van a Földhöz. Ez utoljára 1999-2000-ben történt, ebben a kilencéves ciklusban a maximális deklináció és a perigeus idővel eloszlott. Általában a legjobb kompromisszum az, ha olyan időpontot választunk, amikor az égbolt zaja (zajhőmérséklete) a minimumon van. Legközelebb 2007 és 2010 között lesz a degradáció minimális, és ennek megfelelően az EME feltételei is a lehető legjobbak lesznek. nagyon messze van, a rádió lefedettségi területe nagyon nagy. A rádióamatőrök több ezer kilométeren keresztül sikeresen kommunikálnak. Még versenyeket is tartanak a Holdon keresztüli kommunikációnak, néhányat a repülés és űrhajózás napján tartanak.

A Hold a Földhöz legközelebb eső égitest. Sugárja 1737 km, tömege 81,3-szor kisebb a Föld tömegénél, átlagos sűrűsége 3,35 g/köb. cm, azaz másfélszer kisebb, mint a Föld sűrűsége. Egy holdnap hossza 29,5 földi nap. Az átlagos távolság a Föld-Hold-Föld útvonal mentén 750 ezer km, a jelgyengülés ezen az úton a méteres tartományban lévő rádióhullámok esetében kb. 200db, azaz. A jel tízszer, a tizedik fokozatig csillapodik, és oda-vissza jár 2,5 másodpercig.

Már régen felmerült az ötlet, hogy a Holdat, a Föld műholdját passzív átjátszóként használjuk. A rádióhullámok első visszaverődését a Hold felszínéről még 1946-ban szerezték meg egymástól függetlenül ebben az irányban dolgozó magyar és amerikai tudósok.

A kísérletek során 200 kW teljesítményű, mintegy 2 méteres hullámhosszon működő adókat és 400-as erősítésű antennákat használtak.
Ebben az irányban sok munkát végeztek 1954-57-ben a Gorkij Egyetemen. A kísérletekhez 10 és 3 cm-es hullámokat használtunk, az antenna irányítottsági együtthatója 3 cm-es hullámnál elérte a 120 ezret, i.e. az energia 0,5 fokos szögben koncentrálódott. E kísérletek eredményeként megmérték a Holdról érkező rádióhullámok visszaverődési együtthatóját, amely megközelítőleg 0,25 volt - és azt találták, hogy a visszaverődés a Hold látható korongjának középső részéből következik be. A Holdon végzett radarkísérletek valódi alapot adtak annak az ötletnek a megvalósításához, hogy a Holdat passzív átjátszóként használják.
A rádióamatőrök is érdeklődtek az ötlet iránt. 1960 júliusában pedig az 1296 MHz-es sávban megtörtént az első amatőr rádiókommunikáció az amerikai W6HB és W1BU amatőr rádióállomások között. 1964-ben az OH1NL és a W6DNG rádióamatőrök között az első rádiókommunikációt a 144 MHz-es sávban bonyolították le.
A Szovjetunióban az első amatőr rádiókommunikációt a Hold felett 1979. május 11-én bonyolították le az UK2BAS kollektív rádióállomás üzemeltetői a 432 MHz-es sávban. Partnerük K2UYH volt. Később, 1981. január 19-én a 144 MHz-es sávban az első rádiókommunikációt az UT5DL rádióamatőr üzemeltető végezte. Partnere a maine-i K1WHS volt, amely akkoriban a legnagyobb antennával rendelkezett (24 gém 14 elemből).
1981. április 20-án e cikk szerzője (ex UB5JIN) megtette első rádiókommunikációját. És aztán folytatódott és folytatódott: 1981. december 6., az első Unión belüli rádiókommunikáció (UB5JIN és UA3TCF), 1982. január 11. - az első rádiókommunikáció a Szovjetunió területéről az SSB-n - (UB5JIN és K1WHS), 1982. augusztus 15-én az első kommunikáció Japánnal (UB5JIN és JA6DR), október 10-én Venezuelával (UB5JIN és YV5ZZ) és így tovább...
Ma rádióamatőrök ezrei a Föld minden kontinenséről folytatnak amatőr kommunikációt a Holdon keresztül a 144, 432, 1296, 5600 MHz tartományban. Minden tartománynak megvannak a maga sajátosságai, előnyei és hátrányai.
A Holdról visszaverődő jelek földi vétele nagy alapvető nehézségekbe ütközik:
A Hold a Földhöz képest nagy szögsebességgel mozog, így a visszavert jelre a „Doppler” hatás vonatkozik, azaz a mozgó testről visszaverődő hullám rezgési frekvenciája eltér az elküldött hullám frekvenciájától. a 144 MHz-es tartomány eléri a 427 Hz-et.
A Faraday-effektus is nagy hatással van a vett jelre, vagyis az átvitt jel polarizációs vektorának elfordulására, ami mély jelgyengülésben fejeződik ki, ennek kiküszöbölésére körkörös polarizációjú antennákra van szükség, amelyek nehezen kivitelezhetők tervezési okokból a 144 MHz-es tartomány.
A kozmikus zaj erősen befolyásolja a mérőtávjelek vételét, például: az égi szféra minimális zajhőmérséklete 136 MHz-es frekvencián 1982 februárjában 210 Kelvin fok vagy 2,35 db volt a minimumpontokon és 2750 fok vagy 10,2 db a maximális pontokon.
Számos probléma kapcsolódik a Föld troposzférájának és ionoszférájának átlátszóságához, a légköri és helyi elektromos interferenciához is.
A Föld-Hold-Föld útvonal hozzávetőleges csillapítása különböző sávokra a táblázatban fejezhető ki: A Hold helyzete Távolság (ezer km) 144 MHz (db) 432 MHz (db) 1296 MHz (db)
Perigee 356.334187.08196.62206.15
Apogee 406.610188.21197.76207.21

Az ilyen csillapítás leküzdése érdekében egy rádióamatőrnek, aki E-M-E rádiókommunikációt akar folytatni, nagyon komoly berendezéseket és antennákat kell készítenie. Az út menti csillapítás, valamint a vevő és adó ismert kezdeti adatai alapján elkészíthető az antenna erősítésének grafikonja különböző rádióhullám-sávokra:

Ennél: TX = 700 watt
RX = 1 db
DF = 100 Hz
A grafikonon látható, hogy a 144 MHz-es tartományban 1 db-el a zaj feletti visszhang vételéhez az antennáknak (adó és vevő) összesen körülbelül 43 db-nak kell lennie, azaz egy jó E-M-E antennának legalább 21,5 db erősítéssel kell rendelkeznie. Bár a rádiókommunikáció lehetséges kisebb erősítésű antennák használatakor, a rádióamatőr K1WHS rádiókommunikációhoz (antenna 24 x 14 és KU egyenlő 27 db) elég egy 15-16 db erősítésű antenna!
A sikeres E-M-E munkához tisztán kell ismernie a Hold helyzetét, kelésének és lenyugvásának idejét ön és partnerei számára. A rádióamatőrnek ismernie kell a Hold perigéust és apogéjét, valamint Európára, Japánra, Dél- és Észak-Amerikára „ablakát”, tudnia kell azokat a napokat, amikor a Hold pályája közel esik a Hold pályájához. Nap, mivel a 30 fokosnál kisebb eltérésű rádiókommunikáció a Napból érkező nagy zajsugárzás miatt lehetetlen.
Holdmunka során egy érdekes jelenség, az úgynevezett „földhatás” is megfigyelhető, azaz holdkeltekor és napnyugtakor a visszavert jelek szintje 1-3 db-el észrevehetően megnövekszik, így a „KN74BX” négyzetre egy kifejezett hatás napnyugtakor volt megfigyelhető (ebben az irányban a 40-50 km-es síkság a Fekete-tenger medencéjével végződik), napkeltekor a „talajhatás” nem volt megfigyelhető (a Krími-hegység gerincébe forduló dombos terep).
A Holdon való munka során nagyon érdekes tevékenység a visszhangtesztek elvégzése. Ezt célszerű az E-M-E régión kívül (144 000-144,015 MHz) megtenni. Pontok vagy kötőjelek sorozata kerül átvitelre, a „BK”, „SK” kombinációk jobban érzékelhetők.. Körülbelül 2,5 másodperc elteltével visszhangjel érkezik. Oldalirányú frekvenciája (Doppler-effektus) nem haladja meg a 427 Hz-et. A visszhang nem mindig és nem mindig hallható, ez a körülményektől függ. Ha egy adott pillanatban a visszhang nem hallható a QTH-ban, ez nem jelenti azt, hogy a jel nem tükröződik és nem érkezik például Afrikában vagy Amerikában. És fordítva – jól hallod a partneredet, a visszhangodat, de a partnered ebben a pillanatban nem hall téged. Kísérletek kimutatták, hogy az 1-2 db zajszint feletti visszhang, amely időről időre érkezik, teljesen elfogadható lesz az E-M-E munkához.
A cikk szerzője kísérleteket végzett különböző antennákkal: 13 EL, 16 EL, 8x9 EL, 8x15 EL és előerősítőkkel az antennán 0,5 - 1,5 db zajszinttel. Az adó teljesítményerősítője két 4CX350A lámpával készült, push-pull áramkörrel (P out ~ 1 Kw). A tapasztalat azt mutatja, hogy az ilyen berendezések, antennák és energia teljesen elegendőek a megfelelő működéshez a Holdról visszavert jelek használatával. Az év során 5 kontinensen több mint 100 különböző tudósítóval bonyolítottak rádiókommunikációt.
Mint korábban említettük, az E-M-E jelek vételére szolgáló antennarendszerek az egyik fő tényező. Az antennarendszernek vízszintes forgással, valamint függőleges magassággal kell rendelkeznie, az azimut pontosságával és magassága nem lehet rosszabb, mint 5-7 fok. Az antennarendszer erősítésének legalább 18-19 db-nak kell lennie. Az F9FT típusú antennákon alapuló antennatömbök jól beváltak: 8x9, 8x13, 4x16, 8x16, amelyek könnyen megismételhetők és szerkezetileg egyszerűek.
És végül az antennaerősítőkről szeretném felhívni a rádióamatőrök figyelmét a gondos, aprólékos hangolásra, legalább a legegyszerűbb zajgenerátorral 2D2S lámpán, mert Nem elég egy jó tranzisztort szállítani, meg kell valósítani a műszaki paramétereit.
Az E-M-E jelek szintjének pontos mérése érdekében a kísérletek során az LF vevő kimenetére célszerű egy V3-38, V3-39 típusú AC voltmérőt (decibel skálával) csatlakoztatni.

A Radio magazinnak 1982. november 9-én elküldött cikk rövidített változata.
Fennmaradt piszkozatokból helyreállítva, 2003. november 22., 21 év múlva!!!

3/3. oldal

Amint a Hold kezdett elég magasra emelkedni, a visszhangjelekkel végzett kísérletek tovább folytatódtak. És augusztus 8-án egy új szakasz - Barry VE4MA kapta a jeleimet. Körülbelül 0,3 másodpercig tartó, körülbelül 1 másodperces kötőjelek sorozata volt. Három nappal később a kísérletben részt vevő összes résztvevő elfogadta a jelzéseimet. Sajnos minden próbálkozásom, hogy válaszjeleket kapjak a Gary AD6FP-től, sikertelen volt. Még csak nyoma sem volt jel jelenlétének.

Meg kell jegyezni, hogy most van a legrosszabb idő a Holdon keresztüli kommunikációra, különösen a milliméteres hullámtartományban. A légkörben bekövetkező nagy veszteségek miatt a kommunikáció csak nagy magassági szögekben lehetséges. Az Észak-Amerikával folytatott EME QSO esetében havonta csak 3-5 nap van, amikor a Hold elég magasan van, de ezek a napok most egybeesnek a Hold körüli pálya csúcspontjával, ami 2 dB további veszteséget eredményez. Ráadásul manapság telihold van, ami a Hold maximális termikus zajának felel meg, ellentétben az alacsonyabb frekvenciatartományokkal, amelyekben a Hold fázisának szinte nincs hatása a zajra (a visszaverődés egy kb. nagyobb mélységben a Hold felszínétől, ahol a hőmérséklet meglehetősen állandó), ben A 47 GHz-es tartományban több mint másfélszeres változás figyelhető meg a Hold zajhőmérsékletében. Ha figyelembe vesszük, hogy az antenna sugárzási mintázata teljesen beleillik a Hold szögméretébe, akkor egyértelmű, hogy a zaja határt szab a vevő érzékenységének növelésének. Emiatt úgy döntöttem, hogy felhagyok az alacsony zajszintű erősítő hűtésére tett kísérletekkel. Technikailag ezt meglehetősen nehéz megvalósítani, és a jel-zaj arányban a maximális nyereség folyékony nitrogénnel hűtve 1-2 dB lehet. Nyilvánvalóan ez a növekedés nyilvánvalóan nem volt elég.

Ennek eredményeként egyetlen módszer maradt - a vett jel digitális feldolgozása. Sajnos a jól ismert programok erre az esetre nem alkalmasak, mivel azokat keskeny sávú, alacsony frekvenciájú jelekre tervezték. Esetünkben a visszavert jel spektrumának szélessége eléri a több száz Hz-et. Ezt egyrészt a Holdról való visszaverődés többsugaras jellege okozza, amikor minden nyalábnak saját Doppler-frekvenciaeltolódása van, másrészt a milliméteres rádióhullámok légköri terjedése során fellépő jelingadozások. Mivel készen nem találtunk semmit, ezért saját programon kellett gondolkodnunk. Itt ismét szerencsém volt, régi barátom, Vlagyimir Barcsukov (http://www.orc.ru/~micron) vállalta, hogy segít ebben az ügyben.

Az első eredmények november 2-án születtek, amikor egy sor „kötőjelet” lehetett kapni a Gary AD6FP-től, november 27-én pedig mindkét hívójelet (47GHz.wav) sikerült elkülöníteni a zajtól. Az átvitelhez a szokásos morze-kódot használták kéthangú frekvenciatávíró (BFSK) módban, a vételhez pedig az ismétlődő információ inkoherens felhalmozásának módszerét.

Ugyanakkor biztosítani kellett az adó és vevő frekvenciáinak nagy pontosságát, valamint a folyamatosan változó Doppler-frekvencia eltolódás automatikus korrekcióját a teljes munkamenet során. Végül is ebben az esetben nincs lehetőség a frekvencia valódi jellel történő beállítására. A jel leválasztása után kiderült, hogy a hiba csak 100 Hz körül volt. Alig néhány éve ez lehetetlen lett volna, mivel nem voltak olyan programok, amelyek pontosan kiszámították volna a Hold felszínéről visszaverődő jel Doppler-frekvenciaeltolódását. Most már vannak ilyen programok, és a legkényelmesebb közülük az F1EHN legújabb verziója (EME SYSTEM V5.1). Magától értetődik, hogy mindkét tudósító frekvenciakalibrációs pontosságát több tíz hertzben mérik. Összehasonlításképpen a kétméteres tartományban ez körülbelül 0,1 Hz-es frekvenciapontosságnak felel meg.

Az elemzés azt mutatta, hogy a vett jel szintje körülbelül -20 dB volt a 2,5 kHz-es sáv zajteljesítményéhez képest (ahogy ez a WSJT-ben megszokott). Összehasonlításképpen, egy ilyen „Aurora-szerű” jel a Spectran program használatával gyakorlatilag nem hallható és láthatatlan körülbelül -15 dB szinttől.

Azt javasoltam, hogy hívjuk a programot MWCW (Millimeter wave CW). Megfelelő fejlesztés után azonban nem csak milliméteres hullámoknál lehet hasznos.

Így alapvetően minden technikai probléma megoldódott. Nincs más hátra, mint várni a magas holdat, a jó időt és egy bizonyos mennyiségű szerencsét. És hogy a berendezés ne hibásodjon meg.

A TWT ellenőrzése és beállítása az asztalon.