Komunikasi radio menggunakan pantulan bulan. Hubungan dengan pantulan permukaan bulan (EME) dan pantulan jejak meteor (MS)

Bulan merupakan benda langit yang paling dekat dengan Bumi. Jari-jarinya 1.737 km, massanya 81,3 kali lebih kecil dari massa Bumi, dan kepadatan rata-ratanya adalah 3,35 g/kubik. cm, yaitu satu setengah kali lebih kecil dari kepadatan bumi. Panjang satu hari di bulan adalah 29,5 hari di bumi. Jarak rata-rata sepanjang jalur Bumi-Bulan-Bumi adalah 750 ribu km, redaman sinyal sepanjang jalur ini untuk gelombang radio dalam rentang meter adalah sekitar 200db, yaitu. Sinyal dilemahkan sepuluh kali, hingga pangkat sepuluh, dan maju mundur selama 2,5 detik.

Ide untuk menggunakan Bulan, satelit Bumi, sebagai repeater pasif sudah ada sejak lama. Pantulan pertama gelombang radio dari permukaan Bulan diperoleh pada tahun 1946 oleh para ilmuwan Hongaria dan AS yang bekerja ke arah ini secara independen satu sama lain. Selama percobaan, digunakan pemancar dengan daya 200 kW, beroperasi pada panjang gelombang sekitar 2 meter dan antena dengan penguatan 400.

Antena "bulan" Alexander, RN6BN. 64 antena dari 32 elemen.

Banyak pekerjaan ke arah ini dilakukan pada tahun 1954-57 di Universitas Gorky. Untuk percobaan digunakan gelombang 10 dan 3 cm, koefisien directivity antena pada gelombang 3 cm mencapai 120 ribu yaitu. energi terkonsentrasi pada sudut 0,5 derajat. Dari hasil percobaan tersebut, koefisien pemantulan gelombang radio dari Bulan diukur, yaitu kira-kira 0,25 - dan diketahui bahwa pemantulan terjadi dari bagian tengah piringan Bulan yang terlihat. Eksperimen dengan radar di Bulan memberikan landasan nyata bagi implementasi gagasan menggunakan Bulan sebagai repeater pasif.

Amatir radio juga tertarik dengan ide ini. Dan pada bulan Juli 1960, komunikasi radio amatir pertama dilakukan pada pita 1296 MHz antara stasiun radio amatir klub Amerika W6HB dan W1BU. Pada tahun 1964, komunikasi radio pertama dilakukan pada pita 144 MHz antara amatir radio OH1NL dan W6DNG.

Di Uni Soviet, komunikasi radio amatir pertama di Bulan dilakukan pada 11 Mei 1979 oleh operator stasiun radio kolektif UK2BAS, pada pita 432 MHz. Mitra mereka adalah K2UYH. Kemudian, pada tanggal 19 Januari 1981, operator radio amatir UT5DL melakukan komunikasi radio pertama di pita 144 MHz. Rekannya adalah K1WHS dari Maine, yang memiliki antena terbesar saat itu (24 boom dari 14 elemen).

Pada tanggal 20 April 1981 yang sama, penulis artikel ini (eks UB5JIN) melakukan komunikasi radio pertamanya. Dan kemudian berlanjut: 6 Desember 1981, komunikasi radio intra-Union pertama (UB5JIN dan UA3TCF), 11 Januari 1982 - komunikasi radio pertama dari wilayah Uni Soviet melalui SSB - (UB5JIN dan K1WHS), 15 Agustus 1982 komunikasi pertama dengan Jepang (UB5JIN dan JA6DR), 10 Oktober dengan Venezuela (UB5JIN dan YV5ZZ) dan seterusnya...

Saat ini, ribuan amatir radio dari seluruh benua di dunia melakukan komunikasi amatir melalui Bulan pada rentang 144, 432, 1296, 5600 MHz. Setiap rentang memiliki karakteristik, kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

Penerimaan sinyal yang dipantulkan dari Bulan di bumi menghadapi kesulitan mendasar yang besar:

Bulan bergerak relatif terhadap Bumi dengan kecepatan sudut yang tinggi, sehingga sinyal yang dipantulkan terkena efek “Doppler”, yaitu. gelombang yang dipantulkan dari suatu benda yang bergerak mempunyai frekuensi osilasi yang berbeda dengan frekuensi gelombang yang dikirim. Selisih rentang 144 MHz ini mencapai 427 Hz.

Efek Faraday juga mempunyai pengaruh yang besar terhadap sinyal yang diterima, yaitu. rotasi vektor polarisasi sinyal yang ditransmisikan, yang dinyatakan dalam pemudaran sinyal yang dalam. Untuk menghilangkan efek ini, diperlukan antena terpolarisasi sirkular, yang sulit diterapkan pada rentang 144 MHz karena alasan desain.

Kebisingan kosmik mempunyai pengaruh yang kuat terhadap penerimaan sinyal jangkauan meter, misalnya: suhu kebisingan minimum bola langit pada frekuensi 136 MHz pada bulan Februari 1982 adalah 210 derajat Kelvin atau 2,35 db pada titik minimum dan 2750 derajat atau 10,2 db pada titik maksimum.

Banyak masalah juga terkait dengan transparansi troposfer dan ionosfer bumi, gangguan listrik atmosfer dan lokal.

Perkiraan redaman pada jalur Bumi-Bulan-Bumi untuk rentang yang berbeda dapat disajikan dalam tabel:

Untuk mengatasi redaman tersebut, seorang amatir radio yang ingin melakukan komunikasi radio E-M-E harus membuat peralatan dan antena yang sangat serius.

Antena EME W5UN. 32 antena dari 32 elemen.

Untuk menerima gema sinyal Anda dengan tingkat 1 db di atas kebisingan dalam rentang 144 MHz, antena (pemancar dan penerima) harus memiliki total sekitar 43 db, yaitu. antena yang baik untuk E-M-E harus memiliki penguatan minimal 21,5 db. Meskipun komunikasi radio dapat dilakukan jika menggunakan antena dengan penguatan yang lebih rendah, untuk komunikasi radio dengan radio amatir K1WHS (antena 24 x14 dan KU sama dengan 27 db) cukup memiliki antena dengan penguatan 15-16 db!

Agar pekerjaan E-M-E berhasil, Anda perlu mengetahui dengan jelas posisi Bulan, waktu terbit dan terbenamnya untuk Anda dan mitra Anda. Program komputer akan membantu Anda dalam hal ini, misalnya: WSJT dan Orbitron

Seorang amatir radio perlu mengetahui periode perigee dan apogee Bulan serta “jendela” ke Eropa, Jepang, Amerika Selatan dan Utara. Perlu diketahui hari-hari dimana lintasan Bulan mendekati lintasan Matahari, karena Komunikasi radio dengan perbedaan kurang dari 30 derajat tidak mungkin dilakukan karena besarnya emisi kebisingan dari Matahari.

Selama penjelajahan bulan, fenomena menarik yang disebut “efek tanah” juga diamati, yaitu. Saat bulan terbit dan terbenam, terjadi peningkatan nyata pada tingkat sinyal yang dipantulkan sebesar 1-3 db.

Aktivitas yang sangat menarik saat bekerja di Bulan adalah melakukan tes gema. Lebih baik melakukan ini di luar wilayah E-M-E (144.000-144.015 MHz). Serangkaian titik atau garis ditransmisikan, kombinasi “BK”, “SK” lebih baik dirasakan. Setelah sekitar 2,5 detik, sinyal gema diterima. Frekuensinya akan menyamping (efek Doppler) tidak lebih dari 427 Hz. Gema tersebut tidak selalu terdengar dan tidak setiap saat, tergantung kondisi. Jika pada saat tertentu gema tidak terdengar di QTH Anda, bukan berarti sinyal tersebut tidak dipantulkan dan tidak diterima, misalnya di Afrika atau Amerika. Dan sebaliknya - Anda dapat mendengar pasangan Anda, gaung Anda dengan baik, tetapi pasangan Anda saat ini tidak mendengarkan Anda. Eksperimen telah menunjukkan bahwa gema dengan tingkat 1-2 db lebih tinggi dari kebisingan, yang diterima dari waktu ke waktu, akan cukup dapat diterima untuk pekerjaan E-M-E.

Seperti disebutkan sebelumnya, sistem antena untuk menerima sinyal E-M-E adalah salah satu faktor utama. Sistem antena harus memiliki rotasi horizontal, serta elevasi vertikal dengan akurasi azimuth dan elevasi tidak lebih buruk dari 5-7 derajat. Penguatan sistem antena minimal harus 18-19 db.

Dan terakhir, tentang amplifier antena, saya ingin menarik perhatian amatir radio pada penyesuaian preamplifier yang cermat dan cermat. Memasang transistor yang bagus saja tidak cukup - Anda perlu menerapkan parameter teknisnya.

Sebagai bagian dari proyek perangkat lunak WSJT miliknya, Joe Taylor, K1JT, mengembangkan JT65 untuk pengoperasian EME sebagai perpanjangan dari WSJT. Mayoritas amatir radio (jika tidak semua) sekarang melakukan EME - QSO menggunakan program ini dan sangat sukses. Silakan kunjungi situs web K1JT http://www.physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wsjt.html untuk informasi lebih lanjut. Mode komunikasi digital ini tampaknya memberikan penguatan rasio signal-to-noise sekitar 10 dB melalui CW dan akan lebih memudahkan stasiun berenergi rendah untuk membuat lebih banyak EME QSO dibandingkan dengan menggunakan CW (kecuali dalam kondisi yang lebih baik) .

EME - antena KB8RQ.

Beberapa kutipan diambil dari artikel Vasily Beketov, UU2JJ (ex UB5JIN) - Komunikasi bulan pada 144 MHz.

Setelah banyak bekerja melalui meteor, saya memutuskan untuk mencoba membuat setidaknya satu koneksi EME. Saya sudah memiliki banyak pengalaman bekerja dengan program WSJT dan peralatannya, seolah-olah, secara teoritis memungkinkannya bekerja dengan BIG GUN (amatir radio dengan energi tinggi dan seluruh sistem antena pengarah).

Saat itu saya memiliki ICOM IC-910H dengan daya output 100 watt pada pita 144 MHz, preamplifier ICOM AG-25, 4 antena masing-masing 10 elemen (A144S10 dari Diamond, Jepang) dan Yaesu G-800 Meja putar DXA.

Saya memutuskan untuk melakukan kontak pertama saya dengan Alexander, RN6BN - karena lebih keras (baik di CW dan SSB) dan levelnya lebih kuat (menurut program WSJT), saya belum pernah menerima orang lain!

Saya mulai meneleponnya menggunakan mode JT65 secara khusus tanpa persetujuan sebelumnya (komunikasi acak) dan dia menjawab saya tanpa masalah. EME - QSO pertamaku berlangsung!!!

Hal ini sangat menginspirasi saya dan sekarang saya mulai menantikan terbit dan terbenamnya bulan. Karena saya memiliki antena tanpa kemungkinan ketinggian, saya diberi waktu sekitar 1 jam untuk mencoba membuat sambungan saat Bulan berada rendah di atas cakrawala.

Selain itu, “efek tanah” sangat membantu, ketika tambahan 1-2 dB ditambahkan ke sinyal utama sebagai akibat dari sinyal yang dipantulkan dari Bumi.

Koneksi kedua tanpa masalah dengan W5UN, koneksi ketiga dengan KB8RQ, dan sedikit demi sedikit berjalan...

Dalam 1 tahun saya melakukan lebih dari 50 komunikasi EME (tentunya dengan “stasiun besar”). Untuk terus bekerja di Bulan, Anda harus meningkatkan SETUP Anda. Namun seperti yang selalu terjadi dalam hidup: kekurangan dana, terbatasnya ruang untuk memasang antena, gangguan tetangga karena daya amplifier yang tinggi, akhirnya meredam semangat saya. Namun saya benar-benar merasakan kegembiraan yang luar biasa dan perasaan bahwa Anda masih bisa melakukan sesuatu di bumi yang penuh dosa ini...

73!

Bulan merupakan satelit bumi, kita sering melihatnya di langit. Kadang-kadang bahkan bulan menerangi jalan kita di malam hari. Namun hari ini kita tidak akan membicarakan karakteristik astronomi. Mari kita bicara tentang bagaimana melakukan komunikasi radio melalui Bulan. Komunikasi bulan atau EME QSO dalam jargon radio amatir.

Komunikasi bulan pertama dilakukan oleh para ilmuwan pada tahun 40-an abad terakhir, dan amatir radio mulai melakukan komunikasi pada tahun 60an. Untuk komunikasi, pita radio amatir VHF terutama digunakan, dan rentang 144 megahertz yang paling populer menjadi titik awal bagi banyak orang.

Sekarang abad ke-21, dan kemampuan teknis memungkinkan komunikasi bulan dilakukan dengan peralatan yang cukup sederhana. Jadi RA9DA memutuskan untuk melakukan eksperimen semacam itu, untuk memastikan, tetapi juga untuk merasakan, bisa dikatakan, perbedaan antena dan peralatan komunikasi penerima dan transmisi lainnya.

Hanya 50 watt pada output transceiver Icom. Dua antena dari 9 elemen dalam polarisasi horizontal. Mendengarkan dan menerima sinyal, saya telah menerimanya sebelumnya, tetapi di sini saya memutuskan untuk mengerjakan transmisi. Saya memilih salah satu stasiun radio yang kuat UA3PTW dan menelponnya untuk panggilan umum.

Ia tidak menyebutkan jenis modulasinya adalah JT-65b digital dengan menggunakan program WSJT yang bisa diunduh dari website penulis K1JT.
Masalahnya telah dimulai, dia melaporkan di portal VHF Rusia bahwa dia mulai mencoba membuat koneksi bulan pertama, dan bahkan dengan pengaturan yang lemah. Tidak ada yang menertawakan saya, tetapi mereka membantu saya dengan nasihat tentang siapa yang harus saya coba. Dan dengan Dmitry UA3PTW kami mendiskusikannya dan menyadari bahwa hanya 2-3 desibel yang hilang. Dan pada hari itu degradasinya sangat besar, sehingga pada saat berikutnya, ketika degradasinya lebih kecil atau paling kecil, penyambungan dapat dilakukan.

Saya duduk dan memutar antena dalam azimuth dan juga dalam elevasi atau elevasi. Program ini berisi data ini - ke mana mengarahkan antena dan saya menunggu KB8RQ, salah satu stasiun radio paling kuat di Amerika Utara.
Begitu, saya menelepon dan dengan tenang, tenang, seolah-olah ini bukan qso bulan pertama, komunikasi radio melewati Bulan. Eme pertama saya terjadi - koneksi. Saya menemukan jenis komunikasi baru - komunikasi melalui Bulan.
Menyadari bahwa ini bukan kelebihan saya sama sekali, tetapi di sisi di mana sistem antena besar yang terdiri dari 24 antena digunakan untuk penerimaan.

Koneksi pertamaku

Beberapa hari kemudian, ketika degradasi sudah minimal, saya melakukan koneksi bulan dengan UA3PTW. Hasilnya, meskipun kecil, adalah hasil dan jalan untuk pengembangan lebih lanjut, peningkatan sistem antena dan pemahaman bahwa 50 watt saja tidak cukup dan Anda dapat mulai membangun penguat daya yang kuat.

Koresponden berikutnya melintasi Bulan adalah I2FAK Italia. Dia memiliki 16 antena untuk rentang ini, dan dia dengan mudah menerima saya, dan kami melakukan eme-qso ketiga lagi untuk saya.

Mungkin banyak dari kita pernah mendengar tentang “sleepwalker” yang mampu mengembara dalam tidurnya, menghindari rintangan, tanpa menimbulkan akibat traumatis pada dirinya. Namun artikel ini akan membahas tentang kategori “orang gila” yang sama sekali berbeda, yaitu sekelompok peminat yang, tanpa mengeluarkan tenaga dan sumber daya, melakukan eksperimen menarik di bidang komunikasi radio dengan bantuan satelit alami kita, Bulan, mempelajari dan menjelajah. semua aspek dari proses ini.EME ( dari bahasa Inggris "Bumi - Bulan - Bumi" - "Bumi - Bulan - Bumi") - teknik komunikasi radio VHF yang menggunakan Bulan sebagai reflektor. Ide untuk menggunakan Bulan, satelit Bumi, sebagai relay pasif sudah ada sejak lama. Pantulan pertama gelombang radio dari permukaan Bulan diperoleh pada tahun 1946 oleh para ilmuwan Hongaria dan AS yang bekerja ke arah ini secara independen satu sama lain. Selama percobaan, pemancar dengan daya 200 kW digunakan, beroperasi pada panjang gelombang sekitar 2 meter dan antena dengan penguatan 400. Banyak pekerjaan ke arah ini dilakukan pada tahun 1954-57 di Universitas Gorky. Untuk percobaan digunakan gelombang 10 dan 3 cm, koefisien directivity antena pada gelombang 3 cm mencapai 120 ribu yaitu. energi terkonsentrasi pada sudut 0,5 derajat.Dari percobaan tersebut, koefisien refleksi gelombang radio dari Bulan diukur, yaitu sekitar 0,25 - dan ditemukan bahwa refleksi terjadi dari bagian tengah gelombang tampak. piringan Bulan. Eksperimen dengan radar di Bulan memberikan landasan nyata bagi gagasan untuk menggunakan Bulan sebagai repeater pasif.Para amatir radio pun menjadi tertarik dengan gagasan ini. Dan pada bulan Juli 1960, komunikasi radio amatir pertama dilakukan pada pita 1296 MHz antara stasiun radio amatir klub Amerika W6HB dan W1BU. Pada tahun 1964, komunikasi radio pertama dilakukan di pita 144 MHz antara amatir radio OH1NL dan W6DNG.Di Uni Soviet, komunikasi radio amatir pertama di Bulan dilakukan pada 11 Mei 1979 oleh operator stasiun radio kolektif UK2BAS, pada pita 432 MHz. Mitra mereka adalah K2UYH. Kemudian, pada tanggal 19 Januari 1981, operator radio amatir UT5DL melakukan komunikasi radio pertama di pita 144 MHz. Rekannya adalah K1WHS dari Maine, yang memiliki antena terbesar pada saat itu (24 panah dari 14 elemen).Saat ini, ribuan amatir radio dari seluruh benua di dunia melakukan komunikasi amatir melalui Bulan pada pita 144, 432, 1296, 5600MHz. Setiap rentang memiliki karakteristik, kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Untuk EME, perangkat antena yang agak rumit digunakan - antena parabola atau antena saluran gelombang dengan sejumlah besar elemen. Inti dari EME - aspek teknis dasar Jika dua stasiun dilengkapi dan dapat melihat Bulan secara bersamaan, maka keduanya dapat melakukan komunikasi radio EME. Namun, mungkin diperlukan beberapa kali percobaan untuk mencapai kesuksesan. Sinyal tersebut merupakan gema yang sangat samar yang dipantulkan oleh permukaan Bulan. Biasanya, mereka berada pada tingkat kebisingan atau bahkan lebih rendah, kadang-kadang naik di atas kebisingan untuk waktu yang singkat. Mari kita lihat beberapa faktor teknis yang mempengaruhi komunikasi radio EME, khususnya untuk pita 2m.Polarisasi. Polarisasi sinyal EME terus berubah, menyebabkan hilangnya sinyal sepenuhnya atau pemudaran yang sangat dalam. Ada dua efek polarisasi utama: Polarisasi spasial merupakan fungsi geometri. Polarisasi muka gelombang sinyal EME antara dua stasiun dapat diputar. Besarnya rotasi bergantung pada perbandingan garis bujur geografis kedua stasiun dan posisi Bulan di langit. Kebanyakan program komputer pelacak bulan menghitung jumlah polarisasi spasial dan menunjukkan waktu optimal untuk menetapkan sked.Efek Faraday - Medan magnet bumi menyebabkan polarisasi gelombang radio berputar beberapa kali saat sinyal melewati ionosfer dalam perjalanannya ke dan dari Bulan. Hal ini menyebabkan pemudaran siklik dari sinyal yang diterima. Pada jarak dua meter, periode antara puncak sinyal (yaitu waktu untuk berbelok 90 derajat) adalah sekitar 30 menit. Efek Faraday saat ini tidak dapat diperhitungkan dalam program komputer. Dampak buruk dari polarisasi spasial dan rotasi Faraday dapat diminimalkan dengan menggunakan antena berputar terpolarisasi linier yang berputar pada sumbu X, Y dan Z, atau, lebih sederhana, dengan menggunakan antena terpolarisasi silang Yagis, dan banyak lainnya. Komunikasi radio juga dapat berhasil dilakukan oleh dua stasiun dengan menggunakan polarisasi linier, cukup dengan “menunggu” waktu yang tidak menguntungkan atau menunda upaya tersebut ke waktu lain ketika kombinasi polarisasi spasial dan efek Faraday memberikan hasil yang menguntungkan. Jika dilihat dari Bumi, Bulan tampak “bergoyang” sedikit maju mundur pada porosnya. Gerakan ini disebut “librasi”. Panjang jalur yang dilalui oleh sinyal yang dipantulkan dari berbagai bagian permukaan Bulan yang tidak rata berubah sepanjang waktu, yang menyebabkan “gejolak” sinyal yang cukup cepat dalam beberapa dB. Pada jarak dua meter, pemudaran dan peningkatan sinyal terjadi dengan jangka waktu sekitar 2 detik. Terjadinya peningkatan kekuatan sinyal dalam jangka pendek dapat membantu stasiun berenergi rendah membuat komunikasi radio yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan. Efek Doppler. Saat Bulan bergerak relatif terhadap pengamat di Bumi, terjadi pergeseran Doppler pada sinyal EME. Pada jarak 2 meter, nilai ini kira-kira ditambah 350 Hz saat bulan terbit, 0 Hz saat bulan berada di atas kepala, dan minus 350 Hz saat bulan terbenam. Pergeseran Doppler meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi. Pergeseran frekuensi sinyal yang diterima ini harus diperhitungkan dengan menggunakan detune RIT atau VFO terpisah saat Anda mendengarkan gema atau stasiun lain pada frekuensi yang ditetapkan. Praktik yang baik pada jarak 2 meter adalah memutar detune dalam 750 Hz di kedua sisi frekuensi penerimaan yang diharapkan (yaitu frekuensi yang ditetapkan ke pergeseran sked + - Doppler) saat mendengarkan koresponden. Sebaiknya juga menggunakan filter penerima “lebar”, misalnya 500 Hz, saat pertama kali menyetel stasiun. Setelah sinyal terdeteksi, filter penerima dapat dipersempit ke jumlah yang diperlukan untuk meningkatkan rasio sinyal terhadap kebisingan.Kebisingan langit (suhu kebisingan). Bulan, saat bergerak melalui orbitnya selama sekitar 28 hari bulan lunar, melintas di depan berbagai benda langit, seperti Matahari dan bintang serta planet lain, yang memancarkan kebisingan frekuensi radio. Beberapa sumber lebih berisik dibandingkan yang lain, namun kebisingan tambahan apa pun akan menurunkan kondisi komunikasi di sepanjang jalur EME. Sistem antena 2 meter terkecil yang digunakan untuk EME memiliki beamwidth setengah daya yang berkisar dari sekitar 30 derajat untuk satu Yagi hingga 15 derajat untuk tumpukan empat Yagi. Karena ukuran sudut Bulan bila diamati dari Bumi adalah setengah derajat, antena "melihat" sebagian besar kebisingan langit di sekitar Bulan. Kebisingan langit, atau suhu kebisingan, diukur dalam derajat Kelvin (K). Pada jarak dua meter, kebisingan langit bervariasi dari minimum 175 K (jarang) hingga lebih dari 3000 K. Lebih sedikit lebih baik, dan jika nilai ini lebih dari 400 K, stasiun energi rendah kemungkinan tidak akan mendengar atau terdengar bahkan oleh stasiun energi tinggi. stasiun energi. Suhu kebisingan menurun sebanding dengan peningkatan frekuensi.Kerugian jalur. Selama satu bulan lunar, Bulan bergerak dalam orbit agak elips dengan jarak dari Bumi sekitar 221.500 mil di perigee (titik terdekat ke Bumi) hingga sekitar 252.700 mil di apogee (titik terjauh). Jarak ini mengakibatkan penundaan sekitar 2,5 detik pada gema EME. Pada jarak 2 meter, redaman sinyal pada jarak ini adalah sekitar 251,5 dB pada perigee dan 253,5 dB pada apogee, dan redaman meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi. Perbedaan 2 dB antara perigee dan apogee merupakan faktor signifikan untuk stasiun energi rendah. Oleh karena itu, sebagian besar sked diresepkan saat Bulan berada di dekat perigee. Ini adalah "angka kualitas" yang dihitung oleh sebagian besar program pelacakan bulan, yang menghitung degradasi signal-to-noise (DGRD) EME dalam dB untuk posisi dan tanggal bulan tertentu. Kebisingan langit tambahan ke arah Bulan ditambah jarak Bumi-Bulan dibandingkan dengan kebisingan langit sekecil mungkin dan jarak terkecil absolut di perigee. Selama siklus bulan bulanan, faktor ini bervariasi lebih dari 13 dB pada jarak dua meter. Stasiun berenergi rendah memiliki peluang terbaik untuk menghasilkan EME QSO 2m ketika degradasinya kurang dari 2,5 dB, dan lebih sedikit lebih baik. Ini adalah posisi, diukur dalam derajat di atas/di bawah garis khatulistiwa, saat Bulan muncul di langit. Deklinasi positif maksimum (atau utara) adalah sekitar +23 derajat. Kondisi terbaik untuk pengoperasian EME untuk stasiun-stasiun di belahan bumi utara adalah ketika deklinasinya paling besar, karena hal ini memberikan jangka waktu pengoperasian yang terpanjang antara dua stasiun di belahan bumi utara (misalnya AS-Eropa, AS-Jepang). Selain itu, kebisingan langit biasanya lebih sedikit pada deklinasi tinggi. Ketika deklinasi Bulan melewati 0 derajat (tepat di atas ekuator) dan menjadi negatif, Bulan terbit semakin jauh ke selatan dan jarak stasiun belahan bumi utara menjadi lebih pendek. Saat mengoperasikan EME pada jarak dua meter, khususnya, stasiun energi rendah, dengan atau tanpa elevasi antena, dapat menerima penguatan antena tambahan hingga 6 dB saat antena diarahkan ke cakrawala. Pantulan sinyal dari tanah datar dan tidak terhalang di depan antena menyebabkan puncak dan penurunan pola radiasi pada sudut ketinggian tertentu, yang dapat menghasilkan peningkatan penguatan hingga 6 dB. Diasumsikan tidak ada peningkatan signifikan pada tingkat kebisingan tanah dari cakrawala. Efek dasar berpotensi berguna ketika Bulan berada antara 0 dan 10-12 derajat saat matahari terbit dan terbenam. Dari empat fase Bulan (bulan baru, kuartal pertama, bulan purnama, dan kuartal terakhir), bulan baru plus minus satu atau dua hari sebaiknya dihindari karena kebisingan Matahari. Bulan purnama di malam hari adalah yang paling disukai. Saat Bulan terlihat pada siang hari, gangguan ionosfer akibat Matahari dapat memperburuk kondisi EME. Jadi waktu malam biasanya merupakan waktu terbaik untuk bekerja. Waktu terbaik untuk mengoperasikan EME pada jarak dua meter adalah saat perigee, deklinasi utara terbesar (untuk stasiun belahan bumi utara), kebisingan langit minimal, degradasi paling sedikit, dan jam malam, semuanya bertepatan. Namun, situasi optimal ini hanya terjadi setiap sembilan tahun sekali, saat Bulan berada sedekat mungkin dengan Bumi. Terakhir kali hal ini terjadi adalah pada tahun 1999-2000. Selama siklus sembilan tahun ini, deklinasi maksimum dan perigee menyebar dari waktu ke waktu. Biasanya kompromi terbaik adalah memilih waktu ketika kebisingan langit (suhu kebisingan) berada pada titik minimum. Periode berikutnya ketika degradasi menjadi minimal dan, oleh karena itu, kondisi EME akan menjadi yang terbaik adalah pada periode 2007 - 2010. Namun, banyak komunikasi radio EME dilakukan selama siklus sembilan tahun ini. sangat jauh, wilayah jangkauan radio sangat luas. Amatir radio berhasil berkomunikasi dalam jarak ribuan kilometer. Bahkan ada kompetisi yang didedikasikan untuk komunikasi melalui bulan, beberapa diadakan pada Hari Penerbangan dan Kosmonautika.

Selama percobaan, digunakan pemancar dengan daya 200 kW, beroperasi pada panjang gelombang sekitar 2 meter dan antena dengan penguatan 400.
Banyak pekerjaan ke arah ini dilakukan pada tahun 1954-57 di Universitas Gorky. Untuk percobaan digunakan gelombang 10 dan 3 cm, koefisien directivity antena pada gelombang 3 cm mencapai 120 ribu yaitu. energi terkonsentrasi pada sudut 0,5 derajat. Dari hasil percobaan tersebut, koefisien pemantulan gelombang radio dari Bulan diukur, yaitu kira-kira 0,25 - dan diketahui bahwa pemantulan terjadi dari bagian tengah piringan Bulan yang terlihat. Eksperimen dengan radar di Bulan memberikan landasan nyata bagi implementasi gagasan menggunakan Bulan sebagai repeater pasif.
Amatir radio juga tertarik dengan ide ini. Dan pada bulan Juli 1960, komunikasi radio amatir pertama dilakukan pada pita 1296 MHz antara stasiun radio amatir klub Amerika W6HB dan W1BU. Pada tahun 1964, komunikasi radio pertama dilakukan pada pita 144 MHz antara amatir radio OH1NL dan W6DNG.
Di Uni Soviet, komunikasi radio amatir pertama di Bulan dilakukan pada 11 Mei 1979 oleh operator stasiun radio kolektif UK2BAS, pada pita 432 MHz. Mitra mereka adalah K2UYH. Kemudian, pada tanggal 19 Januari 1981, komunikasi radio pertama dilakukan pada pita 144 MHz oleh operator radio amatir UT5DL. Rekannya adalah K1WHS dari Maine, yang memiliki antena terbesar saat itu (24 boom dari 14 elemen).
Pada tanggal 20 April 1981 yang sama, penulis artikel ini (eks UB5JIN) melakukan komunikasi radio pertamanya. Dan kemudian berlanjut: 6 Desember 1981, komunikasi radio intra-Union pertama (UB5JIN dan UA3TCF), 11 Januari 1982 - komunikasi radio pertama dari wilayah Uni Soviet melalui SSB - (UB5JIN dan K1WHS), 15 Agustus 1982 komunikasi pertama dengan Jepang (UB5JIN dan JA6DR), 10 Oktober dengan Venezuela (UB5JIN dan YV5ZZ) dan seterusnya...
Saat ini, ribuan amatir radio dari seluruh benua di dunia melakukan komunikasi amatir melalui Bulan pada rentang 144, 432, 1296, 5600 MHz. Setiap rentang memiliki karakteristik, kelebihan dan kekurangannya masing-masing.
Penerimaan sinyal yang dipantulkan dari Bulan di bumi menghadapi kesulitan mendasar yang besar:
Bulan bergerak relatif terhadap Bumi dengan kecepatan sudut yang tinggi, sehingga sinyal yang dipantulkan terkena efek “Doppler”, yaitu gelombang yang dipantulkan dari benda yang bergerak memiliki frekuensi osilasi yang berbeda dengan frekuensi gelombang yang dikirim. rentang 144 MHz mencapai 427 Hz.
Efek Faraday juga mempunyai pengaruh yang besar terhadap sinyal yang diterima, yaitu perputaran vektor polarisasi sinyal yang ditransmisikan, yang dinyatakan dalam pemudaran sinyal yang dalam.Untuk menghilangkan efek ini, diperlukan antena dengan polarisasi melingkar, yang sulit diterapkan di rentang 144 MHz untuk alasan desain.
Kebisingan kosmik mempunyai pengaruh yang kuat terhadap penerimaan sinyal jangkauan meter, misalnya: suhu kebisingan minimum bola langit pada frekuensi 136 MHz pada bulan Februari 1982 adalah 210 derajat Kelvin atau 2,35 db pada titik minimum dan 2750 derajat atau 10,2 db pada titik maksimum.
Banyak masalah juga terkait dengan transparansi troposfer dan ionosfer bumi, gangguan listrik atmosfer dan lokal.
Perkiraan redaman pada jalur Bumi-Bulan-Bumi untuk pita yang berbeda dapat disajikan dalam tabel: Posisi Bulan Jarak (ribu km) 144 MHz (db) 432 MHz (db) 1296 MHz (db)
Perigee 356.334187.08196.62206.15
Puncak 406.610188.21197.76207.21

Untuk mengatasi redaman tersebut, seorang amatir radio yang ingin melakukan komunikasi radio E-M-E harus membuat peralatan dan antena yang sangat serius. Berdasarkan redaman sepanjang jalur dan data awal yang diketahui dari penerima dan pemancar, dimungkinkan untuk membuat grafik penguatan antena untuk pita gelombang radio yang berbeda:

Pada : TX = 700 watt
RX = 1 dB
DF = 100Hz
Seperti dapat dilihat dari grafik, untuk menerima gema sinyal Anda dengan tingkat 1 db di atas noise pada rentang 144 MHz, antena (pemancar dan penerima) harus memiliki total sekitar 43 db, yaitu antena yang baik untuk E-M-E harus memiliki penguatan minimal 21,5 db. Meskipun komunikasi radio dapat dilakukan jika menggunakan antena dengan penguatan yang lebih rendah, untuk komunikasi radio dengan radio amatir K1WHS (antena 24 x14 dan KU sama dengan 27 db) cukup memiliki antena dengan penguatan 15-16 db!
Agar pekerjaan E-M-E berhasil, Anda perlu mengetahui dengan jelas posisi Bulan, waktu terbit dan terbenamnya untuk Anda dan mitra Anda. Seorang amatir radio perlu mengetahui periode perigee dan apogee Bulan serta “jendela” ke Eropa, Jepang, Amerika Selatan dan Utara. Matahari, karena komunikasi radio dengan perbedaan kurang dari 30 derajat tidak mungkin dilakukan, karena radiasi kebisingan yang besar dari Matahari.
Selama pekerjaan di bulan, fenomena menarik yang disebut “efek tanah” juga diamati, yaitu saat bulan terbit dan terbenam, terjadi peningkatan nyata dalam tingkat sinyal yang dipantulkan sebesar 1-3 db. Jadi, untuk kotak “KN74BX”, diucapkan efek diamati saat matahari terbenam (dalam arah ini dataran sepanjang 40-50 km berakhir dengan cekungan Laut Hitam), saat matahari terbit, “efek tanah” tidak diamati (daerah perbukitan yang berubah menjadi punggung Pegunungan Krimea).
Aktivitas yang sangat menarik saat bekerja di Bulan adalah melakukan tes gema. Lebih baik melakukan ini di luar wilayah E-M-E (144.000-144.015 MHz). Serangkaian titik atau garis ditransmisikan, kombinasi “BK”, “SK” lebih baik dirasakan. Setelah sekitar 2,5 detik, sinyal gema diterima. Frekuensinya akan menyamping (efek Doppler) tidak lebih dari 427 Hz. Gema tersebut tidak selalu terdengar dan tidak setiap saat, tergantung kondisi. Jika pada saat tertentu gema tidak terdengar di QTH Anda, bukan berarti sinyal tersebut tidak dipantulkan dan tidak diterima, misalnya di Afrika atau Amerika. Dan sebaliknya - Anda dapat mendengar pasangan Anda, gema Anda dengan baik, tetapi pasangan Anda saat ini tidak mendengarkan Anda. Eksperimen telah menunjukkan bahwa gema dengan tingkat 1-2 db lebih tinggi dari kebisingan, yang diterima dari waktu ke waktu, akan cukup dapat diterima untuk pekerjaan E-M-E.
Penulis artikel melakukan percobaan dengan antena yang berbeda: 13 EL, 16 EL, 8x9 EL, 8x15 EL dan preamplifier pada antena dengan noise figure 0,5 - 1,5 db. Penguat daya pemancar dibuat menggunakan dua buah lampu 4CX350A dengan menggunakan rangkaian push-pull (P out ~ 1 Kw). Pengalaman menunjukkan bahwa peralatan, antena, dan energi tersebut cukup memadai untuk pengoperasian yang memuaskan menggunakan sinyal yang dipantulkan dari Bulan. Sepanjang tahun, komunikasi radio dilakukan dengan lebih dari 100 koresponden berbeda di 5 benua.
Seperti disebutkan sebelumnya, sistem antena untuk menerima sinyal E-M-E adalah salah satu faktor utama. Sistem antena harus memiliki rotasi horizontal, serta elevasi vertikal dengan akurasi azimuth dan elevasi tidak lebih buruk dari 5-7 derajat. Penguatan sistem antena minimal harus 18-19 db. Susunan antena berdasarkan antena tipe F9FT telah terbukti dengan baik: 8x9, 8x13, 4x16, 8x16, yang mudah diulang dan sederhana secara struktural.
Dan terakhir, tentang amplifier antena, saya ingin menarik perhatian amatir radio untuk penyetelan yang cermat, setidaknya dengan generator kebisingan paling sederhana pada lampu 2D2S, karena Menyediakan transistor yang bagus saja tidak cukup; Anda perlu menerapkan parameter teknisnya.
Dianjurkan untuk menghubungkan voltmeter AC (dengan skala desibel) tipe V3-38, V3-39 ke output penerima LF selama percobaan untuk mengukur level sinyal E-M-E secara akurat.

Versi singkat dari artikel yang dikirim ke majalah Radio pada tanggal 9 November 1982.
Dipulihkan dari draft yang masih ada, 22 November 2003, 21 tahun kemudian!!!

Halaman 3 dari 3

Segera setelah Bulan mulai terbit cukup tinggi, eksperimen dengan sinyal gema terus berlanjut. Dan pada tanggal 8 Agustus tahap baru - Barry VE4MA menerima sinyal saya. Itu adalah rangkaian garis putus-putus yang berlangsung sekitar 0,3 detik dan dengan jangka waktu sekitar 1 detik. Tiga hari kemudian, sinyal saya diterima oleh semua peserta percobaan. Sayangnya, semua upaya saya untuk menerima sinyal respons dari Gary AD6FP tidak berhasil. Bahkan tidak ada tanda-tanda adanya sinyal.

Perlu dicatat bahwa saat ini adalah waktu terburuk untuk melakukan komunikasi melalui Bulan, terutama pada rentang gelombang milimeter. Karena kehilangan atmosfer yang besar, komunikasi hanya mungkin dilakukan pada sudut ketinggian yang besar. Untuk EME QSO dengan Amerika Utara, hanya ada 3-5 hari per bulan ketika posisi Bulan cukup tinggi, namun hari-hari tersebut sekarang bertepatan dengan puncak orbit bulan, sehingga mengakibatkan kerugian tambahan sebesar 2 dB. Selain itu, pada hari-hari ini terdapat bulan purnama, yang sesuai dengan kebisingan termal maksimum Bulan. Berbeda dengan rentang frekuensi yang lebih rendah, di mana fase Bulan hampir tidak berpengaruh terhadap kebisingan (pantulan di sana terjadi pada saat yang sama). kedalaman yang lebih besar dari permukaan Bulan, yang suhunya cukup konstan), pada rentang 47 GHz, terjadi perubahan suhu kebisingan Bulan lebih dari satu setengah kali lipat. Jika kita memperhitungkan bahwa pola radiasi antena sepenuhnya sesuai dengan ukuran sudut Bulan, jelas bahwa kebisingannya membatasi peningkatan sensitivitas penerima. Karena alasan ini, saya memutuskan untuk mengabaikan upaya mendinginkan amplifier dengan kebisingan rendah. Secara teknis, hal ini cukup sulit untuk diterapkan, dan penguatan maksimum rasio signal-to-noise saat didinginkan dengan nitrogen cair bisa mencapai 1-2 dB. Tampaknya peningkatan sebesar itu jelas belum cukup.

Akibatnya, hanya ada satu metode yang tersisa - pemrosesan digital dari sinyal yang diterima. Sayangnya, program terkenal tidak cocok dalam kasus ini, karena program tersebut dirancang untuk sinyal frekuensi rendah pita sempit. Dalam kasus kami, lebar spektrum sinyal yang dipantulkan mencapai beberapa ratus Hz. Hal ini disebabkan, pertama, oleh sifat multi-berkas pantulan Bulan, ketika setiap berkas mempunyai pergeseran frekuensi Dopplernya sendiri, dan kedua, oleh fluktuasi sinyal selama perambatan gelombang radio milimeter di atmosfer. Karena kami tidak dapat menemukan apa pun yang sudah jadi, kami harus memikirkan program kami sendiri. Di sini saya beruntung lagi, teman lama saya Vladimir Barchukov (http://www.orc.ru/~micron) setuju untuk membantu dalam masalah ini.

Hasil pertama diperoleh pada tanggal 2 November, ketika dimungkinkan untuk menerima serangkaian “tanda hubung” dari Gary AD6FP, dan pada tanggal 27 November, dimungkinkan untuk mengisolasi kedua tanda panggilan (47GHz.wav) dari kebisingan. Untuk transmisi, kode Morse biasa digunakan dalam mode telegrafi frekuensi dua nada (BFSK), dan untuk penerimaan, metode akumulasi informasi berulang yang tidak koheren digunakan.

Pada saat yang sama, penting untuk memastikan akurasi yang tinggi dalam pengaturan frekuensi pemancar dan penerima dan koreksi otomatis dari pergeseran frekuensi Doppler yang terus berubah sepanjang sesi. Memang, dalam hal ini tidak ada kemungkinan untuk mengatur frekuensi menggunakan sinyal nyata. Setelah sinyal diisolasi, ternyata errornya hanya sekitar 100 Hz. Beberapa tahun yang lalu, hal ini mustahil dilakukan, karena belum ada program yang dapat menghitung secara akurat pergeseran frekuensi Doppler dari sinyal yang dipantulkan dari permukaan Bulan. Sekarang ada program seperti itu, dan yang paling nyaman adalah versi terbaru F1EHN (EME SYSTEM V5.1). Tak perlu dikatakan lagi bahwa keakuratan kalibrasi frekuensi kedua koresponden diukur dalam puluhan hertz. Sebagai perbandingan, pada rentang dua meter, ini setara dengan akurasi frekuensi sekitar 0,1 Hz.

Analisis menunjukkan bahwa tingkat sinyal yang diterima adalah sekitar -20 dB relatif terhadap kekuatan kebisingan pada pita 2,5 kHz (seperti yang biasa terjadi di WSJT). Sebagai perbandingan, sinyal “mirip Aurora” seperti itu praktis tidak terdengar dan tidak terlihat menggunakan program Spectran dari level sekitar -15 dB.

Saya menyarankan untuk memanggil program MWCW (Millimeter wave CW). Namun, setelah dikembangkan dengan tepat, ini bisa berguna tidak hanya pada gelombang milimeter.

Dengan demikian, semua masalah teknis pada dasarnya terpecahkan. Yang tersisa hanyalah menunggu bulan purnama, cuaca bagus, dan sejumlah keberuntungan. Dan agar peralatannya tidak rusak.

Memeriksa dan mengatur TWT di desktop.