Radiokommunikation med hjälp av reflektion från månen. Förhållande till månens ytreflektion (EME) och meteorspårreflektion (MS)

Månen är den himlakropp som ligger närmast jorden. Dess radie är 1737 km, dess massa är 81,3 gånger mindre än jordens massa och dess genomsnittliga densitet är 3,35 g/kubik. cm, dvs. en och en halv gånger mindre än jordens densitet. Längden på en måndag är 29,5 jorddagar. Det genomsnittliga avståndet längs jorden-månen-jord-banan är 750 tusen km, signaldämpningen längs denna väg för radiovågor i mätarområdet är ca 200db, d.v.s. Signalen dämpas tio gånger, till tionde potensen, och går fram och tillbaka i 2,5 sekunder.

Idén att använda månen, jordens satellit, som en passiv repeater kom för länge sedan. De första reflektionerna av radiovågor från månens yta erhölls redan 1946 av ungerska och amerikanska forskare som arbetade i denna riktning oberoende av varandra. Under experimenten användes sändare med en effekt på 200 kW, som arbetar vid en våglängd på cirka 2 meter och antenner med en förstärkning på 400.

Alexanders "lunar" antenn, RN6BN. 64 antenner med 32 element.

Mycket arbete i denna riktning utfördes 1954-57 vid Gorky University. För experimenten användes vågor på 10 och 3 cm; vid en våg på 3 cm nådde 120 tusen, d.v.s. energin var koncentrerad i en vinkel på 0,5 grader. Som ett resultat av dessa experiment mättes reflektionskoefficienten för radiovågor från Månen, som var ungefär 0,25 - och det visade sig att reflektionen sker från den centrala delen av Månens synliga skiva. Experiment med radar på månen gav verklig grund för genomförandet av idén om att använda månen som en passiv repeater.

Radioamatörer blev också intresserade av denna idé. Och i juli 1960 genomfördes den första amatörradiokommunikationen i 1296 MHz-bandet mellan de amerikanska klubbamatörradiostationerna W6HB och W1BU. 1964 genomfördes den första radiokommunikationen i 144 MHz-bandet mellan radioamatörerna OH1NL och W6DNG.

I Sovjetunionen utfördes den första amatörradiokommunikationen över månen den 11 maj 1979 av operatörer av den kollektiva radiostationen UK2BAS, i 432 MHz-bandet. Deras partner var K2UYH. Senare, den 19 januari 1981, gjorde amatörradiooperatören UT5DL den första radiokommunikationen i 144 MHz-bandet. Hans partner var K1WHS från Maine, som hade den största antennen på den tiden (24 bommar av 14 element).

Den 20 april, samma 1981, gjorde författaren till denna artikel (ex UB5JIN) sin första radiokommunikation. Och sedan fortsatte det och fortsatte: 6 december 1981, den första radiokommunikationen inom unionen (UB5JIN och UA3TCF), 11 januari 1982 - den första radiokommunikationen från Sovjetunionens territorium på SSB - (UB5JIN och K1WHS), 15 augusti 1982 den första kommunikationen med Japan (UB5JIN och JA6DR), 10 oktober med Venezuela (UB5JIN och YV5ZZ) och så vidare...

Idag utför tusentals radioamatörer från alla världsdelar amatörkommunikation genom månen i intervallen 144, 432, 1296, 5600 MHz. Varje serie har sina egna egenskaper, fördelar och nackdelar.

Mottagning på jorden av signaler som reflekteras från månen stöter på stora grundläggande svårigheter:

Månen rör sig i förhållande till jorden med hög vinkelhastighet, så den reflekterade signalen är föremål för "Doppler"-effekten, dvs. en våg som reflekteras från en rörlig kropp har en annan oscillationsfrekvens än den sända vågens frekvens. Denna skillnad för 144 MHz-området når 427 Hz.

Faraday-effekten har också stor inverkan på den mottagna signalen, d.v.s. rotation av polarisationsvektorn för den överförda signalen, vilket uttrycks i djup signalfädning. För att eliminera denna effekt krävs cirkulärt polariserade antenner, som är svåra att implementera i 144 MHz-området av designskäl.

Kosmiskt brus har ett starkt inflytande på mottagningen av mätaravståndssignaler, till exempel: den lägsta brustemperaturen för den himmelska sfären vid en frekvens på 136 MHz i februari 1982 var 210 grader Kelvin eller 2,35 db vid minimipunkterna och 2750 grader eller 10,2 db vid maxpunkterna.

Många problem är också förknippade med transparensen av jordens troposfär och jonosfär, atmosfäriska och lokala elektriska störningar.

Den ungefärliga dämpningen på jorden-månen-jord-banan för olika avstånd kan uttryckas i tabellen:

För att övervinna sådan dämpning måste en radioamatör som vill engagera sig i E-M-E-radiokommunikation tillverka mycket seriös utrustning och antenner.

EME-antenn W5UN. 32 antenner med 32 element.

För att ta emot ett eko av din signal med en nivå på 1 db över brus i 144 MHz-området måste antennerna (sända och ta emot) totalt ha cirka 43 db, d.v.s. en bra antenn för E-M-E bör ha en förstärkning på minst 21,5 db. Även om radiokommunikation är möjlig när man använder antenner med lägre förstärkning, är det för radiokommunikation med en radioamatör K1WHS (antenn 24 x14 och KU lika med 27 db) tillräckligt att ha en antenn med en förstärkning på 15-16 db!

För framgångsrikt E-M-E-arbete måste du tydligt känna till månens position, tidpunkten för dess uppgång och nedgång för dig och dina partners. Datorprogram hjälper dig med detta, till exempel: WSJT och Orbitron

En radioamatör behöver känna till månens perigeum och apogeum och "fönstret" till Europa, Japan, Syd- och Nordamerika. Det är nödvändigt att känna till de dagar då månens bana är nära solens bana, eftersom Radiokommunikation med en skillnad på mindre än 30 grader är omöjlig på grund av de stora brusemissionerna från solen.

Under månarbetet observeras också ett intressant fenomen som kallas "markeffekten", d.v.s. Vid månens uppgång och månnedgång sker en märkbar ökning av nivån av reflekterade signaler med 1-3 db.

En mycket intressant aktivitet när man arbetar genom månen är att utföra ekotester. Det är bättre att göra detta utanför E-M-E-regionen (144 000-144,015 MHz). En serie punkter eller streck sänds, kombinationerna "BK", "SK" uppfattas bättre Efter cirka 2,5 sekunder tas en ekosignal emot. Den kommer att vara sidledes i frekvens (Dopplereffekt) inte mer än 427 Hz. Ekot hörs inte alltid och inte hela tiden, det beror på förhållandena. Om ekot vid ett givet tillfälle inte hörs i din QTH, betyder det inte att signalen inte reflekteras och inte tas emot, till exempel i Afrika eller Amerika. Och vice versa - du kan höra din partner, ditt eko bra, men din partner i detta ögonblick hör dig inte. Experiment har visat att ett eko med en nivå på 1-2 db över brus, som tas emot då och då, kommer att vara helt acceptabelt för E-M-E-arbete.

Som nämnts tidigare är antennsystem för att ta emot E-M-E-signaler en av huvudfaktorerna. Antennsystemet måste ha horisontell rotation, såväl som vertikal höjd med en noggrannhet på azimut och höjd på inte sämre än 5-7 grader. Antennsystemets förstärkning måste vara minst 18-19 db.

Och slutligen, om antennförstärkare, skulle jag vilja uppmärksamma radioamatörer på den noggranna noggranna justeringen av förförstärkaren. Det räcker inte att installera en bra transistor - du måste implementera dess tekniska parametrar.

Som en del av sitt WSJT-mjukvaruprojekt utvecklade Joe Taylor, K1JT, JT65 för EME-drift som en förlängning av WSJT. Majoriteten av radioamatörer (om inte alla) genomför nu EME - QSO med detta program och är mycket framgångsrika. Besök K1JT:s webbplats http://www.physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wsjt.html för mer information. Detta digitala kommunikationsläge verkar ge en signal-brusförstärkning på cirka 10 dB över CW och kommer att göra det mycket lättare för en lågenergistation att göra fler EME QSO:er än vad som skulle vara möjligt med CW (förutom under bättre förhållanden) .

EME - KB8RQ antenn.

Några utdrag är hämtade från artikeln av Vasily Beketov, UU2JJ (ex UB5JIN) - Lunar communication on 144 MHz.

Efter att ha arbetat mycket genom meteorer, bestämde jag mig för att försöka göra minst en EME-anslutning. Jag hade redan mycket erfarenhet av att arbeta med WSJT-programmet och utrustningen, så att säga, tillät den teoretiskt att fungera med BIG GUNs (radioamatörer med hög energi och ett helt system av riktade antenner).

På den tiden hade jag en ICOM IC-910H med en uteffekt på 100 watt på 144 MHz-bandet, en ICOM AG-25 förförstärkare, 4 antenner med 10 element vardera (A144S10 från Diamond, Japan) och en Yaesu G-800 DXA skivspelare.

Jag bestämde mig för att ta min första kontakt med Alexander, RN6BN - eftersom det är högre (både i CW och SSB) och starkare i nivå (enligt WSJT-programmet) har jag aldrig tagit emot någon annan!

Jag började ringa honom med JT65-läget specifikt utan föregående överenskommelse (slumpmässig kommunikation) och han svarade mig utan problem. Min första EME - QSO ägde rum!!!

Detta inspirerade mig mycket och nu började jag se fram emot månens uppgång och nedgång. Eftersom jag hade en antenn utan möjlighet till höjd, fick jag ungefär 1 timme på mig att försöka göra en anslutning när Månen var lågt över horisonten.

Dessutom hjälpte "markeffekten" mycket, då ytterligare 1-2 dB lades till huvudsignalen till följd av att signalen reflekterades från jorden.

Den andra anslutningen var utan problem med W5UN, den tredje med KB8RQ, och så småningom gick det...

På 1 år gjorde jag mer än 50 EME-kommunikationer (naturligtvis med "stora stationer"). För att fortsätta arbeta genom månen var du tvungen att förbättra din SETUP i enlighet med detta. Men som alltid händer i livet: brist på ekonomi, begränsat utrymme för att installera antenner, störningar med grannar på grund av förstärkarens höga effekt, svalnade så småningom min iver. Men jag upplevde till fullo den enorma glädjen och känslan av att du fortfarande kan göra något på denna syndiga jord...

73!

Månen är jordens satellit, vi ser den ofta på himlen. Ibland lyser till och med månen upp oss på natten. Men idag kommer vi inte att prata om astronomiska egenskaper. Låt oss prata om hur man utför radiokommunikation genom månen. Månkommunikation eller EME QSO i amatörradiojargong.

Den första månkommunikationen utfördes av forskare på 40-talet av förra seklet, och radioamatörer började göra kommunikationer på 60-talet. För kommunikation används främst VHF-amatörradioband, och det populäraste utbudet på 144 megahertz blir utgångspunkten för många.

Nu är det 2000-talet, och tekniska möjligheter gör det möjligt att utföra månkommunikation med ganska blygsam utrustning. Så RA9DA bestämde sig för att genomföra sådana experiment, för att säkerställa, men också för att så att säga känna skillnaden i antenner och annan mottagande och sändande kommunikationsutrustning.

Endast 50 watt vid utgången av Icom-transceivern. Två antenner med 9 element i horisontell polarisation. Lyssna och ta emot signaler, jag har fått dem förut, men här bestämde jag mig för att jobba med överföring. Jag valde en av de kraftfulla radiostationerna UA3PTW och låt oss ringa honom för ett allmänt samtal.

Han sa inte att typen av modulering är digital JT-65b med hjälp av WSJT-programmet, som kan laddas ner från författarens webbplats K1JT.
Problemet har börjat, han rapporterade på den ryska VHF-portalen att han började försöka göra den första månanslutningen, och till och med med en så svag installation. Ingen skrattade åt mig, men de hjälpte mig med råd om vem jag skulle prova med. Och med Dmitry UA3PTW diskuterade vi det och insåg att bara 2-3 decibel saknades. Och den dagen var nedbrytningen stor, så att nästa gång, när försämringen är mindre eller minst, kommer kopplingen att vara möjlig.

Jag sitter och roterar antennerna i azimut och även i höjd eller höjd. Programmet innehåller dessa data - vart man ska rikta antennen och jag väntar på KB8RQ, en av de mest kraftfulla radiostationerna i Nordamerika.
Jag ser, jag ringer och tyst, lugnt, som om det inte var den första månens qso, går radiokommunikation genom månen. Min första eme ägde rum - anslutning. Jag upptäckte en ny typ av kommunikation - kommunikation genom månen.
Inser att detta inte alls är min förtjänst utan på sidan där ett stort antennsystem på 24 antenner används för mottagning.

Mina första kontakter

Några dagar senare, när nedbrytningen var minimal, genomförde jag en månförbindelse med UA3PTW. Resultatet, om än litet, är ett resultat och en väg för vidareutveckling, förbättring av antennsystemet och förståelsen att trots allt räcker inte 50 watt och du kan börja bygga en kraftfull effektförstärkare.

Nästa korrespondent över månen var italienska I2FAK. Han har 16 antenner för denna räckvidd, och han tog lätt emot mig, och vi genomförde ytterligare en tredje eme-qso för mig.

Förmodligen har många av oss hört talas om "sömngångare" som kan vandra i sömnen, undvika hinder, utan att orsaka traumatiska konsekvenser för sig själva. Men den här artikeln kommer att tala om en helt annan kategori av "galningar", nämligen en grupp entusiaster som, utan att spara några ansträngningar och resurser, genomför intressanta experiment inom radiokommunikationsområdet med hjälp av vår naturliga satellit Månen, som studerar och utforskar alla aspekter av denna process.EME (från engelska "Earth - Moon - Earth" - "Earth - Moon - Earth") - en VHF-radiokommunikationsteknik som använder månen som reflektor. Idén att använda månen, jordens satellit, som en passiv repeater kom för länge sedan. De första reflektionerna av radiovågor från månens yta erhölls redan 1946 av ungerska och amerikanska forskare som arbetade i denna riktning oberoende av varandra. I experimenten användes sändare med en effekt på 200 kW, som arbetade vid en våglängd på cirka 2 meter och antenner med en förstärkning på 400. Mycket arbete i denna riktning utfördes 1954-57 vid Gorky University. För experimenten användes vågor på 10 och 3 cm; vid en våg på 3 cm nådde 120 tusen, d.v.s. energin koncentrerades i en vinkel på 0,5 grader. Som ett resultat av dessa experiment mättes reflektionskoefficienten för radiovågor från Månen, som var ungefär 0,25 - och man fann att reflektionen sker från den centrala delen av det synliga Månens skiva. Experiment med radar på månen gav verklig grund för idén att använda månen som en passiv repeater. Radioamatörer blev också intresserade av denna idé. Och i juli 1960 genomfördes den första amatörradiokommunikationen i 1296 MHz-bandet mellan de amerikanska klubbamatörradiostationerna W6HB och W1BU. 1964 genomfördes den första radiokommunikationen i 144 MHz-bandet mellan radioamatörerna OH1NL och W6DNG. I Sovjetunionen utfördes den första amatörradiokommunikationen över månen den 11 maj 1979 av operatörer av den kollektiva radiostationen UK2BAS, i 432 MHz-bandet. Deras partner var K2UYH. Senare, den 19 januari 1981, gjorde amatörradiooperatören UT5DL den första radiokommunikationen i 144 MHz-bandet. Hans partner var K1WHS från Maine, som hade den största antennen vid den tiden (24 pilar med 14 element). Idag genomför tusentals radioamatörer från alla kontinenter på jorden amatörkommunikation genom månen i banden 144, 432, 1296, 5600 MHz. Varje serie har sina egna egenskaper, fördelar och nackdelar. För EME används ganska komplexa antennenheter - parabolantenner eller vågkanalantenner med ett stort antal element. Kärnan i EME - grundläggande tekniska aspekter Om två stationer är utrustade och kan se Månen samtidigt, kan de utföra EME-radiokommunikation. Det kan dock ta flera försök att nå framgång. Signalerna är mycket svaga ekon som reflekteras av månens yta. Som regel ligger de på ljudnivån eller till och med under, ibland stiger de över bullret under korta perioder. Låt oss titta på några av de tekniska faktorerna som påverkar EME-radiokommunikation, särskilt för 2m-bandet. Polarisering. Polariseringen av EME-signaler förändras ständigt, vilket leder till fullständig signalförlust eller mycket djup fädning. Det finns två huvudsakliga polarisationseffekter: Spatial polarisation är en funktion av geometrin. Vågfrontpolariseringen av EME-signalen mellan två stationer kan roteras. Mängden rotation beror på förhållandet mellan de två stationernas geografiska longituder och månens position på himlen. De flesta datorprogram för månspårning beräknar mängden rumslig polarisation och visar den optimala tiden för att tilldela sked Faraday Effect - Jordens magnetfält gör att polariseringen av en radiovåg roterar flera gånger när signalen passerar genom jonosfären på väg till och från månen. Detta leder till cyklisk fädning av den mottagna signalen. Vid två meter är perioden mellan signaltopparna (dvs tid att vända 90 grader) cirka 30 minuter. Faraday-effekten kan för närvarande inte redovisas i datorprogram.De skadliga effekterna av rumslig polarisation och Faraday-rotation kan minimeras genom att använda roterande linjärt polariserade antenner som roterar kring X-, Y- och Z-axlarna, eller, enklare, genom att använda korspolariserade Yagis och många andra. Radiokommunikation kan också framgångsrikt utföras av två stationer som använder linjär polarisering, helt enkelt genom att ”vänta ut” en ogynnsam tidpunkt eller skjuta upp försöket till en annan tidpunkt då kombinationen av rumslig polarisering och Faraday-effekten ger ett gynnsamt resultat. När den ses från jorden tycks månen "gunga" något fram och tillbaka på sin axel. Denna rörelse kallas "libration". Längden på den väg som färdas av signaler som reflekteras från olika delar av Månens ojämna yta ändras hela tiden, vilket leder till ett ganska snabbt "jitter" av signalen inom några dB. Vid två meter inträffar blekning och ökning av signalen med en period av cirka 2 sekunder. Förekomsten av en kortvarig ökning av signalstyrkan kan hjälpa en lågenergistation att göra radiokommunikation som annars inte skulle vara möjlig. Dopplereffekt. När månen rör sig i förhållande till en observatör på jorden sker en dopplerförskjutning av EME-signalen. Vid 2 meter är detta ungefär plus 350 Hz vid månens uppgång, 0 Hz när månen är ovanför och minus 350 Hz vid månnedgången. Dopplerskiftet ökar med ökande frekvens. Denna förskjutning i frekvensen för den mottagna signalen måste beaktas genom att använda en RIT-avstämning eller en separat VFO när du lyssnar på ditt eko eller en annan station på den tilldelade frekvensen. En bra praxis på 2 meter är att vrida avstämningen inom 750 Hz på vardera sidan av den förväntade mottagningsfrekvensen (dvs. frekvensen som är tilldelad sked + - Doppler-skiftet) när du lyssnar på korrespondenten. Det är också bättre att använda ett "brett" mottagarfilter, till exempel 500 Hz, när du initialt ställer in en station. När en signal detekteras kan mottagarfiltret minskas till önskad mängd för att förbättra signal-brusförhållandet Sky brus (brustemperatur). När månen rör sig genom sin bana under den cirka 28 dagar långa månmånaden, passerar den framför en mängd olika himlakroppar, som solen och andra stjärnor och planeter, som avger radiofrekvent brus. Vissa källor är mer bullriga än andra, men eventuellt ytterligare brus kommer att försämra kommunikationsförhållandena längs EME-vägen. De minsta 2-meters antennsystemen som används för EME har halveffektstrålbredder som sträcker sig från cirka 30 grader för en enda Yagi till 15 grader för en stack av fyra Yagis. Eftersom månens vinkelstorlek när den observeras från jorden är en halv grad, "ser" antennen en betydande del av den bullriga himlen runt månen. Himmelsbrus, eller bullertemperatur, mäts i grader Kelvin (K). Vid två meter varierar himmelsljudet från ett minimum av 175 K (sällsynt) till över 3000 K. Mindre är bättre, och om detta värde är mer än 400 K är det osannolikt att en lågenergistation hör eller hörs ens av en hög energistation. Brustemperaturen minskar i proportion till frekvensökningen.Bilförluster. Under loppet av en månmånad rör sig månen i en något elliptisk bana med ett avstånd från jorden från cirka 221 500 miles vid perigeum (den närmaste punkten till jorden) till cirka 252 700 miles vid apogee (den längsta punkten). Dessa avstånd resulterar i en fördröjning på cirka 2,5 sekunder i EME-ekot. Vid 2 meter är signaldämpningen på detta avstånd cirka 251,5 dB vid perigeum och 253,5 dB vid apogee, och dämpningen ökar med ökande frekvens. En skillnad på 2 dB mellan perigeum och apogeum är en betydande faktor för en lågenergistation. Således är de flesta sked föreskrivna när månen är nära perigeum. Detta är ett "kvalitetsnummer" som beräknas av de flesta månspårningsprogram, som beräknar EME signal-to-noise degradation (DGRD) i dB för en given månposition och datum. Det extra himmelsbruset i månens riktning plus jord-måneavståndet jämförs med minsta möjliga himmelsljud och det absolut minsta avståndet vid perigeum. Under den månatliga måncykeln varierar denna faktor med mer än 13 dB vid två meter. En lågenergistation har störst chans att göra en 2m EME QSO när degraderingen är mindre än 2,5 dB, och mindre är bättre. Detta är den position, mätt i grader över/under ekvatorn, där månen dyker upp på himlen. Den maximala positiva (eller nordliga) deklinationen är cirka +23 grader. De bästa förutsättningarna för EME-drift för stationer på norra halvklotet är när deklinationen är som störst, eftersom detta ger längsta möjliga fönster för drift mellan två stationer på norra halvklotet (t.ex. USA-Europa, USA-Japan). Dessutom är skybruset vanligtvis mindre vid hög deklination. När Månens deklination passerar 0 grader (direkt ovanför ekvatorn) och blir negativ, stiger Månen allt längre söderut och fönstret för norra halvklotets stationer blir kortare.Markeffekt. När man använder EME på två meter, i synnerhet, kan lågenergistationer, med eller utan antennhöjd, ta emot upp till 6 dB extra antennförstärkning när antennen är riktad mot horisonten. Signalreflektioner från en plan, fri mark framför antennen orsakar toppar och dippar i strålningsmönstret vid vissa höjdvinklar, vilket kan resultera i upp till 6 dB förstärkningsökningar. Det antas att det inte sker någon betydande ökning av nivån på markbuller från horisonten. Markeffekten är potentiellt användbar när månen är mellan 0 och 10-12 grader vid soluppgång och solnedgång. Av månens fyra faser (nymåne, första kvartalet, fullmåne och sista kvartalet) bör nymånen plus eller minus en eller två dagar undvikas på grund av solens brus. Fullmånen på natten är mest att föredra. När månen är synlig under dagtid kan jonosfäriska störningar orsakade av solen försämra förhållandena för EME. Så nattetid är vanligtvis den bästa tiden att jobba på. Den bästa tiden att köra EME på två meter är när perigeum, största nordliga deklination (för stationer på norra halvklotet), minimalt himmelsljud, minsta försämring och kvällstid, som alla sammanfaller. Denna optimala situation inträffar dock bara en gång vart nionde år, när månen är så nära jorden som möjligt. Senast detta hände var 1999-2000. Under denna nioåriga cykel spreds maximal deklination och perigee över tiden. Vanligtvis är den bästa kompromissen att välja en tidpunkt då himmelsljud (brustemperatur) är som minimum. Nästa gång då försämringen kommer att vara minimal och därmed förutsättningarna för EME blir de bästa möjliga är perioden 2007 - 2010. Många EME-radiokommunikationer utförs dock under denna nioåriga cykel.På grund av att månen är mycket långt borta, radiotäckningsområdet är mycket stort. Radioamatörer kommunicerar framgångsrikt över många tusen kilometer. Det finns till och med tävlingar dedikerade till kommunikation genom månen, några hålls på Aviation and Cosmonautics Day.

Under experimenten användes sändare med en effekt på 200 kW, som arbetar vid en våglängd på cirka 2 meter och antenner med en förstärkning på 400.
Mycket arbete i denna riktning utfördes 1954-57 vid Gorky University. För experimenten användes vågor på 10 och 3 cm; vid en våg på 3 cm nådde 120 tusen, d.v.s. energin var koncentrerad i en vinkel på 0,5 grader. Som ett resultat av dessa experiment mättes reflektionskoefficienten för radiovågor från Månen, som var ungefär 0,25 - och det visade sig att reflektionen sker från den centrala delen av Månens synliga skiva. Experiment med radar på månen gav verklig grund för genomförandet av idén om att använda månen som en passiv repeater.
Radioamatörer blev också intresserade av denna idé. Och i juli 1960 genomfördes den första amatörradiokommunikationen i 1296 MHz-bandet mellan de amerikanska klubbamatörradiostationerna W6HB och W1BU. 1964 genomfördes den första radiokommunikationen i 144 MHz-bandet mellan radioamatörerna OH1NL och W6DNG.
I Sovjetunionen utfördes den första amatörradiokommunikationen över månen den 11 maj 1979 av operatörer av den kollektiva radiostationen UK2BAS, i 432 MHz-bandet. Deras partner var K2UYH. Senare, den 19 januari 1981, genomfördes den första radiokommunikationen i 144 MHz-bandet av amatörradiooperatören UT5DL. Hans partner var K1WHS från Maine, som hade den största antennen på den tiden (24 bommar av 14 element).
Den 20 april, samma 1981, gjorde författaren till denna artikel (ex UB5JIN) sin första radiokommunikation. Och sedan fortsatte det och fortsatte: 6 december 1981, den första radiokommunikationen inom unionen (UB5JIN och UA3TCF), 11 januari 1982 - den första radiokommunikationen från Sovjetunionens territorium på SSB - (UB5JIN och K1WHS), 15 augusti 1982 den första kommunikationen med Japan (UB5JIN och JA6DR), 10 oktober med Venezuela (UB5JIN och YV5ZZ) och så vidare...
Idag utför tusentals radioamatörer från alla världsdelar amatörkommunikation genom månen i intervallen 144, 432, 1296, 5600 MHz. Varje serie har sina egna egenskaper, fördelar och nackdelar.
Mottagning på jorden av signaler som reflekteras från månen stöter på stora grundläggande svårigheter:
Månen rör sig i förhållande till jorden med en hög vinkelhastighet, så den reflekterade signalen är föremål för "Doppler"-effekten, dvs vågen som reflekteras från en rörlig kropp har en oscillationsfrekvens som skiljer sig från frekvensen för den skickade vågen. 144 MHz-området når 427 Hz.
Faraday-effekten har också ett stort inflytande på den mottagna signalen, det vill säga rotation av polarisationsvektorn för den sända signalen, vilket uttrycks i djup signalfädning. För att eliminera denna effekt krävs antenner med cirkulär polarisation, som är svåra att implementera i 144 MHz-området av designskäl.
Kosmiskt brus har ett starkt inflytande på mottagningen av mätaravståndssignaler, till exempel: den lägsta brustemperaturen för den himmelska sfären vid en frekvens på 136 MHz i februari 1982 var 210 grader Kelvin eller 2,35 db vid minimipunkterna och 2750 grader eller 10,2 db vid maxpunkterna.
Många problem är också förknippade med transparensen av jordens troposfär och jonosfär, atmosfäriska och lokala elektriska störningar.
Den ungefärliga dämpningen på Jord-Måne-Jord-banan för olika band kan uttryckas i tabellen: Månens position Avstånd (tusen km) 144 MHz (db) 432 MHz (db) 1296 MHz (db)
Perigee 356.334187.08196.62206.15
Apogee 406.610188.21197.76207.21

För att övervinna sådan dämpning måste en radioamatör som vill engagera sig i E-M-E-radiokommunikation tillverka mycket seriös utrustning och antenner. Baserat på dämpningen längs vägen och de kända initiala data för mottagaren och sändaren, är det möjligt att konstruera en graf över antennförstärkningen för olika radiovågsband:

Vid: TX = 700 watt
RX = 1 db
DF = 100 Hz
Som framgår av grafen, för att ta emot ett eko av din signal med en nivå på 1 db över brus i 144 MHz-området, är det nödvändigt att antennerna (sänder och tar emot) har totalt cirka 43 db, dvs. en bra antenn för E-M-E bör ha en förstärkning på minst 21,5 db. Även om radiokommunikation är möjlig när man använder antenner med lägre förstärkning, är det för radiokommunikation med en radioamatör K1WHS (antenn 24 x14 och KU lika med 27 db) tillräckligt att ha en antenn med en förstärkning på 15-16 db!
För framgångsrikt E-M-E-arbete måste du tydligt känna till månens position, tidpunkten för dess uppgång och nedgång för dig och dina partners. En radioamatör behöver känna till månens perigeum och apogeum och "fönstret" till Europa, Japan, Syd- och Nordamerika. Det är nödvändigt att känna till de dagar då månens bana är nära månens bana. Sol, eftersom radiokommunikation med en skillnad på mindre än 30 grader är omöjlig, på grund av för stort brusstrålning från solen.
Under månarbete observeras också ett intressant fenomen som kallas "markeffekten", det vill säga vid månens uppgång och solnedgång sker en märkbar ökning av nivån av reflekterade signaler med 1-3 db. Således, för "KN74BX"-torget, en uttalad effekt observerades vid solnedgången (i denna riktning slutar slätten 40-50 km med Svartahavsbassängen), vid soluppgången observerades inte "markeffekten" (kuperad terräng övergår i åsen av Krimbergen).
En mycket intressant aktivitet när man arbetar genom månen är att utföra ekotester. Det är bättre att göra detta utanför E-M-E-regionen (144 000-144,015 MHz). En serie punkter eller streck sänds, kombinationerna "BK", "SK" uppfattas bättre Efter cirka 2,5 sekunder tas en ekosignal emot. Den kommer att vara sidledes i frekvens (Dopplereffekt) inte mer än 427 Hz. Ekot hörs inte alltid och inte hela tiden, det beror på förhållandena. Om ekot vid ett givet tillfälle inte hörs i din QTH, betyder det inte att signalen inte reflekteras och inte tas emot, till exempel i Afrika eller Amerika. Och vice versa - du kan höra din partner, ditt eko bra, men din partner i detta ögonblick hör dig inte. Experiment har visat att ett eko med en nivå på 1-2 db över brus, som tas emot då och då, kommer att vara helt acceptabelt för E-M-E-arbete.
Författaren till artikeln genomförde experiment med olika antenner: 13 EL, 16 EL, 8x9 EL, 8x15 EL och förförstärkare på antennen med en brussiffra på 0,5 - 1,5 db. Sändarens effektförstärkare tillverkades med två 4CX350A-lampor med en push-pull-krets (P out ~ 1 Kw). Erfarenheten har visat att sådan utrustning, antenner och energi är helt tillräckliga för tillfredsställande drift med hjälp av signaler som reflekteras från månen. Under året har radiokommunikation genomförts med mer än 100 olika korrespondenter på 5 kontinenter.
Som nämnts tidigare är antennsystem för att ta emot E-M-E-signaler en av huvudfaktorerna. Antennsystemet måste ha horisontell rotation, såväl som vertikal höjd med en noggrannhet på azimut och höjd på inte sämre än 5-7 grader. Antennsystemets förstärkning måste vara minst 18-19 db. Antennuppsättningar baserade på antenner av typen F9FT har visat sig väl: 8x9, 8x13, 4x16, 8x16, som är lätta att repetera och strukturellt enkla.
Och slutligen, om antennförstärkare, skulle jag vilja uppmärksamma radioamatörer på noggrann noggrann inställning, åtminstone med den enklaste brusgeneratorn på en 2D2S-lampa, eftersom Det räcker inte att leverera en bra transistor, du måste implementera dess tekniska parametrar.
Det är tillrådligt att ansluta en AC-voltmeter (med en decibelskala) typ V3-38, V3-39 till utgången på LF-mottagaren under experiment för att noggrant mäta nivåerna av E-M-E-signaler.

En förkortad version av en artikel som skickades till tidningen Radio den 9 november 1982.
Återställd från bevarade utkast, 22 november 2003, 21 år senare!!!

Sida 3 av 3

Så fort månen började stiga tillräckligt högt fortsatte experimenten med ekosignaler. Och den 8 augusti fick en ny scen - Barry VE4MA mina signaler. Det var en sekvens av streck som varade i cirka 0,3 sekunder och med en period på cirka 1 sekund. Tre dagar senare accepterades mina signaler av alla deltagare i experimentet. Tyvärr misslyckades alla mina försök att ta emot svarssignaler från Gary AD6FP. Det fanns inte ens en antydan om närvaron av en signal.

Det bör noteras att nu är den sämsta tiden att genomföra kommunikationer genom månen, särskilt i millimetervågområdet. På grund av stora förluster i atmosfären är kommunikation endast möjlig vid stora höjdvinklar. För EME QSO med Nordamerika finns det bara 3-5 dagar per månad när månen är tillräckligt hög, men dessa dagar sammanfaller nu med månbanan, vilket resulterar i ytterligare 2 dB förlust. Dessutom är det nu för tiden en fullmåne, vilket motsvarar månens maximala termiska brus. Till skillnad från lägre frekvensområden, där månens fas nästan inte har någon effekt på bruset (reflektion där sker vid en större djup från Månens yta, där temperaturen är ganska konstant), i I intervallet 47 GHz observeras en mer än en och en halv gångers förändring i Månens brustemperatur. Om vi tar hänsyn till att antennens strålningsmönster passar helt inom Månens vinkelstorlek är det tydligt att dess brus sätter en gräns för att öka mottagarens känslighet. Av denna anledning bestämde jag mig för att överge försöken att kyla den lågbrusiga förstärkaren. Tekniskt sett är detta ganska svårt att implementera, och den maximala förstärkningen i signal-brusförhållandet vid kylning med flytande kväve kan vara 1-2 dB. Tydligen var en sådan ökning uppenbarligen inte tillräcklig.

Som ett resultat fanns det bara en metod kvar - digital bearbetning av den mottagna signalen. Tyvärr är välkända program inte lämpliga i detta fall, eftersom de är designade för smalbandiga lågfrekventa signaler. I vårt fall når bredden på spektrumet för den reflekterade signalen flera hundra Hz. Detta orsakas för det första av reflektionen från månen med flera strålar, när varje stråle har sin egen dopplerfrekvensförskjutning, och för det andra av signalfluktuationer under utbredningen av millimeterradiovågor i atmosfären. Eftersom vi inte kunde hitta något färdigt var vi tvungna att tänka på vårt eget program. Här hade jag tur igen, min gamle vän Vladimir Barchukov (http://www.orc.ru/~micron) gick med på att hjälpa till i denna fråga.

De första resultaten erhölls den 2 november, då det var möjligt att ta emot en serie "streck" från Gary AD6FP, och den 27 november var det möjligt att isolera båda anropssignalerna (47GHz.wav) från bruset. För överföring användes den vanliga morsekoden i läget för tvåtonsfrekvenstelegrafi (BFSK), och för mottagning användes metoden för inkoherent ackumulering av upprepad information.

Samtidigt var det nödvändigt att säkerställa hög noggrannhet vid inställning av sändarens och mottagarens frekvenser och automatisk korrigering av den ständigt föränderliga dopplerfrekvensförskjutningen under hela sessionen. När allt kommer omkring finns det i det här fallet ingen möjlighet att justera frekvensen med en riktig signal. Efter att signalen isolerats visade det sig att felet bara var cirka 100 Hz. För bara ett par år sedan skulle detta ha varit omöjligt, eftersom det inte fanns några program för att exakt beräkna dopplerfrekvensförskjutningen av signalen som reflekteras från månens yta. Nu finns det sådana program, och det mest bekväma av dem är den senaste versionen av F1EHN (EME SYSTEM V5.1). Det säger sig självt att fför båda korrespondenterna mäts i tiotals hertz. Som jämförelse i tvåmetersområdet motsvarar detta en frekvensnoggrannhet på cirka 0,1 Hz.

Analysen visade att den mottagna signalnivån var cirka -20 dB i förhållande till bruseffekten i 2,5 kHz-bandet (som är vanligt i WSJT). Som jämförelse är en sådan "Aurora-liknande" signal praktiskt taget ohörbar och osynlig med hjälp av Spectran-programmet från en nivå på cirka -15 dB.

Jag föreslog att man skulle kalla programmet MWCW (Millimeter wave CW). Men efter lämplig utveckling kan den vara användbar inte bara vid millimetervågor.

Därmed är alla tekniska problem i princip lösta. Allt som återstår är att vänta på högmånen, bra väder och en viss tur. Och så att utrustningen inte misslyckas.

Kontrollera och konfigurera TWT på skrivbordet.