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アマチュア無線の衛星通信SSTVについて説明します。


 衛星通信

 人工衛星を利用して交信する方法です。
自局から人工衛星に向けて送信し(uplinkと言います)、人工衛星が受信した信号を別の周波数に変換し衛星が送信したものを相手局が受信(downlinkと言います)し交信する方法です。運用に当たっては、自局でも送信した送信信号を受信しながら交信します。
 この通信方法を利用すると、小さい送信出力で国内のみでなく、世界中と交信が可能です。

 アマチュア衛星には、低軌道衛星と長楕円軌道衛星があります。低軌道衛星にはFO29、UO14など比較的簡単な設備で衛星通信が楽しめます。衛星が低軌道を飛行しているため、地球を1日で何周も廻るため、衛星が飛来する1回あたり利用できる時間が10〜20分と短く、また交信範囲も限られてしまいます。
 長楕円軌道衛星は、衛星が一番遠い位置では地球から6万Km以上離れるため、交信範囲は地球規模になります。遠方を飛行するため信号も微弱で、高い受信性能が必要となります。以前はAO10、AO13が利用できましたが、現在利用できる長楕円軌道衛星はAO40だけです。(AO40は、平成16年1月29日現在電源系のトラブルでトランスポンダーOFFの状況が続いております。祈る復旧)AO40の場合1日10時間前後の連続利用が可能で、ゆったりとラグチューができます。




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衛星通信のイメージ図


ビーコン : 2401.323MHz
uplink   435.550 - 435.800MHz、 1268.325 - 1268.575MHz
downlink 2401.225 - 2401.475MHz
      24048.010 -24048.060MHz

交信方法(AO40の場合)
 衛星は長楕円軌道を飛行しています。衛星を追跡するアンテナを回すローテータと仰角ローテータが必要になります。(ローテータに一定の角度を持たせローテータを回すことにより追尾することも可能です)
 追尾方法は近年パソコンによる自動追尾が主流となっておりますが、当局は手道追尾で特に不便は感じておりません。
 AO40はuplinkが1200Mhzまたは430Mhz、downlink2400Mhzとなっております。当局は主に1200Mhzアップです。
 衛星の位置を知るパソコンソフト(CALSAT32など)が在ります。衛星の軌道要素を入力すればリアルタイムで衛星の位置が分かります。
 AO40の信号(ビーコン)を受信するためには、2400Mhzのアンテナ(例えば30エレ以上の八木オフセットパラボラなど)、2400Mhzを受信できる設備(コンバータなど)が必要になります。
 下記の設備で、衛星の状態にもよりますが、無信号時ノイズレベルS1〜2でビーコン信号はS8〜9で受信できます。
 SSBの場合はuplinkはLSBで送信し、downlinkはUSBで受信します。スピーカはNGでハウリング防止にヘッドホーンが必要になります。

A  O  4  0  用  現  用  設  備


1.3mパラボラ
アップリンク 1.2G
ダウンリンク 2.4G


uplink信号の
カブリ防止
バンドパスフィルター


ゲイン確保
マイクロストリップ
プリアンプ

同軸
8DFB
20m


コンバータ
シャック内設置


ic910

コンバータの電圧をコントロールし、ゲイン調整ができるようにコンバータをシャック内に設置しました。

アンテナによる受信性能の違い

56エレループスッタック

 当初、AO40の受信は56エレシングルループ八木とマキ電機2400Mhzアップバータ(現在はコンバーターを使用)をアンテナ直下に設置し、プリアンプ無しで使用しておりました。ビーコン信号は、確認できるもののSは殆ど振れませんでした。この状況でCWで数局と交信しています。そこで、アンテナ直下にバンドパスフィルターとプリアンプを設置したところ、ビーコンがS4〜5で受信できるようになりました。ノイズレベルとの差は2〜3です。
 アンテナを56エレループ八木をスタックにレベルアップすると、ビーコン信号がS5〜6で受信できるようになりました。シングルとスタックの差はSにして1の違いです。しかし、SSBでの交信が快適になった他、SSTVの交信も何とかできるようになりました。


オフセットパラボラ

 写真右が55cm、左が75cmオフセットパラボラです。55cmオフセットは56エレループシングルと同程度の性能と思われます。75cmは56エレループスタックと同程度です。
 ループ八木との決定的な違いはループ八木より地上ノイズの影響が少なくSNが良い点です。これは、SSTV画像を受信してみると、衛星特有のノイズによる画面のザラツキが若干少なくなるので分かります。、また、八木に比べビームがブロードで衛星にアンテナを向ける調整が大変楽です。当局ではベランダの壁に立てかけて受信していました。


1.3mディッシュ

 現在使用しているパラボラで給電部はヘリカルです。
先にも触れましたが、無信号時ノイズレベルS1〜2でビーコン信号はS8〜9で受信できます。八木系に比べSNが格段に良くなりました。、「AO40RCV」というビーコンのテレメトリー内容をパソコンに表示するソフトがあります。これを利用したテレメトリー解析では、ほぼ100%近い解析が可能になりました。スタック八木では解析率は20%前後で、全く解析できないケースのほうが多かったと思います。
 SSTVの受信画像のザラツキも大変少なくなりました。SNを更に改善するには、給電部をパッチにすると良いと話題になっております。只今、パッチ給電部を作成しております。



S S T V (アナログ)      

 フルカラー静止画像をアナログ信号(音声信号)に変換し送信したものを受信し、受信音声をパソコンで画像に変換しパソコン画面に表示します。無線のファックスみたいなものです。一つ画像の送信は10秒〜90秒です。
 以前は専用の機械(スキャンコンバータ)が必要でしたが、今では、パソコンのサウンド機能を使って、送受信ができるようになりました。SSTVソフトは様々なソフトが開発されております。中でも
MMSSTVはフリーソフトでSSTV運用局に人気の高いソフトです。


SSTVを運用するための設備

運用全体に関する解説



受信画像


福岡からの交信画像(7MHZ)


21MHZでの交信画像


AO40の受信画像(2.4G)


秋田からの交信画像(14MHZ)


中国からの交信画像(21MHZ)


AO40の交信画像(2.4G)

 

S S T V (デジタル)

 アナログSSTV同様に、フルカラー静止画像をデジタルで送信するデジタルSSTVが登場しました。アナログSSTVと同様に走査線を一本一本をデジタル化し送信する方法と、画像全体をデジタルとして送る方式があるようです。
前者の代表としてDigpalのSSTVモード
信後者の例としてDigpalのデジタル、DigtrxWindrmなど
です。最近の傾向として、DigtrxのHamdrmモードの運用が多いようです。SSTVPal Multimodeのようにアナログモードとデジタルモードがひとつのソフトに一緒になっているものも開発されております。
 デジタルの良さはなんと言っても送信した局とほぼ同じ画像(任意の大きさ)を表示できることですが、混信などがあるとまったく画像が再生できないことが多くあります。エラーになった部分だけ再送するホローアップ機能が最近のソフトには備わってきておりますが、混信やQSBが多いHFよりは、ローカル同士で安定したQSOが出来るVUHF向きでないかと思っております。
 その他、デジタルですので文章やURLなど様々な情報を送ることが可能です。送受信の方法はアナログSSTVとまったく同じです。
 HF(特に7Mhzなど)で不安定なコンディションの中、「受信出来た出来ない」と何度も送受信を繰り返すQSOにはいささかヘキヘキさせられるのは当局だけでしょうか?

受信画像


GIF形式の画像


GIF形式の画像


大きい画像


縦長画像


ノイズのない画像


交信画像

デジタル系ソフトを起動するとMMSSTVスラントがズレる場合があります。これを調整する方法を紹介します。



下のイラストをクリックするとそのページを表示します。


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