紫丁香2号卫星简易接收指南

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        紫丁香2号卫星已经在轨飞行十余天,作为一颗业余卫星,我们在第一时间公布了频率信息与解码软件,任何具有合适设备的业余无线电爱好者均可使用转发器或获取卫星遥测数据。今天为大家带来一个零基础的简易接收指南,无论你之前有没有相关的知识,都可以轻松上手去尝试接收卫星的数据,与卫星聊聊天并没有那么遥远。

材料清单

直径3mm铜焊条2根,约10元;

直径约16mmPVC穿线管一根,长度大于22cm,约2元;

RTL-SDR电视棒(含原配天线),约45元;

电烙铁、焊锡、胶带、镊子等常用工具材料;

电脑一台;

大于4G U盘1个。

天线制作

      原则上接收卫星我们需要使用定向天线,如八木天线等,这里我们使用了EA4CYQ设计的CJU天线,它具有体积小、增益较高(7 dBi)、易于制作的特点,原文参见http://www.hobbypress.cn/bencandy.php?fid-297-id-3671-page-1.htm  或  http://www.ea4cax.com/paginaea4cyq/cju/cjuingles.pdf。当然使用增益更高的天线会更好一些。

 

      这里是天线的尺寸图,为适应手头材料,我们的安装方式略有改动。

 

step1:把铜焊条按图纸要求的长度切割成两段,其中一段按图纸弯折成一个长方形,两个末端的拼接处留出一小段距离;

step2:穿线管主要起固定作用,对照图纸,在天线穿过的相应位置打3个通孔,把弯折好的方框以及下面一段铜棒插进管子;

Step3:在穿线管馈电点(即方框两个末端的交汇处)上方的位置切开一个小窗,把同轴电缆从穿线管底端塞进去,把电缆末端的内芯和外皮分别焊在框框末端的两端,细节如下图:

(关于同轴电缆,可以直接把电视棒自带的那根天线剪掉使用,也可将其改造为一根转接电缆,天线使用另外的电缆与插头)

 

 

step4:为了限位,在与穿线管接触的部位两侧都缠了几圈纸胶带固定,即上图中白色的部分。

 

 

介绍一下同轴电缆的处理方法,了解这部分的朋友可以直接跳过啦。

  1. 首先准备一根同轴电缆;
  2. 用刀在距电缆末端约1cm处轻轻划一圈,在划痕处折几下去掉外套,划得时候小心不要切到里面的屏蔽层;
  3. 图3是去掉之后,旁边一小截透明的管子就是去掉的外套;
  4. 将屏蔽层扒开;
  5. 把屏蔽层的小辫子打开,拧成一股;
  6. 再像第二部一样在白色的介质层距末端约2mm处轻轻划一圈,把介质去掉,也小心不要划到里面的内芯;
  7. 在两股线的末端都镀一层焊锡,之后就可以把它焊到天线上啦。

 

        到这里天线的制作基本就完成啦,下图即为天线的成品。如果有驻波表或者网络分析仪可以简单测一下天线的驻波,在437MHz附近驻波小于1.5说明天线效果良好,小于2.0时也基本可以满足使用要求。

接收机与解码软件

      卫星的下行接收机我们测试了USRP B210、FunCube Dongle Pro Plus和RTL-SDR电视棒,其中RTL-SDR电视棒非常适合新接触SDR的朋友体验使用。较新的方案使用了RTL2832+R820T2方案,在稳定性和噪声性能上有所提升,淘宝搜索RTL2832+R820T2即可。
      下图为从淘宝购置的电视棒:

        解码软件基于GNU Radio开发,在github提供了OOT模块源码下载,还提供了环境配置完整的LiveCD ISO镜像。LiveCD可以使用UltraISO等工具烧录到U盘中启动,也可以在虚拟机中运行。卫星的频率信息与软件下载参见http://lilacsat.hit.edu.cn/?page_id=257
 
        卫星的跟踪可使用LiveCD中附带的gpredict,也可使用Orbitron、HRD等PC端软件,以及HamSatDroid、Satellite AR(机器人)和GoSatWatch(水果)等手机软件。其中,Satellite AR可以利用手机的GPS与加速度计辅助完成天线的指向,非常方便,但需要配合梯子使用。记得更新最新的TLE哦~
 
      HamSatDroid中显示的卫星位置信息:
      使用时先在Set Home Location 中设置一下自己的位置信息,之后把Satellite选为LILACSAT2 ,然后calculate pass就可以查看卫星的过顶时间啦

 

 

      利用Satellite AR完成天线指向:

      先在setting里设置一下自己的位置信息,然后查找相应的卫星就可以了

      使用时可以把手机放在天线上,调整天线指向一直让卫星图案在手机屏幕的中央来实现跟踪

实际使用效果

        10月3日傍晚,卫星以82度的大仰角过境哈尔滨,我们使用本文推荐的配置进行了一次接收测试,成功实现了9.6k BPSK和4.8k GFSK遥测数据包的解码。这次测试也暴露了RTL-SDR抗干扰较差的问题,或可通过附加预选滤波器得到解决。

 

 

 

       这样,就完成了一次对卫星数据的接收。很多看起来复杂的东西真正做起来的时候就会发现其实很简单,希望大家可以在动手中获得乐趣。

8 thoughts on “紫丁香2号卫星简易接收指南

  1. 上次发就封询问小卫星接受的邮件,一直没有回复,本以为石沉大海。没想到之后相关人员发来就这么贴心的回复,实在是让人感动。实乃业界良心!

  2. 这个天线主要由两部分组成:一个是矩形框铜焊条,第二个是”一字型”铜焊条。请问一字型铜焊条怎么与同轴电缆连接的?!谢谢

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