P3E

Parhaillaan AMSAT-OH on kehittämässä S-/X-bandin kaksitoimista transponderia P5A-mars-missiota varten. Laite voi toimia koherenttina paikan- ja etäisyydenmäärittämiskojeena tai vaihtoehtoisesti radioamatööriliikennettä toistavana mikroaaltotransponderina.

Tekniikkaa tullaan ensin kokeilemaan P3E-satelliitissa, jota suunnitellaan korkealle, modifioidulle Molniya-radalle. P3E-version transponderista on valmistumassa parasta aikaa lentomalli.

P3E-satelliittihanke ja P5A-Mars-luotainhanke ovat AMSAT-DL:n vetämiä projekteja, joissa RATS/AMSAT-OH on mukana.

P3E:n tekniikka

AMSAT-OH:n P3E-tekniikka sijaitsee moduleissa E05-1 ja E05-2.

Moduleihin on sijoitettu allaolevan lohkokaavion elektroniikka ja radiotekniikka:

Lineaarisessa välitaajuudessa on runsaasti perinteistä radiotekniikkaa:

Moduli E05-1

Modulissa E05-1 sijaitsevat mm. koherentti paikallisoskillaattorijärjestelmä, S-bandin vastaanotin (2.4 GHz), välitaajuiset prosessointiosat (analoginen ja digitaalinen), välitaajuisetliitynnät C-bandin vastaanottimelta (5.7 GHz), L-bandin vastaanottimelta (1.3 GHz) sekä K-bandin (24 GHz) lähettimelle, lähettimen ylössekoitusketju n. 90 MHz:iin, sekä mm. CAN-väylän liityntäkortit, koherenttiprosessori ja ns. ranging-korrelaattori.

Modulin E05-1 sisäinen toteutussuunnitelma:

Erilaisten asteiden prototyyppien ja lentomallien sovittelua E05-1-moduliin:

Moduli E05-2

Modulissa E05-2 sijaitsevat lähettimen ylössekoitusketju 90 MHz:ltä 2 GHz:n paikallisoskillaattorisignaalin avulla, lähettimen pääteaste (10 GHz), sekä kaksi ohjelmallista DGC-tehonsäätöluuppia, 10 V drain-jännitteen teholähde ja CAN-liityntäkortit. Tämä pääteastemoduli toimii kahdessa eri teholuokassa: 1 mW koherentissa moodissa (simuloidaan Mars-linkkibudjettia P3E-satelliitin ollessa elliptisen Molniya-ratansa lakipisteessä, apogeumissa), 3 W PEP liikenne, 0.7 W BPSK-majakka.

Modulin E05-2 sisäinen toteutussuunnitelma:

10 GHz:n pääteasteen sovittelua E05-2-moduliin:

Kuvassa testataan E05-2-modulin 10 GHz:n pääteasteen lentomallia hakkuriteholähteen prototyypillä:

Mittauksia

Lähettimen prototyypin lähtöspektri 100 kHz/div., 10 dB/div., kun lähtöteho on vastaanotin-AGC:n ja lähetin-DGC:n reguloimana 1 W, päästökaistalla normaali vastaanottokohinakaista ja keskellä transponderikaistaa yksi hyötysignaali, kaistan yläpuolella 400 bit/s BPSK-majakka, kaistan alapuolella yksittäiset signaalit L-bandin ja C-bandin vastaanottimilta (ilman kaistakohinaa):

Sama kuva, 20 kHz/div., 10 dB/div., 1 W RMS out, optimaaliset signaalitasot:

1 W RMS out, ilman C- ja L-signaaleja, 10 kHz/div., 10 dB/div., mutta reippaasti yliohjaavalla Two Tone-testisignaalilla (ns. alligaattori):

Keskitaajuudet ja kaistanleveydet

P3E-satelliitin AMSAT-OH-transponderin keskitaajuudet ja -3dB kaistanleveydet:

• Koherentti ylöslinkki: 2438.567 MHz, 2 MHz
• Lineaarinen ylöslinkki: 2439.000 MHz, 38 kHz
• Koherentti alaslinkki: 10451.000 MHz, 2 MHz
• Lineaarinen alaslinkki: 10451.000 MHz, 2 MHz
• BPSK-majakka: 10451.030 MHz, modulaatioriippuvainen

Koherentin transponderin ylöslinkki-/alaslinkkisuhde on 30:7.

Tunnuslukuja

• 9 erilaista paikallisoskillaattoria
• Kaikki on lukittu 10 MHz:n ultrastabiiliin taajuusreferenssiin
• 21 erilaista taajuussekoitinta
• 13 erilaista välitaajuutta
• Linear Mode-lähtöteho 3 W PEP
• P5A Mode-lähtöteho 1 mW PEP
• 38 kpl ohjauslinja CAN-väylältä
• 4 kpl ohjauslinjaa suoraan IHU-yksiköltä
• 14 analogista telemetrialinjaa CAN-väylälle

Prototyyppi

Satelliitin prototyypillä pidettiin demonstraatioyhteyksiä RATS:in tekniikan päivillä Tampereella 2009. Asemat, jotka olivat äänessä olivat OH3UW, OH3MCK, sekä OH2AUE. Workkimismode oli SSB (LSB ylös, USB alas: transponderi on ns. invertoiva Doppler-siirtymän pienentämiseksi).

Tässä on valokuva prototyyppitransponderista, joka on rakennettu hieman keikkakestoisemmaksi em. tapahtumaa varten: