这是本文档旧的修订版!
线性卫星操作指南
大多数业余无线电卫星爱好者的第一次卫星通信尝试应该都是FM转发器卫星吧,可能也有少部分使用数字卫星入门的,而线性卫星通常被认为是一个进阶玩法,对操作技术有一定要求。因而,虽然一部分线性卫星由于其较FM星更高的轨道而非常适合远距离通信,但当前其转发器利用率仍然较低,且活跃用户基本局限于少数有经验的卫星玩家。
线性卫星基础
与传统上“线性卫星是高级玩法”的印象不同的是,线性卫星本身的工作方式非常简单,甚至比FM卫星还要简单:它几乎不做处理地将一个频段内的信号整体转发到另一个频段,仅此而已。
反相
以最常用的线性卫星RS-44为例,其搭载了一个145.935→145.995到435.670→435.610的反相(inverted)线性转发器。请注意“反相”一词,这意味着频带会被颠倒,即上行频段低端的信号会被转发到下行频段的高端,反之亦然。这也意味着发射的下边带(LSB)调制的话音或FT4等数字模式音频信号在下行频带中会被反转为上边带(USB)。
(与之对应的是“非反相”(non-inverted,也称“同相”)即不颠倒频带的线性转发器。由于颠倒频带可以显著减小多普勒频移对操作的影响,目前可以正常使用的所有业余卫星UV段线性转发器均为反相模式,非反相线性转发器已基本退出业余卫星领域。)
RIT功能
在卫星通联领域,RIT(Receiver Incremental Tuning)接收机增量调谐功能是一项关键技术,它允许用户在不改变电台主频率设置的前提下,对接收频率进行精准微调。特别是在卫星通信场景中,由于多普勒效应、设备固有误差等因素,实际接收与发射频率常出现偏差,RIT功能便能有效补偿这些偏移,确保信号接收清晰稳定。
线性转发器模型基础理论
一个反相线性转发器,如果不考虑多普勒效应,一个信号的上行和下行频率之和Fs=Ftx+Frx始终相等(不难发现,Fs的数值即为上下行频带的中心频点频率之和Fs=(Fup_low+Fdown_high+Fdown_low+Fup_high)/2=Fup_low+Fdown_high=Fdown_low+Fup_high)。换而言之,只要在一个频点接收到了自己上行对应的下行信号、完成了“回环”,则可以放心地让上下行频率一边增加一边减少相同数值(当然,不能超出转发器的转发频带),此时“回环”仍然成立。
实际通联中的转发器模型
实际通联中,我们将多普勒频移的影响考虑进来。还是基于线性转发器模型,一个信号的上行和下行频率之和Fs=Ftx+Frx始终相等,但这里要加入多普勒的影响。为了减少歧义,我们以“发射、接收”表示地面电台VFO上设置的频率,符号为Ftx、Frx,对应的多普勒影响后的频率符号为FtxDp,FrxDp;而以“上行、下行”表示卫星转发器接收和转发的信号频率,符号为Fup_low、Fup_high与Fdown_low、Fdown_high。它们之间的闭环关系用公式表现如下:
Fs=Fup_low+Fdown_high=Fdown_low+Fup_high=Fdown_low+FtxDp=Fup_low+FrxDp
使用DTrac智能操作
DTrac APP大大简化了操作,可以自动计算多普勒偏移补偿,线性卫星通联对频操作方法如下:使用全双工电台或两部电台构建全双工工作模式,在发射信号的同时,通过单击APP调节按钮微调RIT值,直至清晰捕捉到回波信号,此时DTrac APP将自动锁定发射与接收频率的联动关系。后续可通过长按调节按钮,快速将频率同步调整至目标通联频点,开启高效通联。
精准微调
单次点击调节按钮,可按0.01KHz步进对接收RIT值进行调整,调节范围为 -9.99~9.99KHz;点击当前RIT数值,即可快速归零复位。
同步调节
长按调节按钮时,可启用发射与接收频率同步锁定模式,以1KHz为步进同步调整,满足不同场景下的快速频率设置需求。