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Introdução

Um dos maiores desafios na operação de transponders lineares em satélites de baixa órbita é um ajuste de frequência adequado para manter a intelegibilidade do um sinal de voz em SSB ou sinal de CW. O ajuste de frequência é necessário devido ao efeito Doppler que, para satélites em baixa órbita, é da ordem de +- 3,5 kHz na subfaixa de satélites em VHF (145,8 ~ 146,0 MHz) e +-10 kHz na subfaixa de satélites em UHF (435,0 ~ 438,0 MHz).

Ajustes de frequência de forma manual normalmente produzem resultados insatisfatórios uma vez que é muito difícil manter a correta sintonia para um áudio inteligível dos sinais modulados em SSB ou CW.

Discussão

Com uma correção precisa do efeito Doppler no uplink, o sinal transmitido pode ser posicionando em uma frequência fixa no receptor do satélite. O sinal do uplink será então transladado para o downlink sem as variações de frequência causadas pelo efeito Doppler. Se a estação terrena fizer a correção do efeito Doppler no downlink, o áudio demodulado não apresentará variações de frequência — permitindo um contato mais natural e agradável.

Para que o a correção do efeito Doppler seja precisa, é importante que os elementos keplerianos sejam recentes e que a estabilidade e resolução de frequência do transmissor e receptor seja adequada.

O setup usado durante os testes foi:

• Transceptor ICOM IC-706MKIIG para o uplink;
• Antena Moxon ressonante em 436,0 MHz para o uplink;
• Antena Moxon ressonante em 145,9 MHz para o downlink;
• Digitalizador Funcube Dongle Pro+ para o downlink;
• GQRX (Rádio Definido por Software) para o downlink; e
• Plan73 (Satellite Tracker) para controle automático de frequência do uplink e downlink.

Para testar o conceito acima apresentado, o software de correção do efeito Doppler na estação terrena foi configurado para atualizações a cada 50 ms. Para os testes, foi utilizado o transponder linear do satélite CAS-4B. Inicialmente somente uma portadora foi transmitida para que o sinal no receptor gerasse um tom de 1,5 kHz.

O espectrograma abaixo mostra os sinais dos beacons do satélite e da portadora transmitida.

Na figura acima é possível observar que a frequência do sinal recebido acompanha a curva do sinal dos beacons do satélite — o que confirma que a correção do efeito Doppler no uplink estava correta. No espectrograma da direita na figura acima é possível também observar que, após a correçao do efeito Doppler no downlink, a frequência do sinal de áudio é constante durante o período de teste.

Um segundo teste foi realizado usando voz. O espectrograma abaixo mostra os sinais do beacon do satélite CAS-4B e do sinal SSB durante alguns chamados de CQ.

A gravação do áudio foi realizada durante o TCA (Time of Closest Approach) — momento da passagem com maior variação de frequência devido ao efeito Doppler.

Conclusão

O experimento demonstrou que a correção automática do efeito Doppler no uplink e downlink funciona satisfatoriamente para sinais modulados em SSB e CW — permitindo que o operator da estação terrena possa se focar no contato e não na constante sintonia das frequências de uplink e downlink. Uma outra vantagem da correção automática do efeito Doppler no uplink e donwlink é um uso mais disciplinado do transponder — permitindo que um maior número de estações possam fazer uso do transponder durante uma passagem.

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