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Meteor Scatter Communications für Amateurfunk

Meteor Scatter Communications für Amateurfunk

Meteor Scatter Communications wird seit vielen Jahren von UKW-Enthusiasten des Amateurfunk verwendet. Durch die Verwendung der Meteoritenstreuungsausbreitung können Amateurfunk- und auch kommerzielle Funkkommunikationskontakte über Entfernungen von bis zu etwa 2000 km auf den UKW-Bändern hergestellt werden

Die Meteoritenstreuung erfordert die Verwendung von Hochleistungs-Amateurfunkstationen und einige spezielle Betriebstechniken, kann jedoch interessante Kontakte über Entfernungen von bis zu etwa 2000 km herstellen.

Grundlagen der Meteor-Burst-Funkkommunikation

Wie der Name schon sagt, hängt die Ausbreitung der Meteoritenstreuung von der großen Anzahl von Meteoren ab, die jeden Tag in die Erdatmosphäre gelangen. Die meisten sind sehr klein, oft so groß wie ein Kieselstein oder sogar ein Getreidesand. Manchmal steigt die Anzahl der Meteore bei einem Meteoritenschauer - diese treten zu bestimmten Zeiten im Jahr auf. Während dieser Duschen können Amateurfunk-Meteoriten-Enthusiasten erheblich mehr Kontakte knüpfen.

Hinweis zur Ausbreitung der Meteoritenstreuung:

Meteorstreuung oder Meteor-Burst-Kommunikation verwenden eine Form der Funkausbreitung, bei der die dichten Ionisationsspuren genutzt werden, die Meteore beim Eintritt in die oberen Schichten der Erdatmosphäre hinterlassen. Die Spuren sind dicht und können Signale in das UKW und so oft in den UHF-Bereich des Funkspektrums reflektieren, aber sie sind nur für eine sehr kurze Zeit vorhanden, und daher muss das Funksystem in der Lage sein, dies aufzunehmen.

Lesen Sie mehr über Ausbreitung von Meteoritenstreuungen

Es werden zwei Arten von Meteorspuren erzeugt:

  • Unterdichte Meteorspuren: Unterdichte Pfade erreichen normalerweise innerhalb weniger hundert Mikrosekunden einen Höhepunkt und verschwinden dann allmählich. Sie können nur einige Zehntelsekunden dauern, während andere einige Sekunden dauern können. Sie verblassen, wenn sich die Elektronen vom Hauptweg ausbreiten und der Ionisationsgrad abnimmt. Unterdichte Pfade sind weitaus häufiger als überdichte Pfade und treten sowohl zufällig als auch innerhalb von Meteorschauern auf. Diese Spuren werden eher für kommerzielle Funkkommunikationsanwendungen verwendet. Sie werden auch für die Amateurfunkkommunikation verwendet, obwohl die unterstützten Frequenzen im Allgemeinen nicht so hoch sind, da der Ionisationsgrad geringer ist als die überdichten Spuren.
  • Überdichte Meteorspuren: Die Trails dauern länger als die unterdichten, und dies macht es möglich, Daten mit Modi wie WSJT sowie Hochgeschwindigkeits-Morse oder gelegentlich SSB zu übertragen. Die Pfade sind jedoch weniger häufig als die unterdichten, da sie größere Meteore erfordern, um sie zu produzieren, und im Allgemeinen werden sie nur auf oder in der Nähe des Gipfels großer Meteorschauer erlebt. Zusätzlich haben die Reflexionen, die sie erzeugen, manchmal große Signalstärkeschwankungen sowie einige Mehrwegeffekte, die bei einigen Formen der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung Probleme verursachen können. Trotzdem sind diese Trails ideal für den Amateurfunkbetrieb.

Die Meteorspuren sind ausreichend ionisiert, um gelegentlich Streusignale im Bereich von etwa 10 MHz bis zu 1 GHz streuen zu können.

Die Signalstöße, die durch solche Spuren erzeugt werden, werden aufgrund ihres charakteristischen Klangs üblicherweise als "Pings" bezeichnet, und diese Pings können nur eine Zehntelsekunde dauern. Dies reicht jedoch aus, um einige Informationen zu übertragen, obwohl möglicherweise mehrere Pings erforderlich sind, um einen Kontakt abzuschließen.

Frequenzbänder für Amateurfunk-Meteoritenstreuung

Meteor-Scatter- oder Meteor-Burst-Funkkommunikation kann auf einer Vielzahl von Frequenzen verwendet werden. Für Amateurfunk findet der größte Teil der Kommunikation im Zwei-Meter-Band statt, obwohl einige Kontakte im 70-Zentimeter-Amateurfunkband hergestellt wurden, aber dies liegt sehr nahe an der absoluten Obergrenze für diese Form der Funkausbreitung.

Einige Meteoritenstreuungsoperationen finden im 50-MHz-Amateurfunkband statt. Die niedrigeren Frequenzen bedeuten hier, dass die Reflexionen effektiver sind. Gelegentlich ist es jedoch wahrscheinlicher, dass um den Höhepunkt des Sonnenfleckenzyklus herum eine Ausbreitung als Ergebnis einer gewöhnlichen Ausbreitung der Ionosphäre stattfindet. Dies ist einer der Faktoren, die die Untergrenze für die Funkkommunikation mit Meteoritenstreuung bestimmen.

Modi für Amateurfunk-Meteoritenstreuung

Die Meteoritenstreukommunikation kann sich stark von den normalen oder traditionellen Formen der Funkkommunikation unterscheiden, die von Amateurfunkern verwendet werden. Aufgrund der kurzlebigen Signalwege zwischen den beiden Amateurfunkstationen sind spezielle Techniken erforderlich. Um dies zu erreichen, wurden spezielle Protokolle oder Arbeitsmethoden entwickelt, mit denen die Kommunikation hergestellt und die Informationen effektiv zwischen den beiden Stationen übertragen werden können. Ein einzelner Meteorspur unterstützt möglicherweise nur eine Reihe von Schritten, die zum Austausch von Informationen erforderlich sind, und ein vollständiger Kontakt erfordert möglicherweise die Verwendung mehrerer Meteorspuren über einen bestimmten Zeitraum.

Eine Vielzahl von Übertragungsmodi kann mit Meteoritenstreuung verwendet werden. Für Amateurfunker in Europa war die Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Morse beliebt. Bei Verwendung von Morse wurden Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 800 Wörtern pro Minute verwendet. Ursprünglich wurde die Morse mit Tonbandgeräten vorbereitet und beschleunigt, wobei der umgekehrte Vorgang verwendet wurde, um sie später entschlüsseln zu können. Für Amateurfunker in Nordamerika war Single Sideband weit verbreitet.

Die weit verbreitete Verfügbarkeit von Computern bedeutet nun, dass sie verwendet werden können, um ein viel höheres Maß an Flexibilität zu bieten. Sie können nicht nur zur Erzeugung und zum Empfang von Hochgeschwindigkeits-Morse verwendet werden, sondern haben auch die Schaffung spezieller Übertragungsmodi ermöglicht, die speziell für den Meteoritenstreuungsbetrieb entwickelt wurden.

Eine beliebte Form der Übertragung zur Verwendung im Amateurfunk mit dem dazugehörigen Computerprogramm ist als WSJT bekannt. Es wurde von K1JT für die Verwendung mit Amateurfunk entwickelt und wurde explizit für die Amateurfunk-Meteoriten-Streukommunikation geschrieben. Es ist lediglich die Verwendung einer Computer-Soundkarte und möglicherweise einer Schnittstellenbox erforderlich, um sicherzustellen, dass jedem Eingang die richtigen Pegel angezeigt werden. Dies macht es ideal für den Einsatz im Amateurfunk, da nur wenig neue Geräte benötigt werden.

WSJT enthält mehrere „Untermodi“, die verwendet werden können. Der erste und am häufigsten verwendete Modus ist als FSK441 bekannt. Es verwendet eine Mehrfrequenz-Umschalttaste mit vier Tönen und einer Datenrate von 441 Baud. Das System synchronisiert sich aufgrund der im Protokoll verwendeten Zeichencodes auch selbst, und dies hat den Vorteil, dass kein expliziter Synchronisationston erforderlich ist. FSK441 wird im Allgemeinen in Amateurfunkbändern mit 2 und 70 Zentimetern verwendet.

WSJT im FSK441- oder JT6M-Modus kann sehr kurze Pings verwenden. Dies bedeutet, dass die Kommunikation nicht auf den längeren Pings beruht, die normalerweise nur bei Meteorschauern auftreten. Dementsprechend kann es jederzeit verwendet werden, d. H. Für unter- und überdichte Meteorspuren.

Ausrüstung für Amateurfunk-Meteoritenstreuung

Es ist möglich, eine Vielzahl von Geräten für die Amateurfunk-Meteor-Streukommunikation zu verwenden. Durch das Verständnis des Ausbreitungsmodus und der Anforderungen können viele Stationen verwendet werden. Glücklicherweise ist die Leistung moderner Amateurfunkgeräte viel höher als bei vielen älteren Geräten, was bedeutet, dass sie die Anforderungen für die Meteoritenstreukommunikation viel besser erfüllen.

Einige der Hauptanforderungen sind nachstehend zusammengefasst:

  • Sendeleistung: Oft ist ein angemessenes Leistungsniveau erforderlich. In Anbetracht der Reflexionen, die bei 50 MHz erzielt werden können, ist ein Betrieb mit geringerer Leistung möglich, aber bei 144 MHz und höheren Leistungen von 100 Watt (oder höher, wenn die Lizenzanforderungen dies zulassen) werden am Antennenspeisepunkt benötigt.
  • Antennengewinn: Obwohl bei 50 MHz (was angesichts der Antennengrößen ein Glück ist) weniger Verstärkung erforderlich ist, sind bei 144 MHz Verstärkungen von 10 bis 15 dB ratsam. Oft sind 13 bis 17 Elementstrahlen bei 144 MHz beliebt. Obwohl einige Amateurfunkstationen mehr Richtantennen mit höherer Verstärkung haben, kann dies den Bereich verringern, über den Reflexionen gesehen und verwendet werden können. Es ist ein Gleichgewicht zwischen der Anzahl der gesehenen Reflexionen und der benötigten Verstärkung.
  • Systemrauschzahl: Die Rauschzahl des Gesamtsystems muss niedrig sein. Typischerweise um 2,5 dB. Obwohl ein Transceiver eine gute Rauschzahl aufweisen kann, verschlechtern Verluste in der Einspeisung diese um einen Betrag, der dem Verlust entspricht. Ein verlustarmer Koax-Feeder ist unerlässlich. Oft helfen Masthead-Vorverstärker dabei, da sie das Signal vor dem Verlust des Kabels verstärken und die Auswirkungen der Verluste verringern. Es muss darauf geachtet werden, dass die Vorverstärkerverstärkung nicht zu hoch ist, da sonst das vordere Ende des Transceivers überlastet und die Leistung beeinträchtigt werden kann.
  • Frequenzeinstellung: In der Vergangenheit war die genaue Frequenzeinstellung ein Problem. Für Morse wurde eine Toleranz von ± 500 Hz und für SSB ± 200 Hz benötigt. Die Stabilität ist bei der Verwendung von WSJT noch wichtiger. Die meisten modernen Amateurfunk-Transceiver von heute bieten eine ausreichende Stabilität. Beachten Sie jedoch, dass die Messuhr nicht unbedingt der tatsächlichen Signalgenauigkeit entspricht.
  • Computer: Der Großteil der heutigen Amateurfunk-Meteor-Streukommunikation wird von Computern gesteuert. Dementsprechend ist ein Computer mit der entsprechenden Software und den Schnittstellen erforderlich, um die Modi und den Betrieb zu unterstützen.

Meteor-Scatter-Kommunikation, oder wie sie manchmal genannt wird, Meteor-Burst-Kommunikation ist eine besonders interessante Art der Funkkommunikation, die Amateurfunkern offen steht, und kann bei UKW sehr gut eingesetzt werden. Es bietet eine Ausbreitungsform, mit der Kontakte über Entfernungen von maximal 2000 km hergestellt werden können, und ist daher bei diesen Frequenzen einzigartig.


Schau das Video: Meteor Scatter QSO on 144MHz in Geminids 2008 (November 2020).