IK7XJA, HAM Radio Station from Salento, South-East Italy

Premessa

Ovvero... Come creare una Oscar 100 SDR con Linux...

Come qualcuno avrà compreso leggendo i miei scritti in questo sito, utilizzo solo Linux, avendo abbandonato qualsiasi sistema operativo "proprietario" (cioè realizzato da organizzazioni commerciali) da oltre un ventennio. Grazie, infatti, alla grande abbondanza di software ed alla grande diversità di distribuzioni di questo sistema operativo libero, non esiste alcuna necessità di spendere soldi per licenze software usando sistemi operativi "a pagamento". E per noi Radioamatori, da sempre a sperimentare e provare cose nuove, dovrebbe essere quasi un obbligo avere Linux nel nostro shack.

Ma veniamo al titolo di questo scritto. Cosa usare e che programma installare per ascoltare il nuovo Oscar 100 con il sistema operativo del Pinguino? Ma, anche e soprattutto, che hardware usare per riceverlo?

E, infine, come creare con GNU-Radio e Gqrx una efficiente SDR Linux per Oscar 100?

Due parole su Oscar 100

Cominciamo subito col dire che, del nuovo satellite, si parla tantissimo: non starò qui, dunque, a dirvi le sue caratteristiche che potreste trovare su tanti altri siti dedicati a lui. Tengo solo a precisare che si tratta di un satellite commerciale pesante diverse tonnellate dove, tra gli altri trasponder, gli amici OM tedeschi sono riusciti ad "imbarcare" anche un trasponder per noi Radioamatori. Il trasponder consente ben 500 Khz di banda bassa (dedicata ad traffico in fonia, telegrafia e alcuni modi digitali) ed una banda alta di alcuni Mhz dedicata eslusivamente a trasmissioni digitali e video.

Inoltre, il nuovo satellite geostazionario permette di usare hardware di facile reperibilità; per la parte ricevente, possiamo riciclare tutto quanto in uso per la TV via satellite e, in generale, qualsiasi parabola da 80 cm in su. Pertanto, anche ad acquistare tutto nuovo, non si va oltre i 50 euro per un impianto decente di ricezione. Per la trasmissione, invece, la spesa è un pochino maggiore ma, in questo caso, è possibile riciclare il materiale informatico usato per le reti Wi-Fi a 2,4 Ghz, dato che l'uplink sul satellite usa proprio la banda dei 13 cm; tuttavia, in questo documento non parlerò della parte relativa alla trasmissione, cui dedicherò un documento a parte.

Hardware ricevente

Nel mio caso, stimolato dall'amico Gabriele IK7FMQ, primo collega di ARI Lecce a spingersi sul satellite e che ringrazio, ho acquistato il necessario in un grande magazzino, non avendo sotto mano un impianto TV dismesso da riciclare; il materiale comprendeva una parabola da 80 cm con vari accessori di aggancio (25 euro), un illuminatore economico della Fracarro UX-S LTE (appena 5,30 Euro: nonostante il costo esiguo, diventa ben stabile dopo 15/20 minuti), 10 metri di cavo a bassa perdita per satellite e alcuni connettori di tipo "F". Con un pochino di inventiva ho realizzato un piccolo circuito per alimentare l'illuminatore attraverso il cavo coassiale (il "bias-tee", visibile in foto), recuperando lo schema dai tanti disponibili in rete; personalmente, ho seguito quanto realizzato dal collega Ivo, I6IBE, sempre preciso ed affidabile. Gli illuminatori per la ricezione della TV satellitare, infatti, hanno bisogno di essere alimentati attraverso il cavo coassiale: una normale tensione sino da 12 a 14 volt consente di attivare l'LNB nella banda bassa (quella che ci interessa per la ricezione di Oscar 100).

Puntamento parabola su Oscar 100

Una volta montati parabola ed illuminatore, connesso il sistema di alimentazione e predisposta la discesa con il corretto connettore per il dongle SDR USB (nel mio caso, uno per TV), è necessario puntare la parabola in maniera corretta sul Satellite Oscar 100: per farlo, basta ricorrere ad uno dei tanti siti dedicati al puntamento delle antenne satellitari. Il migliore è certamente www.dishpointer.com che permette di spostare sulla mappa il segnaposto per "centrare" la nostra installazione; la riga gialla, tracciata dal software verso il satellite (identificato con "26E ARABSAT 5B"), è utile per puntare la parabola usando i riferimenti "a vista" disponibili sul posto; nel mio caso, ho traguardato il balcone del vicino a 20 metri da me e, su di esso, ho puntato la parabola: dopo, a 42.000 km, in alto sull'orizzonte a sud, c'è il nostro satellite. Il software, in base alle coordinate del proprio QTH fornisce anche la necessaria elevazione. È necessario tener ben presente che un errore di puntamento, anche minimo, si traduce in una drastica riduzione del segnale: pertanto, ho preferito prima testare la ricezione e, se la prova fosse stata soddisfacente, avrei continuato la personale esperienza con la più impegnativa trasmissione. Recentemente, un forte vento a spostato la parabola di pochissimi cm: beh, anche in questo caso, è stato necessario riposizionarla.

Per il puntamento sull'asse verticale, chiamato, più correttamente puntamento zenitale (al contrario "puntamento azimutale" è il puntamento sulla linea dell'orizzonte), è necessario riferirsi alla scala impressa, di solito, sul sostegno della parabola, facendo collimare l'indicatore con i gradi di elevazione restituiti dal sito internet usato per il puntamento. Anche in questo caso, un solo grado di differenza ha la sua influenza sulla corretta ricezione del segnale del Satellite Oscar 100.

La ricezione avviene sulla banda dei 10 Ghz; in realtà, l'illuminatore funge anche da down converter: infatti, riceve la frequenza del satellite, sottrae quella del proprio oscillatore locale e la rimanda sul cavo convertita intorno a 750 Mhz. Pertanto, alla frequenza del beacon di Oscar 100 (10.489,550 Mhz) bisognerà sottrarre la frequenza dell'oscillatore locale (9.750); ascolteremo, quindi, il beacon del satellite sulla frequenza di 739,550 Mhz e, per farlo, possiamo usare qualsiasi ricevitore per questa frequenza. Per praticità ed economicità useremo un Dongle SDR USB da collegare al nostro PC.

Il software usato in Linux sarà l'ottimo GQrx, cui rimando per maggiori dettagli e per il download; questo giustifica anche il motivo per cui questo documento è pubblicato nella sezione Software.

Tabella conversione segnale

GQRX mostra i segnali ricevuti in Decibel e non nella classica notazione che è possibile leggere sullo strumento delle nostre radio.

Propongo, quindi, a beneficio mio e di coloro che ne avessero bisogno, una pratica tabella di conversione SMeter / Db (fonte: Radio Rivista 02/2000, pag. 35):

Tabella di conversione S-Meter / Decibel
Segnale:	1	2	3	4	5	6	7	8	9	+10	+20	+30	+40	+50	+60
Decibel:	-108	-102	-96	-90	-84	-78	-72	-66	-60	-50	-40	-30	-20	-10	0

Una piccola aggiunta...
Pur non c'entrando con la ricezione del satellite e la conversione dei suoi segnali, aggiungo qui la tabella di conversione usata per i rapporti di ricezione ottenutoi dalla Rete RBN: in questo caso i valori sono ottenuti grazie alla seguente tabella:

Tabella di conversione S-Meter / Decibel (dB oltre 1uV)
Segnale:	1	2	3	4	5	6	7	8	9	+10	+20	+30	+40	+50	+60
Decibel:	-14	-8	-2	4	10	16	22	28	34	44	54	64	74	84	94

 

Un unico file PDF

Siccome questo documento non è completo, ho preparato un unico documento PDF con il documento completo, in modo che sia agevole, a chi dovesse interessare, scaricare e stampare il documento, in un formato certamente migliore della pagina HTML. Il documento è scaricabile a questo link.

Un video esplicativo

Per maggiore dettaglio, ecco un video esplicativo sull'uso del software Gqrx:

Pubblicato su Radio Rivista

Radio Rivista è l'organo ufficiale dei Radioamatori italiani. Dopo aver redatto l'articolo, lo inviai per posta elettronica alla redazione che mi rispose nel giro di pochi minuti promettendo la pubblicazione che è avvenuta nel numero di Giugno 2020, da pagina 76 a pagina 78, nella sezione "Buono a Sapersi", praticamente in chiusura del numero.

Procurandovi la rivista, potrete leggere l'articolo a colori senza necessità, dunque, di stamparlo...