Спутниковые антенны с конвертерами Ку-диапазона совместно с приемниками RTL-SDR, иначе называемыми Dongle, можно использовать для различных занимательных экспериментов. В том числе для приема на компьютер сигналов спутникового телевидения, маяков и параметрической информации со спутников Starlink и даже для поиска внеземных цивилизаций.

Для этого, кроме компьютера, тарелки, конвертера и приемника RTL-SDR, понадобится кабель, несколько F-разъемов, блок питания на 12 вольт и переходник для питания конвертера Bias-T. Последний можно сделать самому из дросселя и конденсатора. В дальнейшем можно будет добавить тональный генератор на 22 кгц для включения второго гетеродина верхней части поддиапазона и блок питания на два напряжения 12 и 18 вольт для приема сигналов с разной поляризацией.
Однако для приема в нижней части поддиапазона, в том числе маяков Starlink, достаточно минимального набора. Разумеется, на компьютере должны быть установлены драйвера RTL-SDR и программное обеспечение типа SDRSharp.
Для изготовления Bias-T я использовал первый попавшийся под руку дроссель и конденсатор, а также разъем питания. Все это пока собрал навесным монтажом. Оборудование я подключил к имеющейся антенне, настроенной на вещательный спутник, и оно заработало сразу.
Следующий этап — попытка принять маяки Starlink. Для этого я взял другую антенну, чтобы не сбивать установки основной, установил на ней конвертер и направил антенну вертикально вверх. Напомню, что офсетные тарелки устанавливаются своей плоскостью не перпендикулярно направлению сигнала, а под некоторым вертикальным углом (зависящим от угла офсета).
Это сделано для того, чтобы конвертер не затенял полезную площадь отражающей поверхности и там не накапливались осадки в случае если спутник находится очень высоко. Если у вас есть прямофокусная параболическая антенна, не офсетная, то она должна быть направлена строго перпендикулярно направлению сигнала в вертикальной и горизонтальной плоскости. Вообще, некоторые утверждают, что маяки Starlink можно принимать без антенны, направив конвертер волноводом вверх. Но я не пробовал. У меня длинный кабель в котором большие потери по высокой частоте.
Поскольку частота опорного генератора в моем конвертере составляет 9750 мегагерц, а частота маяка составляет 11325 мегагерц, то на SDRSharp нужно выставить частоту 1575. На экране панорамного индикатора появятся несколько столбиков. Из-за эффекта Доплера их частота может плыть в ту или иную сторону. Что делать с этими сигналами — решать вам. Можете попытаться расшифровать.
Можно найти свободную от спутников частоту или отвернуть антенну и попробовать поискать там сигналы внеземных цивилизаций. Вероятность их поймать настолько низка, что частота приема и направление не имеют значения. А может быть именно вам повезет. Можно направить антенну на солнце изучать его активность в этом или другом диапазоне. Оно там шумит довольно сильно. Но нужно принять меры, чтобы сфокусированные лучи не расплавили крышку волновода конвертера.
Еще одним применением такого оборудования может быть прием сигналов с катарского радиолюбительского спутника QO100 (OSCAR 100). Он находится на геостационарной орбите, как обычный спутник связи. Положение 25.9 градусов East. Покрытие охватывает всю Европу, Африку, почти половину Азии. На борту имеется 100 транспондеров, работающих на частотах от 10489.50 до 10490... соответственно на SDR приемнике должна быть установлена частота, равная 10490 минус опорная частота конвертера. В моем случае последняя 9750, значит, приемник настроен на центральную частоту 650 мгц.
Для тех кто не знает, QO100 — это любительский ретрансляционный спутник. Т.е. он принимает сигналы с земли на частотах 2400 мгц, переносит их на частоту 10,4 гГц и отправляет на землю. Разумеется, радиолюбители передают сигналы не по расписанию, а по настроению, также выбирают частоту в пределах выделенного для данного вида модуляции, поэтому их принять гарантировано можно при поиске — сканировании. Но на спутнике также имеются маяки и передатчики параметрической информации их можно слушать или расшифровывать в любое время.
Для изменения поляризации можно поворачивать конвертер вручную на 90 градусов, а если антенна далеко, то это делать удобнее переключением напряжения питания. Т.е. подавая на конвертер напряжение 18 вольт вместо 12, можно изменить поляризацию на обратную. Принято считать, что если разъем конвертера направлен почти вниз или вверх, то он имеет горизонтальную поляризацию, а вертикальной добиваются подачей питания 18 вольт, но если вы установите конвертер разъемом в сторону, то он уже будет способен принять сигналы с вертикальной поляризацией, а повышенное напряжение переключит его в горизонтальную.
Бывают еще конвертеры с круговой поляризацией — правой и левой. Но, насколько мне известно, круговая поляризация используется только на вещательных спутниках для извращенцев и для морской подвижной связи. Можно поэкспериментировать с ними, т.е. с конвертерами. Внешне такой конвертер ничем не отличается от «универсального», но имеет встроенный деполяризатор и только один опорный генератор с частотой 10750 МГц.
Питание обычным постоянным током напряжением 12 или 18 вольт обычно обеспечивает частоту опорного гетеродина 9750 мгц. Т.е. можно принимать частоты выше или ниже этой частоты на величину промежуточной, которую вы устанавливаете на приемнике RTL-SDR. Для включения второго опорного гетеродина имеющего, как правило, частоту 10600 МГц, нужно подать на конвертер тональный сигнал частотой 22 кгц. Лучше всего совместить источник питания, Bias-T, переключатель напряжения питания и опорный генератор в одном устройстве.
Как видно из нее, тональный генератор выполнен на популярной микросхеме 555, а переключаемый источник питания в виде параметрического стабилизатора — на микросхеме LM317. В этом случае понадобится два напряжения питания +5 и +20 вольт. Можно питать устройство от USB, а 20 вольт получить из них с помощью импульсного повышающего преобразователя.
Радиолюбители, имеющие разрешение на эксплуатацию приемо-передающей аппаратуры и позывной, могут дополнить приемную антенну передающей и приобрести или изготовить передатчик на 2.4 ГГц. Таким образом станет возможным проводить связи через ретранслятор спутника QO100. О конструкции передатчика и передающей антенны я расскажу в следующий раз.