Über Es’hailSat

Den ersten geostationären Amateurfunktransponder QO-100 gibt es nun schon seit dem 15. November 2018. Er ist eine Amateurfunknutzlast, die auf dem Telekommunikationssatellit Es'hail-2 als sogenannte «hosted Payload» integriert ist. Der von der Qatar Satellite Company gestartete Satellit besitzt eine geostationäre Umlaufbahn mit einer Position auf 26° Ost. Den Amateurfunkbetrieb auf QO-100 kann man via SDR (Software Defined Radio) im Internet live verfolgen. Der Footprint, also die Abdeckung von QO-100, ist beachtlich. Von Europa über Afrika bis in die Antarktis und vom nördlichen Südamerika bis nach Asien (Bilder im Netz!). Irgendwann im letzten Jahr hat es mich dann erwischt - ich wollte dabei sein - mit UKW raus aus Europa!
Für den Betrieb über QO-100 braucht man einen Vollduplex fähigen Transceiver. Aus Kostengründen besorgte ich mir den etwas in die Jahre gekommenen FT-847 von Yaesu bei Haro-electronik.

Die Hardware wollte ich nicht selber bauen, vor der GHz-Technik habe ich zu viel Respekt. Ein paar Recherchen im Netz zeigten mir, dass es schon fertig aufgebaute Baugruppen zu halbwegs erschwinglichen Preisen von renomierten Anbietern gibt. Meine Entscheidung fiel auf die Firma DXpatrol in Portugal. Nach einigen Mails gefielen mir der Kundenservice, die Lieferzeit und auch die Preise. Erstmal das Empfangsequipment sollte es sein, ich orderte einen Downconverter mit LNB. Da das Angebot super war, bestellte ich den UpConverter MK4 und die 12W-PA nebst Spannungsverdoppler gleich mit.

Den originalen LNB habe ich durch ein Bullseye Ultra Frequenz Stabieles LNB von Othernet ersetzt, der ist vom Rauschverhalten her etwas besser als das Original von DXpatrol. Eine alte 80cm SAT-Spiegel hatte ich auch noch im Keller zu stehen, der sollte als Sende- und Empfangsantenne umgebaut werden.

Bis hierher war es eigentlich garnicht so kompliziert, mal vom Budget abgesehen, aber das bekam ich mit einigen Überstunden auch in den Griff. Der erste Tiefschlag kam eine Woche später in Form eines kräftigen Frühjahrswindes. Trotz zweier Gehwegplatten als Gewicht auf dem Tripod riss eine Böhe meine SAT-Schüssel um und machte sie unbrauchbar. Nochmal eine Woche auf Ersatz warten.

Den neuen Spiegel habe ich gleich mit Selbstklebefolie beschriftet, bevor wieder Fragen von den Nachbarn kommen wie: "...was machst du denn mit zweit SAT-Schüsseln?". Was jetzt noch fehlte, war ein geeignetes Gehäuse für die Hardware, die wegen des möglichst kurzen Speisekabels dicht an der Helix-Antenne sitzen muss. Dazu später mehr.

Die SAT-Antenne

Hier kommt nun die mechanische Herausforderung - eine SAT-Schüssel für den Empfang und zum Senden, für mich absolutes Neuland.
Auf der Seite von Patric, DC8PAT , habe ich die Daten für eine 3.5 Wdg Helix-Antenne für 2.4 GHz gefunden und die Teile sofort ausgedruckt. Stück für Stück entstand so die Sendeantenne für mein Projekt.

Als Material für die Helix-Wendel habe ich die Ader eines Stück Erdkabels mit 10mm² Querschnitt abisoliert und über das Hilfstool gewickelt. Das ging noch recht einfach, nur das einfädeln in den Helixsupport war ziemlich filigran. Mit etwas Fett lief es dann wie "geschmiert"! Insgesammt jedoch war das Ergebnis alles Andere als ansehnlich, das müsste doch auch anders gehen.

Ich konstruierte mir einen eigenen Halter mit fest aufsitzender Helix-Halterung und einem Reflektor aus Aluminiumfolie zwischen dem Träger und dem Gehäuseboden mit LNB und N-Buchse.
Leider konnte diese Variante im Test nicht überzeugen. Vielleicht war der Reflektor zu weit von der Helix entfernt.

Ich habe die entgültige Version dann wieder mit einem Aluminiumreflektor gebaut. Diesen Reflektor habe ich von einer Firma ausschneiden lassen die mit Lasertechnik arbeitet. Den Helix-Träger habe ich zur besseren Stabilität von unten her aufgeschraubt. Der Abgleich der Helix-Speisung war sehr defizil und brauchte viel Zeit, das Ergebnis konnte mit einem LiteVNA 64 gemessen werden. Dieser Analyzer misst bis 6.3 GHz, ich habe ihn extra dafür angeschafft, mein alter NanoVNA-H 4 hat nur bis 1.5 GHz gemessen.

Alle blauen Kunststoffteile sind mit PLA gedruckt worden. Ich hoffe, dass es eine Weile hält, es ist nicht besonders temperaturstabil und auch nicht sehr UV-beständig. Kann also sein, dass ich da nacharbeiten oder auf eine Schutzlackierung ausweichen muss.

Aufbau - Test - Erfolg

Der erste Test zum Empfang des Satelliten erfolgte dann noch zu später Stunde. Das Ausrichten der SAT-Antenne brauchte etwas Feingefühl und auch Zeit. Am Abend war es dann aber soweit, ich konnte QO-100 empfangen und erste SSB-QSO's mithören.

Nun widmete ich mich dem Uplink-Zweig mit UpConverter Mk4, 12W-PA und der 2.4GHz Helix-Antenne. Die Antenne war aufgebaut, abgeglichen und konnte mit LNB an der SAT-Schüssel befestigt werden. Der Testaufbau zum ersten Senden war noch fliegend und fand auf dem Terassentisch Platz. Auf den Postboten mit dem Wettefersten Gehäuse musste ich noch warten, bezahlbare Modelle gab es leider wieder einmal nur in China. Was mir da geliefert wurde, überzeugte mich auf ganzer Linie. Wassergeschützt mit einschraubbarer Grundplatte und mit einem Klarglasdeckel versehen mit Platz für alle Baugruppen. Sie werden mit kurzen M3-Schrauben von unten gehalten.

Bei den Verbindungskabeln setze ich auf vorkonfektionierte RG-316 Pigtails. Dafür habe ich am Uplink-Speisekabel vom UpConverter an die Helix nicht gespart und mir 2m KXS-10A konfektionierte Coax-Leitung mit N-Steckern geleistet. Um die Baugruppen zu fixieren und die Kabel zu führen, habe ich kleine Halter auf dem 3D-Drucker hergestellt.

Auf dem Bild oben sieht man den Aufbau noch mit liegenden Baugruppen und ohne GPSDO. Was das bedeutet, habe ich in ersten Test-QSOs erlebt. Die Empfangsfrequenz und auch meine Sendefrequen drifteten nicht unerheblich, trotz erreichter Betriebstemperatur aller Geräte.
Mein Erst-QSO mit Wolfram (DJ2WK) brachte mir wertvolle Hinweise zum Betrieb über QO-100 und den Vorschlag, im Eingang des Down-Converters ein LTE-Filter hinzuzufügen, welches den Empfang erheblich verbessert. Als weitere Empfehlung riet mir Wolfram, die Sende- und Empfangsfrequenzen mit einem GPSDO zu stabilisieren.

Nachdem ich diese Baugruppe hinzugefügt hatte, sah meine Box nun schon sehr viel kompakter aus und ich musste den Platz neu einteilen. Dazu habe ich neue Halterungen ausgedruckt und die Baugruppen stehen jetzt hochkant. Die Frequenzstabilität ist jetzt perfekt und kein Fading mehr feststellbar.