EME ryšiai
EME ryšiai - tai galimybė užmegzti radijo ryšį spinduliuojant radijo signalą atkarpoje Žemė-Mėnulis, pasinaudojant Mėnulio paviršiaus savybe atspindėti radijo bangas (angl. Earth-Moon-Earth).
Istorija
Pirmasis radijo bangų atspindys nuo Mėnulio paviršiaus užfiksuotas 1946 metais. Pirmasis radijo mėgėjiškas EME QSO pavyko 1960 metų liepos mėn.1296MHz diapazone
tarp W6HB ir W1BU. Pirmasis tarpkontinentinis EME QSO 144 MHz diapazone užmegztas 1964m tarp W6DNG ir OH1NL.
Reikalinga įranga
Norint užmegzti EME ryšį pakanka turėti:
1. Vieno ar kelių diapazonų 100W SSB transiverį su įprasta antena. Labai pageidautinas anteninis stiprintuvas – transiveriai yra nepakankamai jautrūs;
2. Kompiuterį su 800MHz ar greitesniu procesoriumi ir 128MB RAM atmintimi; Kompiuterio operacinė sistema Windows, Linux ar FreeBSD;
3. Interfeisą, kurio pagalba kompiuteris valdys transiverio PTT, audio kabelius tarp kompiuterio ir transiverio;
4. Sistemą, leidžiančią tiksliai nustatyti kompiuterio laiką.
5. Programą WSJT6, ji yra John K1JT puslapyje: http://pulsar.princeton.edu/~joe/K1JT/Download.htm
Ten pat yra ir visa su instaliacija bei naudojimu susijusi dokumentacija.
UTB transiveris ir antena
UTB transiveris turėtų turėti galimybę spinduliuoti viršutine šoninę juosta SSB - USB. Transiveris turi turėti įmanomai gerą dažnio stabilumą. Jei transiverio galia yra bent 50W ar, žymiai geriau 100W, yra galimybė užmegzti porą EME ryšių nenaudojant galios stiprintuvo. Tačiau labai patartina naudoti galios stiprintuvą ir išspinduliuoti maždaug bet 300–500W. O 1000W galingumas EME ryšiams yra ypač tinkamas – prisikviesite visus kuriuo tik pavyks išgirsti !
Transiveriai nėra pakankamai jautrūs, tarp antenos ir transiverio labai pageidautina įjungti anteninį mažatriuksmį stiprįntuvą. Antena turėtų būti bent 9 – 13 elementų Yagi tipo. Kuo daugiau elementų, kuo ilgesnė antenos traversa, tuo geriau. Naudojant dvi antenas jas patogiau statyti vieną šalia kitos. Tai patogu tais atvejais, kai nenaudojamas antenos orientavimas pagal elevaciją.
Ypač svarbus elementas yra koaksialinis kabelis tarp antenos ir transiverio. Jei jis yra bent 20m ilgio, labai rekomenduotina naudoti bent pusės colio storio kabelį su polietileno putų izoliacija. Tokiu atveju net anteninis stiprintuvas gali būti namuose, ant stalo – tai labai patogu.
Kuo antena ilgesnė, kuo daugiau ji turi elementų, kuo daugiau tokių antenų, tai tuo lengviau užmegzti EME radijo ryšį. Antenų galimybė priimti silpnus signalus apibudinama antenos stiprinimo ir vidinių nuostolių G/T santykiu.
Realybėje dažnai yra kiek kitaip – turime 13 elementų anteną, ji turi sukimo mechanizmą, leidžiantį kontroliuoti tik antenos azimutą ir apie ryšius per Mėnulį, apie naujas šalis nedrįstame net pagalvoti. Ir visiškai be reikalo! Nes su tokia paprasta antena tikrai galima padaryti ne vieną dešimtį naujų šalių 2 metrų diapazone, patirti naujų malonių įspūdžių, suteikti malonumo kitame Žemės rutulio šone gyvenančiam UTB ryšio entuziastui.
Jei yra dvi vienodos antenos, tai jas derėtų įrengti viena greta kitos, ne viena virš kitos. Toks įrengimas leistų efektyviau išnaudoti antenos spinduliavimą vertikalia kryptimi ir net neturint antenos elevacijos mechanizmo (galimybės pakreipti antenos į viršų), galima būtų pataikyti į Mėnulį ne tik pagrindiniu spinduliavimo lapeli, bet ir kitais, net iki 5 – 7 lapelio. Tai leistų pataikyti į Mėnulį jam pakilus virš horizonto nuo 0 laipsnių iki 20 laipsnių. Jei neturime antenos elevacijos mechanizmo ir uždedame antrą anteną virš pirmosios, tai tokia galimybė dingsta, EME ryšio trukmė sumažėja Mėnuliui kylant.
Kompiuterio laikas
Norint sėkmingai užmegzti EME ryšį labai svarbu tiksliai nustatyti kompiuterio laikrodį ir žinoti, kad per visą ryšio seansą tikslumas pakankamas. Kompiuterio laikrodis turi rodyti laiką 1 sekundės tikslumu.
Yra nemaža sprendimų, kurie padeda išspręsti šią problemą. Lengviausias kelias yra sinchronizuoti kompiuterio laikrodį internetu. Tuo tikslu būtina suinstaliuoti programą “Dimension 4”, ji yra čia: http://www.thinkman.com/dimension4
Laiko sinchronizacijai galima naudoti GPS: http://www.gpsu.co.uk
Galimi kiti techniniai ar programiniai sprendimai. Visais atvejais kompiuterio laikrodis turi rodyti tikslų laiką vienos sekundės tikslumu.
Sked'ai
Pabendrauti su kitais UTB entizuastais ir susitarti dėl EME ryšių galima interneto pokalbių svetainėje https://www.chris.org/cgi-bin/jt65emeA arba http://www.on4kst.com/chat/start.php ar https://www.emechat.com/ .
Ryšio charakteristikos
Slopinimas EME trasoje.
Mėnulio paviršius sugeria 93 procentus siunčiamos energijos ir tik 7 procentus jos atspindi įvairiomis kryptimis, dalis jos sugrįžta į Žemę.
Nustatyta, jog slopinimas trasoje Žemė-Mėnulis-Žemė yra:
50 MHz diapazone 243dB
144 MHz diapazone 252.5 dB
432 MHz diapazone 262 dB
1296 MHz diapazone 271.5 dB
2300 MHz diapazone 276 dB
Mėnuliui esant perigėjuje, slopinimas EME trasoje yra maždaug 1 dB mažesnis, o jam esant epogėjuje – 1 dB didesnis.
EME ryšio kokybę įtakojantys faktoriai
Libracija
Tai greiti signalo pokyčiai (fluttering). Dėl netolygaus ar periodinio Mėnulio plokštumų ar skriejimo greičio svyravimo, Mėnuliui sukantis apie savo ašį bei apie Žemę, atsiranda libracija. Libracija įtakoja į nuo Mėnulio paviršiaus atsispindintį signalą, atsiranda greiti ir trumpi (nuo 0.1 sek iki 2 sek) signalo lygio pokyčiai, siekiantys iki 4 – 5 dB (fluttering). Libracija EME trasoje įtakoja signalo amplitudę, fazę, dažnį.
Doplerio efektas.
Mėnulis apie Žemę skrieja 1023 km/s vidutiniu greičiu. Kai Mėnulis teka, jis dideliu greičiu artėja link EME ryšį užmezgančios stoties. Kai Mėnulis leidžiasi, jis didžiuliu greičiu tolsta nuo jos. Dėl Mėnulio šio artėjimo bei tolsmo EME ryšį užmezgančios UTB stoties atžvilgiu nuo Mėnulio paviršiaus atspindėtame signale pastebimas Doplerio efektas. Doplerio efektas “nutempia” radijo signalo dažnį į vieną ar į kitą pusę nuo tikrojo dažnio, Dažnių skirtumas priklauso nuo ryšiui naudojamo diapazono. 144 MHz diapazone jis gali siekti iki plius minus 500 Hz nuo centrinio dažnio.
Faradėjaus efektas.
Radijo bangoms sklindant nuo Žemės link Mėnulio ir atgal, jos du kartus kerta jonosferą bei Žemės magnetinį lauką. Tai įtakoja į signalo poliarizaciją, signalo plokštuminė poliarizacija išskaidoma, pasukama, papildomai atsiranda pastoviai kintanti elipsinė poliarizacija. Šis efektas EME trasoje vadinamas Faradėjaus efektu. Faradėjaus efekto įtakos dydis priklauso nuo signalo kelio ilgio jonosferoje, nuo to kelio padėties Žemės magnetiniame lauke, nuo to magnetinio lauko intensyvumo ar kitimo trasoje. Faradėjaus efekto įtaka EME priklauso nuo jonosferos būsenos ir jau vien dėl to yra didesnė vasarą ir mažesnė žiemą. Faradėjaus efekto įtaka EME priklauso nuo paros laiko – didesnė dieną ir mažesnė naktį. Faradėjaus efektas priklauso nuo Mėnulio pakilimo aukščio, nuo pakilimo keičiasi signalo perėjimo per jonosferą ir Žemės magnetinį lauką kampas. Faradėjaus efekto dydis kinta palyginti lėtai, tai gali užtrukti nuo 10 minučių iki 2 valandų. Siekiant sumažinti Faradėjaus efekto įtaką, yra naudojamos antenos su besikeičiančia ar apskritimine poliarizacija. Perduodant signalą tenka sukti dešiniąja kryptimi, priiminėjant – kairiąja kryptimi.
Triukšmo šaltiniai danguje
Ryšio per Mėnulį sėkmė priklauso ne vien nuo operatorių sugebėjimų ar jų turimos technikos tobulumo, antenų dydžio. Faktoriai, kurie gali sutrikdyti tokį EME ryšį, yra įvairūs. Vienas jų – Mėnulio padėtis danguje. Jei jis sutampa su kokiu nors radijo triukšmo šaltiniu – ryšio užmegzti nepavyks arba jis bus “vienpusis” – vienas korespondentas priiminės atspindėtus signalus puikiai, o kitas – nematys jokių signalo pėdsakų. Vienas iš stipriausių trikdžių šaltinių danguje – Saulė. Todėl jei Mėnulio padėtis danguje sutampa su Saulės pozicija, apie EME ryšius galima pamiršti. Dangaus skliaute yra ir daugiau triukšmą skleidžiančių šaltinių. Dalį jų parodo minėta MoonSked programa. Šiuos prognozuojamus faktorius apibendrinantis dydis atsispindi MNR skaičiumi.
Tačiau be prognozuojamų faktorių yra ir neprognozuojami. Tai Faradėjaus efektas - greitesnis ar lėtesnis signalų fazių sukimas viena ar kita kryptimi. Tokiais atvejais naudinga turėti skirtingų poliarizacijų antenas ar galimybę valdyti antenų poliarizacijos sukimo kryptį.
Bendri patarimai
EME ryšiui svarbu pasirinkti laiką, kai EME trasoje yra mažas slopinimas (MoonSked). Visuomet svarbu nepadaryti klaidos ir pasirinkti korespondentą su Jūsų galimybes atitinkančia energetika. Toks korespondentas turi turėti didelę antenų sistemą, minimalus jo antenų skaičius 4 ar daugiau antenos bent po 18 ar daugiau elementų, pageidautina su valdoma poliarizacija. Korespondentas turi spinduliuoti bent 1KW galios. Korespondentas turi turėti geras priėmimo sąlygas – jautrų mažatriukšmį anteninį stiprintuvą (PREAMP) ir mažai triukšmo jo stoties įkūrimo vietoje. Dėl ryšio su tokiu korespondentu turi būti susitariama iš anksto e-laiškais ar klasteriuose. Nepadarykite klaidos pasirinkdami atsitiktinį korespondentą arba pasirinkdami tą, kuris siūlosi pats ir dar nieko apie jį nežinote. Toks pasirinkimas retai kada baigiasi sėkmingai užmegztu EME ryšiu.
Ryšiui pasiruoškite iš anksto išbandydami savo techniką dekoduodami per Mėnulį priimtus signalus. Atkreipkite ypatingą dėmesį į savo kompiuterio laiko tikslumą!
Neperkraukite siųstuvo įėjimo iš kompiuterio paduodamu audio signalu, siųstuvo galingumas turi švelniai kisti keičiant į siųstuvą iš kompiuterio paduodamą signalo lygį.
Nepamirškite, jog Mėnulis visą ryšio laiką skrieja ir gali “pabėgti” iš Jūsų antenos diagramos, pastoviai koreguokite antenos kryptį į Mėnulį. Kryptis pastoviai matosi JT65 programos lange.
Šaltiniai
EME prezentacija (su garsu) . Prezentacijos failą atsisiųsti į savo kompiuterį, išsiarchyvuoti. Ant EMEprezentacija.ppt failo paspausti dešinį pelytės klavišą ir, atsidariusiame meniu, prezentacijos žiūrėjimui pasirinkti programą "Show" (Windows 10). Garsas tikrai girdimas kaskart vis iš naujo spustelėjus garsiakalbio ikoną dešinės ekrano pusės apačioje.
http://www.qsl.net/oz1rh/gndgain/gnd_gain_eme_2002.htm
http://users.skynet.be/on7eh/2mgg.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
EME prezentacija (su garsu). Į modernų PowerPoint formatą prezentaciją konvertavo Audrius Blaževičius LY4AU. Vaizdo montažas, garso režisūra, talpinimas Youtube - Simonas Kareiva LY2EN. 2024 metai.
Knygos:
“Poradnik Ultrakrotkofalowca”, Z.Bienkowski, Warszawa,1988
“The ARRL antenna book”, published by ARRL