Как поймать сигнал спутника дома: SDR, антенны и частоты для начинающих

Как поймать сигнал спутника дома: SDR, антенны и частоты для начинающих

Космический сигнал можно услышать дома без тарелки на балконе и без дорогой аппаратуры. Это одно из тех хобби, где первый результат приходит быстро, но только если сразу понимать ограничения. Новичок часто видит красивый водопад в SDR-программе, а потом разочаровывается, потому что сигнал «уплывает», шумит и не декодируется. Причина обычно не в приемнике, а в физике радиосвязи и условиях приема.

В этой теме смешивают сразу несколько задач. Одно дело принять голос или SSTV с МКС, другое дело получить погодную картинку с метеоспутника NOAA, третье дело ловить телеметрию метеозонда. У них разные диапазоны, разная поляризация, разная модуляция и разная чувствительность к помехам. Если это разделить, старт становится понятным.

Сразу честный ответ на главный вопрос. На обычный FM- радиоприемник для вещательных станций 88–108 МГц поймать «привет» с орбиты почти нереально. Для таких задач нужен прием в VHF/UHF и желательно программно-определяемый радиоприемник, чтобы видеть спектр и точно подстраивать частоту во время пролета.

Что можно принять

Частоты для приема сигналов МКС, метеоспутника NOAA и метеозонда с указанием диапазонов и типа данных.

Самый популярный вход в хобби для радиолюбителя это МКС. У проекта ARISS опубликованы рабочие частоты, и в типовых сценариях используют 145.800 МГц для голоса и SSTV, а также 145.825 МГц для packet/APRS. Конфигурация на борту меняется, поэтому перед сеансом лучше проверить текущий статус на странице ARISS.

Для метеоспутников NOAA классика это APT-передача в районе 137 МГц. На практике любители чаще работают с частотами 137.100 и 137.9125 МГц, а также встречают другие каналы семейства APT. Частоты и характеристики можно сверять по WMO OSCAR и по странице статуса NOAA OSPO.

Метеозонды это уже не орбита, но по ощущениям для новичка задача похожая. Большая часть современных зондов передает телеметрию в диапазоне около 400–406 МГц. Для серии RS41 диапазон указан в документации Vaisala. Тут вы чаще не слушаете голос, а принимаете цифровой поток и декодируете координаты, высоту и параметры атмосферы.

Это важный момент для ожиданий. Космическое радио в любительском формате не всегда звучит как привычный эфир. Часто это данные, а не речь. Поэтому реальный результат в этой теме это не только «услышал», но и получил картинку NOAA, пакет с МКС или телеметрию зонда после декодирования сигнала.

Приемник и софт

Если нужен гибкий и недорогой старт, лучше брать программно-определяемый радиоприемник на базе RTL-SDR или совместимый SDR-приемник. Он дает то, чего нет у обычного бытового радио – видимый спектр, точную настройку, запись IQ или аудио и удобную подстройку во время пролета. Для МКС иногда хватает сканера или любительской рации с приемом VHF/UHF, но SDR почти всегда удобнее.

Главная причина не в моде на SDR, а в эффекте Доплера. Орбитальный аппарат быстро движется относительно наблюдателя, поэтому принимаемая частота заметно смещается и меняется по ходу пролета. На VHF это уже килогерцы, а на UHF смещение еще больше. Если не подстраивать частоту, сигнал на водопаде будет уходить, а декодирование сигнала станет нестабильным или сорвется совсем.

Для МКС это ощущается как плавное смещение частоты во время прохода. Для NOAA это тоже мешает, особенно если вы пытаетесь получить чистую APT-картинку без ручной коррекции. Современные программы частично помогают, но новичку полезно заранее знать, что «уплывающий» сигнал это нормальная физика, а не поломка антенны или приемника.

Для работы обычно используют SDR++, SDR# или Gqrx. Для приема и обработки спутниковых данных подходят SatDump и noaa-apt. Для метеозондов удобно следить за активными запусками через SondeHub.

Выбор и сборка антенны

Антенна решает больше, чем приемник. Комплектный штырь внутри квартиры дает слабый шанс на успех, особенно в городе. Для метеоспутников NOAA вертикальный штырь плох не только из-за чувствительности, но и из-за диаграммы направленности. У него есть провал по приему в зените, а спутник как раз может пройти почти над головой. В этот момент картинка рвется или заметно шумит.

Поэтому для NOAA ценят антенны, которые лучше работают по всему небу и учитывают поляризацию сигнала. В справочниках по метеоспутникам для APT указывают круговую поляризацию, например RHCP, и это одна из причин популярности QFH, turnstile и V-dipole. У WMO OSCAR можно посмотреть параметры каналов, а в SatNOGS Wiki есть практические конструкции.

Для МКС и любительских спутников многие собирают или покупают Yagi. Направленная антенна лучше вытаскивает слабый сигнал из шумного эфира и помогает в городе. Минус один – за аппаратом нужно вести антенну вручную или ставить поворотку. Для первого опыта с голосом и SSTV это все равно один из самых надежных вариантов.

Для метеозондов на 400 МГц часто начинают с простой ground-plane или самодельной коллинеарной антенны. Если хочется дальних приемов, переходят на направленные решения и добавляют малошумящий усилитель. Но усилитель без фильтров в городе легко ухудшит картину, потому что усилит не только полезный сигнал, но и весь мусор вокруг.

Городские помехи и реальный сценарий приема

Самая частая причина провала у новичка это не неправильная частота, а городские помехи. Блоки питания, дешевые светодиодные лампы, зарядки, роутеры, инверторы и часть бытовой электроники заметно поднимают шумовой фон. Добавьте базовые станции и плотную застройку, и прием в комнате на комплектную антенну становится скорее исключением, чем правилом.

Рабочий подход намного прозаичнее. Выходите на открытую площадку, на крышу или хотя бы к окну без металлизированного стекла, выносите антенну подальше от электроники и кабелей питания, используйте короткий качественный коаксиал. Если рядом сильные вещательные сигналы, помогают полосовые фильтры. Для SDR это часто дает больший прирост, чем замена самого приемника.

Сценарий приема МКС простой. Проверяете пролет, готовите частоту, учитываете эффект Доплера и слушаете окно 5–10 минут. Если идет SSTV-активность, записываете аудио и декодируете изображение. Анонсы таких сеансов публикует ARISS. Для NOAA вы записываете APT во время пролета и получаете погодное изображение после обработки.

Итог без романтизации такой. Поймать сигнал с орбиты дома реально, но успех зависит от антенны, условий приема, подстройки по Доплеру и аккуратного декодирования сигнала. Для старта лучше выбрать одну задачу, например МКС или NOAA, собрать антенну под конкретный диапазон и сделать несколько проходов подряд. После первого уверенного приема это хобби быстро превращается в инженерную практику, где каждый апгрейд слышен и виден сразу.

Alt text
Обращаем внимание, что все материалы в этом блоге представляют личное мнение их авторов. Редакция SecurityLab.ru не несет ответственности за точность, полноту и достоверность опубликованных данных. Вся информация предоставлена «как есть» и может не соответствовать официальной позиции компании.

Старость — это просто ошибка кода

Генетики уже нашли способ её «исправить». Вопрос только в том, кто узнает об этом первым.

Получить доступ

Комнатный Блогер

Объясняю новую цифровую реальность