FT4 via satélite: radioamadores testam novo modo de transmissão

Por Carlos T. Flores. Traduzido por Alisson, PR7GA
Este artigo é um resumo, com algumas atualizações, do artigo publicado na revista URE Radioaficionado de outubro de 2020 (“FT4 em satélites SSB. Uma oportunidade para estações modestas“).

INTRODUÇÃO

Como todos sabemos, os satélites de radioamador têm algumas dificuldades para sua operação. Efeito Doppler, rastreamento, idioma, pouco tempo de operação devido às rápidas passagens. Seria possível simplificar este processo para tentar reduzir o estresse? Eu apostei que sim. Imaginei que, utilizando algum modo digital, isto facilitasse ao menos na questão do idioma e do linguajar para auxiliar a operação em satélite.
Então me deparei com a edição nº 152 do boletim de notícias da AMSAT-NA. Esse boletim acendeu uma luz para fazer o que estou aqui descrevendo. No artigo, há um relato de como um grupo de radioamadores norte-americanos realizaram testes em FT8 e FT4 em satélites SSB. Conclusão: descobri que o FT4 era melhor e não atrapalhava os outros usuários de satélite. Então decidi testar também.

MINHA ESTAÇÃO

  • Rádio: Kenwood TS2000.
  • Antenas: 6 elementos VHF, 10 elementos UHF 10, ambas em polarização vertical a cerca de 15 graus de elevação fixa.
  • Pré-amplificadores: VV-144VOX e VV430VOX da SHF Elektronik, com cerca de 20 db de ganho cada. Rotor Yaesu G450C com controle manual.
Como software de rastreamento utilizo o SatPC32. É quase obrigatório deixar a velocidade de correção de frequência CAT em x10 (mais tarde explicarei o porquê). Para FT4 eu utilizei WSJT-X com duas sessões ou instâncias rodando no computador e sem controle de frequência via CAT. Obviamente, também pode ser utilizado o JTDX. Os satélites foram XW-2A / F, CAS-4A/B e o RS-44.

RESULTADOS E TESTES

Os resultados foram muito bons. A potência utilizada ficou entre 1-2 W. Consegui decodificar sem problemas em quase todo tempo, independentemente da elevação do satélite. Com o RS-44 tive que usar um pouco mais de potência (entre 10-15 W) mas ainda assim decodifiquei sem problemas. 
Para os testes, solicitei ajuda no fórum URE. O primeiro contato que fiz foi com EA5WU. Foi em 15 de julho de 2020, na passagem às 6h40 UTC do satélite XW-2B, com uma elevação máxima de 26º. Usamos apenas uma instância do programa em FT4. Estávamos em torno de 145,735 MHz. O colega operou com cerca de 3 W. E eu usei cerca de 5 W. 
Chamei CQ e logo fechamos contato, com SNR de -13 dB. Comprovei, assim como afirmaram os colegas norte-americanos no artigo da AMSAT-NA, que as transmissões de voz não atrapalham o FT4, pois havia um colega chamando “CQ Sat” e isto não atrapalhou nosso contato em FT4. Após o sucesso do primeiro contato, o Pascual fez sua chamada mas foi um pouco pior, por causa de um pequeno erro meu (por conta da emoção, esqueci de retocar o posicionamento das antenas) e os sinais pra mim ficaram mais baixos. Mesmo assim, contato fechado.

No dia 21 de novembro de 2020 às 18:29Z, fiz outro teste com Jordi, EA3GCV. O satélite era CAS-4B. Assim que percebi que o satélite iniciou sua passagem, iniciei o CQ. Porém, estranhamente, não conseguimos decodificar um ao outro. A mesma coisa aconteceu quando tentamos contato via outros sats.
Ao investigar a causa do problema, descobrimos que Jordi não tinha colocado a velocidade de correção de frequência CAT do SatPC32 em x10 e, portanto, o programa FT4 não estava decodificando corretamente, mesmo ouvindo e vendo os sinais um do outro na tela do computador. Isto era devido ao doppler no sinal ser demasiado forte, o que impedia uma boa decodificação. Depois que o parâmetro foi corrigido, não tivemos problemas.
Como seria de se esperar, continuei fazendo testes por conta própria e confirmo as primeiras impressões; consigo receber sem problemas em diferentes satélites e em diferentes elevações.

CONCLUSÃO 

Posso dizer sem dúvida alguma que o modo digital FT4 é válido para um QSO via satélites SSB (e também em satélites FM, mas neste caso a operação deve ser regulamentada).
Além disso, devido à grande sensibilidade deste modo de operação, até estações que operam com rádios simples como FT-857, FT-817, IC-706, IC-705, IC-7100, etc e antenas omnidirecionais podem realizar contatos com pouca dificuldade (fiz testes com meu 857 e uma simples antena vertical de 1/4 de onda para VHF e decodifiquei sem dificuldade). No entanto, como já expliquei, para conseguir fechar um contato usando FT4, é absolutamente necessário deixar a velocidade de correção de frequência CAT do SatPC32 em x10. 
Por fim, eu solicitei formalmente à IARU ou AMSAT que sejam atribuídas sub-bandas dentro dos satélites (ou, no caso de sats FM, talvez um dia por semana dedicado a esta operação) para que estes contatos possam ser feitos de forma corriqueira e não mais por meio de skeds ou hora marcada. Eu fiz os testes entre 3-5 kHz acima do limite de downlink desses satélites, então deixo como sugestão. 
Também encorajo os colegas “sateliteiros” a realizarem seus próprios testes, preparando seu programa FT4 favorito para TX/RX neste modo. Conforme meu batente permita, tentarei estar todas as segundas-feiras no FT4 nas passagens que sejam favoráveis. Aguardo vocês lá, após a publicação deste relato. 
Peço para divulgarem este texto, compartilhando-o nas redes sociais. Caso surja alguma dúvida, estou à sua disposição para qualquer esclarecimento e / ou sugestão que alguém precise. Meu e-mail é: ea3hah@yahoo.es
EA3HAH – Carlos T. Flores

Veja abaixo o artigo publicado no Boletim de Notícias da AMSAT-NA que originou este artigo do colega espanhol:

Experimentos de modo digital realizados em satélites lineares

[NOTA DO EDITOR: Esteja ciente de que os experimentos descritos abaixo utilizam modulação AFSK muito estreita com controle bastante avançado para correção Doppler e estabilização de frequência. Isto NÃO é a mesma coisa que o uso de FM de banda estreita, como APRS terrestre ou satélites APRS dedicados. Então, por favor, NUNCA transmita FM no uplink de um satélite linear. TAMBÉM, deve-se enfatizar que os níveis de potência devem ser mantidos muito baixos, já que todos os modos WSJT têm ciclo de trabalho de 100%.
Recentemente, um grupo de radioamadores fez experimentos com FT-8 e FT-4 em uma variedade de satélites lineares. Alan (WA6DNR), Carlos (W7QL), Dave (W0DHB) e Ron (W5RKN) realizaram muitos QSOs. Os principais resultados e observações desses testes são os seguintes:
• Os modos digitais podem ser empregados com sucesso nos satélites lineares sem interferir com os demais usuários, operando perto da extremidade inferior da banda passante, usando a menor potência praticável e usando largura de banda muito estreita.
• Foram evitados os satélites mais sensíveis à potência, como FO-29 e AO-7. Os testes foram realizados nos sats CAS-4A, CAS-4B, RS-44, XW-2A, XW-2B, XW-2C e XW-2F.
• FT-4 foi o modo mais confiável, em comparação com FT-8. Outros modos de transmissão digital desenvolvidos por Joe Taylor devem ser investigados.
• O efeito Doppler é bastante forte quando o satélite passa sobre o observador nos satélites de órbita  baixa e isto precisa ser corrigido. Correção do Doppler a cada 200 milissegundos possibilitaram 100% de decodificação das transmissões FT-4 em várias passagens de diferentes satélites lineares. Este ajuste pode ser feito no programa SatPC32 definindo o “Intervalo SSB / CW” no menu CAT para zero e deixando marcada a caixa com o parâmetro 5x. Observe que esta configuração não é salva quando o SatPC32 é fechado.
• Muito pouca potência é necessária para QSOs durante toda a passagem. W7QL deixou a potência do seu IC-9700 em “zero” (cerca de 500 miliwatts, considerando as perdas do cabo / conector em mais de 3 dB para um par de antenas Leo-Pack) e teve sucesso em vários satélites.
• O FT-4 é muito tolerante com sinais de voz que cheguem junto com o sinal digital. No entanto, o contrário não é verdadeiro. Um sinal FT-4 transmitido por cima de um contato de fonia seria bastante irritante para os operadores SSB.
• De acordo com Joe Taylor, a largura de banda ocupada de um sinal FT-4 é 90 Hz. Portanto, teoricamente, mais de 200 desses sinais poderiam caber em um canal de 20 KHz. Obviamente que ninguém irá tentar isso. Mas uma dúzia de QSOs FT-4 bem espaçados na parte inferior da banda, cada um trabalhando em potência muito baixa, dificilmente atrapalhará os colegas que operam SSB e CW.
Convidamos outros colegas que gostam de satélites a se juntar a nós. Recomendamos o uso de FT-4 COM MUITO BAIXA POTÊNCIA, na extremidade inferior da faixa de frequência de downlink, com compensação Doppler apropriada, conforme descrito acima. Esperamos fechar um QSO digital com você em breve por meio destes “birds” lineares.






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FONTE: Blog QTC da ECRA
Agradecimentos aos autores originais desta publicação! Até a próxima!