Družicová komunikace

Podrobnosti

Kategorie: Témata studentských projektů SGS

Skupina témat týkající se experimentů a rozšiřování pozemní stanice družicové komunikace provozované na FEL v Plzni. Vhodné zejména pro studenty se zájmem o vesmírnou techniku, astronomii nebo netradiční rádiovou komunikaci. Témata lze rozdělit do oblasti přípravy SW nebo přípravy HW který umožní zavést nové experimenty nebo vylepšit výsledky těch stávajících.

• Elektromagnetické rušení na pozemní stanici. Úprava stávajícího SW pro měření elektromagnetického rušení v závislosti na denní době a na nastavení zařízení (směrování antén, frekvence). Cílem je určení spolehlivých časů, elevací, azimutů a frekvenčních segmentů pro družicovou komunikaci.

Podobně jako známe profil krajiny, tedy závislost minimální elevace antény dané výškou překážek) na azimutu, potřebujeme znát profil elektromagnetického rušení, které se v okolí vyskytuje. V pásmu 2m (145 MHz) vadí zejména vysílače FM rozhlasu a privátní rádiové sítě, na pásmu 70 cm (435 MHz) jsou opět privátní sítě a stanice CDMA a na pásmu 13 cm (2,4 GHz) představují problém zejména WiFi sítě, bezdrátové kamerové systémy a privátní datové systémy v ISM pásmu. Narozdíl od profilu krajiny, který je prakticky konstantní, je nutné změny rušení sledovat trvale. Proto by bylo vhodné proces zautomatizovat.

• Měření kritických parametrů pozemní stanice. Příprava HW nebo SW prostředků pro sledování chyby směrování anténního systému a pro automatickou kompenzaci této chyby. Cílem je eliminace selhání přenosu vlivem odchylek ve směrování antén.

Do této skupiny patří buďto klasický přístup - doplnění anténního systému spolehlivými absolutními senzory, které zsjistí chyby v nastavení azimutu a elevace. Jejich konstrukce je však obtízná, proto se nabízí různá alternativní řešení. Elevaci můžeme přesně měřit například akcelerometrem (měříme vektor tíhového zrychlení), jako bonus získáme i například údaj o vibracích stožáru vlivem větru. Bohužel azimut takto jednoduše měřit nelze. Další alternativní metody mohou využívat například kameru a rozpoznáná posunutí obrazu pokud kamera míří nepřesně. Lze využít také radiostanici, a kontrolovat například zda známe správnou polohu ke Slunci. Slunce je silným zdrojem rádiového šumu, který můžeme radiostanicí změřit. Jeho polohu na obloze nám přesně poskytne stávající nezbytný software pozemní stanice.

• Vliv prostředí na provoz pozemní stanice. Příprava HW nebo SW pro sledování meteorologických vlivů a případná automatická opatření v případě nepříznivých podmínek (přerušení provozu, nastavení bezpečné polohy antén, varování před námrazou). Automatické měření degradace antén, konektorů a napájecích kabelů. Cílem je zvýšení spolehlivosti a bezpečnosti pozemní stanice.

Vzhledem k rozměrům anténního systému pozemní stanice a jeho umístění na nejvyšším místě univerzitního komplexu je nezbytná otázka nebezpečí povětrnostních vlivů. Některé údaje můžeme měřit sami (rychlost a směr větru, inzenzitu vibrací konstrukce, teplotu a vlhkost) jiné můžeme importovat z univerzitní meteostanice nebo z oficiálních meteorologických služeb. Z výsledků vyvodíme nebezpečné situace - nárazový vítr ze směru X, námrazu, atd. Poté můžeme provádět opatření, přerušit provoz, zaparkovat anténní systém (nastavit do bezpečné polohy vůči větru), varovat že je třeba odstranit námrazu. Případné trvalé degradační vlivy lze odhalit například ze změn proudů pro běh a rozběh motorů anténního pozicionéru, ze změn spotřeby radiostanice při vysílání, atd. Atraktivní by byla také stavba malého radiomajáku pr opakované bezdrátového spojení, kterým by se testovala jednak přesnost zaměření antén a dále degradace antén, kabeláže, předzesilovačů, apod.

• Signálový řetězec pozemní stanice. Příprava HW pro distribuci signálu z přijímačů a signálu pro vysílače. Možnost přesměrování signálů, příposlechu, sdílení radiostanice pro více modemů. Součástí je distribuce a správa signálu pro zapínání vysílače a bezpečné odpojování zesilovačů.