【火腿课堂】建个卫星地面站很难吗？并不会，LimeSDR迷你卫星地面站案例报告
LimeSDR迷你卫星地面站
作者：DanielEstévez
我的项目使用LimeSDR Mini作为地球静止卫星“Es'hail 2”（业余无线电社群称为“QO-100”）的业余无线电转发器地面站的基础。该卫星包括两个线性转发器，其中一个为250 kHz宽，适用于窄带模式，如单边带模拟语音，基于文本的数字模式和电报。另一种是8 MHz宽，用于DVB-S2和其他宽带数字调制和实验。该卫星覆盖了世界三分之一的面积（从巴西到泰国），是地球静止轨道上第一个业余无线电有效载荷。它还为尝试不同的通信场景提供了一个令人难以置信的平台。
卫星的下行链路处于10GHz频带，因此便宜的卫星TV LNB可用于接收信号并将其下变频到大约700MHz的中频，其中SDR或传统无线电接收器可以容易地处理。卫星的上行链路在2.4 GHz频段。许多人正在使用上变频器将信号从430 MHz转换为2.4 GHz。但是使用LimeSDR，可以直接生成2.4 GHz信号。
我的设计采用风雨密的盒子包装，因此可以安装在发射天线外面。这很重要，因为它限制了馈送天线的同轴电缆的损耗。 2.4GHz的损耗可能非常高，因此希望保持同轴电缆尽可能短。
地面站内部
通过卫星转发器使用窄带信号不需要太多功率。事实上，许多人正在使用廉价的WiFi放大器模块来获得大约2瓦的功率。但是，DVB-S2需要更多功率，特别是如果使用几个Msps符号速率来传输高清视频。因此，我的气候箱包括一个100 W放大器，它是2.1 GHz UMTS的改进型放大器。
LimeSDR Mini无法提供足够的功率来驱动这个100 W放大器。因此，我使用Mini-Circuits GALI-84 MMIC将LimeSDR的输出从大约0 dBm增加到20 dBm，从而舒适地驱动100 W放大器。 GALI-84驱动放大器采用MiniKits套件构建。
为了控制LimeSDR Mini，Beaglebone Black ARM单板计算机包含在天气盒中。 Beaglebone Black通过以太网连接到我的LAN，允许控制LimeSDR Mini和其他设备（例如，启用或禁用RF功率放大器）。
该盒子还包含一个电源，可将100 V放大器的230 VAC转换为26 VDC，这需要大量电流。目前，使用10 A电源，但这没有提供足够的电流，所以我计划升级到30 A电源。其他设备通过使用一些小型DCDC转换器从26 VDC馈电。 Beaglebone Black使用5V，GALI-84放大器和100W放大器，偏置电压为12V（启用器由Beaglebone Black的GPIO引脚控制），放大器风扇工作在12V（始终启用）。 TMP36温度传感器安装在100W放大器的散热器上，由Beaglebone Black控制。
目前，天气预报箱仅用于上行链路。对于下行链路，来自LNB的IF信号通过廉价的75欧姆同轴电缆进入我家，并通过USB3连接到我的笔记本电脑LimeSDR。我还计划在风箱中将来自LNB的IF信号路由到LimeSDR Mini，以允许通过以太网连接到LAN的任何计算机控制地面站的上行链路和下行链路。
地面站安装
对设置的另一个计划修改是将参考信号（例如，10MHz）馈送到天气盒中以用作LimeSDR Mini的频率参考。对于2.4 GHz窄带信号，发射器的频率稳定性非常重要，LimeSDR Mini上的TCXO适用于许多应用。在家使用GPSDO的10 MHz参考将提供最佳性能并允许非常精确的频率测量实验。
该平台非常强大和灵活，允许进行各种实验。它被设计用于家庭LAN上的计算机，因此Beaglebone Black充当以太网和USB之间的IQ样本之间的桥梁。但是，您也可以在Beaglebone Black上部署一些简单的独立SDR应用程序，以便地面站可以自动运行。
因此，关于软件设置仍有许多实验要做。目前，在Beaglebone Black上，我使用Evariste“F5OEO”Courjaud limetool将IQ样本发送到LimeSDR Mini。这些IQ样本在我的笔记本电脑上的GNU Radio中生成，并通过TCP进行流式传输。我还使用SoapySDR的简单Python脚本来生成测试调制。
除了单边带模拟语音和DVB-S2之外，它们代表了目前Es'hail 2中继器的大部分用途，它也可用于执行非常有趣的未来实验。其中一些包括使用扩频调制来传输埋在噪声下的极低功率信号，通过试验不同的调制和FEC算法测试优化的数据调制解调器，通过转发器执行PRN调制以执行卫星测距，以及执行双向频率和倍。传输，使用GSE和DVB-S2实现TCP / IP连接。
关于地面站的其余部分，我目前正在使用24 dBi WiFi网格抛物线进行上行链路，但我计划用1.2米偏移磁盘替换它，并使用2.4 GHz的定制圆极化馈电。对于下行链路，我使用1.2米偏移磁盘和经过修改的廉价商用Ku波段LNB来使用外部27 MHz参考。
该平台设计有一些非常灵活的东西，可以进行许多不同的SDR实验，并且可以通过以太网从家中的任何地方进行控制。我认为这个解决方案非常适合这些目标。我遇到的一些困难与LimeSDR的杂散发射有关。当输出放大到100W时，本地振荡器泄漏和IQ不平衡图像将非常明显。聪明的东西，你可以安排的东西，以便这些虚假信号不会干扰其他用户，或在某些情况下可能被过滤掉。
source: www.crowdsupply.com
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