Quelles antennes pour une liaison pédagogique ARISS ?

Antennes utilisées par F5KTU

C’est une question récurrente qui est posée par toutes les équipes.  Les contacts pédagogiques ARISS sont réalisés sur le temps de travail des astronautes, il faut donc que cette activité soit optimale pour eux. Afin de se garantir les meilleures performances possibles voici les recommandations à appliquer :

Rappel : Recommandations de station fixe ARISS : http://www.ariss-f.org/recommendation-station-terrestre-type

Communication voix, mode « normal »

En mode normal, la communication entre l’établissement et l’astronaute s’effectue sur la bande VHF 2 mètres, c’est à dire entre 144 et 146 MHz, et plus précisément sur les segments satellites de cette bande.

Si un simple talkie VHF, équipé de son boudin peut suffire à être entendu depuis l’ISS en FM, il est obligatoire pour l’équipe établissant le contact de disposer d’un système d’antenne directives, avec autour de 9dbd de gain, et à minima, une polarisation circulaire droite. L’antenne doit accepter la puissance TX de votre installation x 1.5 afin de ne pas avoir de mauvaises surprises (puissance tx recommandée 160W). Le gain supérieur peut être pénalisant en cas de mauvais callage du rotor (lobe de rayonnement étroit) notamment en utilisant le fameux YAESU GR5500. Le gain inférieur peut être pénalisant en cas d’utilisation de la station de secours VHF à 5W à bord de l’ISS.

Voici une liste d’antenne répondant à ce critère, et ayant déja donné satisfaction par le passé :

– Antenne 2×9 croisées Tonna F9FT VHF (indisponible dans le commerce)
– Antenne 2×7 croisés WX214 WIMO VHF : https://www.wimo.com/fr/antennes/antennes-vhf-uhf-shf/stationary-directional-antennes-yagi-x-quad/wx-214
– Antenne 2×10 croisés WX221 WIMO VHF : https://www.wimo.com/fr/antennes/antennes-vhf-uhf-shf/stationary-directional-antennes-yagi-x-quad/wx-221
– Antenne 2×10 croisés A144-20T CUSHCRAFT : http://www.radiomanual.info/schemi/ACC_antenna/Cushcraft_A144-20T_crossed-Yagi_user.pdf

Certaines équipes souhaitent utiliser l’antenne 2×6 elements multipolarisations de WIMO : https://www.wimo.com/fr/antennes/antennes-vhf-uhf-shf/stationary-directional-antennes-yagi-x-quad/wimo-x-quad/x-quad

L’expérience montre que cela est possible mais que si la station coté ISS est à 5W, il y a une perte rapide du signal, il faut alors utiliser 2 antennes couplées parfaitement pour gagner 3db de plus et arriver aux niveaux des antennes précédentes.

 

Communication voix mode « secours » en UHF :

En cas de panne de la station VHF principale de l’ISS, les astronautes switchent vers la station UHF. Celle ci ne comporte que 5 Watts à ce jour. Il faut donc utiliser des antennes qui ont au moins autant de gain qu’en VHF, voir un petit plus, mais pas trop pour le même problème que ci dessus.

– Antenne 2×13 éléments croisés tonna (indisponible dans le commerce)
– Antenne 2×10 éléments croisés WIMO WX7020 : https://www.wimo.com/fr/antennes/antennes-vhf-uhf-shf/stationary-directional-antennes-yagi-x-quad/wx-7021
– Antenne 2×18 éléments croisés WIMO WX7036 : https://www.wimo.com/fr/antennes/antennes-vhf-uhf-shf/stationary-directional-antennes-yagi-x-quad/wx-7036

La version UHF de l’antenne XQuad 2×8 elements multipolarisations de WIMO : https://www.wimo.com/fr/antennes/antennes-vhf-uhf-shf/stationary-directional-antennes-yagi-x-quad/wimo-x-quad/x-quad n’est pas du tout appropriée pour ce type de communication seule. Le couplage est encore plus difficile en UHF pour gagner théoriquement 3db.

 

Antennes de secours au sol – En cas de panne rotor ou de ROS important / Coax endomagé…

Pour une communication en VHF : il faut utiliser une antenne en fonction de l’orbite de l’ISS que vous allez utiliser :

POur une orbite supérieure à 45 degrées au dessus de l’horizon :

– Antenne 1/4 onde, si possible à la masse (pour limiter le bruit industriel autour de l’installation)
– Antenne bibande colinénaire de type Diamond X30 ou X50 (ou équibalentes dans d’autres marques) dont le lobe de rayonnement en vhf est similaire au 1/4 onde
– Toute antenne de fabrication « maison » correspondant à ce besoin : Dipole croisés, QFH,Eggbetter, … A tester au préalable tant en TX qu’en RX

Pour une orbite inférieure à 45 ° au dessus de l’horizon :

– Antenne colinaire de type Diamond X200 ou X300 (ou équivalentes dans d’autres marques) (pas plus de 5m de long )

Pour une communication en UHF : tenter avec une antenne bibande mais…. Il y a peu de chance que cela fonctionne dans de bonnes conditions.

 

Note importante : les antennes sont des éléments majeurs dans l’installation qui permettra d’assurer votre communication avec l’ISS. Néanmoins, il ne faut pas non plus négliger la qualité des lignes coaxiales entre les antennes et la radio, ainsi que l’installation obligatoire de pré ampli de réception au plus près de l’antenne.

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