Odbiór danych HRPT (High Resolution Picture Transmission) w paśmie L (1670 – 1710 MHz) z satelitów polarnych NOAA, MetOp i Meteor to jakościowy przeskok w porównaniu z prostymi transmisjami analogowymi APT w paśmie 137 MHz. Zamiast zaszumionego dźwięku i niskiej rozdzielczości, otrzymujemy cyfrowy strumień telemetrii wielospektralnej w pełnej rozdzielczości 1 km/px.
Sygnały pasma L na częstotliwości 1.7 GHz wymagają jednak precyzyjnie zoptymalizowanego toru radiowego. Kluczem jest połączenie czaszy satelitarnej, dedykowanego promiennika helikalnego oraz przedwzmacniacza LNA o bardzo niskim współczynniku szumów (NF < 1 dB). Poniżej przedstawiam kompletny schemat i instrukcję budowy takiego zestawu.
Zysk ~20 dBi
Reflektor 140 mm
Zysk 30dB, NF<1dB
Bias-Tee 4.5V
QPSK / HRPT
Zestawienie Komponentów (BOM)
Bill of Materials & Hardware Requirements
1. Optyka i Promiennik
- Czasza satelitarna: typ offsetowy (po TV-SAT), minimalna zalecana średnica 70–80 cm.
- Dysk reflektora: okrąg lub kwadrat 133–200 mm (aluminium, miedź lub stal ocynkowana). Świetnie sprawdzają się zaślepki wentylacyjne.
- Karkas heliksa: korpus z druku 3D (model 1700L_5.5T na Thingiverse) lub rurka PCV ∅ 56 mm.
- Uzwojenie: drut miedziany instalacyjny 1,5 mm² (5.5 zwoju, LHCP).
2. Wzmocnienie i Filtracja
- LNA + Filtr: NooElec SAWbird+ GOES / HRPT (wbudowany filtr pasmowoprzepustowy 1688 MHz, zysk ≥ 30 dB, szumy NF < 0.8 dB).
- Złącza: Adapter F na RP-SMA lub gniazdo SMA panelowe żeńskie, podkładki i nakrętki kontrujące.
- Zasilanie: wbudowane zasilanie Bias-Tee z odbiornika SDR lub zewnętrzne 5V przez micro-USB.
3. Odbiornik SDR i Okablowanie
- SDR: RTL-SDR Blog v4, NooElec NESDR SMArTee v2 lub Airspy R2 / Mini (zalecana stabilność TCXO 0.5 PPM).
- Kabel koncentryczny: krótki odcinek kabla 50 Ω (np. RG316 lub RG402 z wtykami SMA).
- Host: Laptop z systemem Linux/Windows lub smartfon z Androidem + kabel OTG USB-C.
- Akcesoria: taśma dwustronna piankowa, opaski zaciskowe (trytytki).
Instrukcja Budowy Krok po Kroku
Step-by-Step Build Guide
Przygotowanie reflektora i wiercenie otworu centralnego
Reflector Plate Preparation & Center Hole Drilling
Przygotuj metalowy dysk reflektora o średnicy ok. 140–180 mm. W geometrycznym środku wywierć otwór o średnicy 8–9 mm umożliwiający osadzenie adaptera F na RP-SMA lub złącza panelowego SMA. Oczyszczona metalowa powierzchnia posłuży jako płaszczyzna masy (ground plane) dla fali 1.7 GHz.
Montaż gniazda i pasowanie karkasu 3D
RF Connector Assembly & 3D Former Fitment
Przełóż adapter przez otwór w płycie i zablokuj go solidnie nakrętką kontrującą z podkładką zębatą, zapewniając pewny kontakt galwaniczny z masą. Następnie dopasuj wydrukowany w technologii 3D karkas heliksa (lub rurkę PCV) do płaszczyzny dysku.
Nawinięcie uzwojenia LHCP i lutowanie punktu zasilania
Winding LHCP Helix & Feedpoint Soldering
Nawiń drut miedziany 1,5 mm² w rowkach karkasu (5.5 zwoju w kierunku lewoskrętnym LHCP). Początek drutu przylutuj do pinu gorącego złącza SMA. W celu dopasowania impedancji heliksa (~140 Ω) do toru 50 Ω, pierwsze 1/4 zwoju prowadź płasko tuż nad masą (ok. 2–3 mm), tworząc miniaturowy transformator paskowy.
Osadzenie promiennika w ognisku czaszy satelitarnej
Mounting Feed in Dish Focal Point (LNB Collar)
Zamontuj gotowy promiennik helikalny w uchwycie LNB czaszy satelitarnej (o średnicy 40 mm). Promiennik musi być skierowany centralnie w czaszę, a jego punkt zasilania powinien znajdować się dokładnie w ognisku geometrycznym zwierciadła. Wzmacniacz LNA przykręć bezpośrednio do złącza heliksa, minimalizując straty przed pierwszym stopniem wzmocnienia.
Konfiguracja toru SDR i odbiór w terenie
SDR Interface Configuration & Field Reception
Podłącz kabel koncentryczny od wyjścia LNA do odbiornika SDR (RTL-SDR v4). Uruchom oprogramowanie SatDump, wybierz odpowiedni moduł satelity (np. Meteor HRPT lub MetOp AHRPT) i włącz zasilanie Bias-Tee. Przy pomocy smartfona wyceluj czaszę na trasę przelotu satelity – po uzyskaniu locka QPSK rozpoczyna się płynne dekodowanie zdjęć.
Demodulacja i Przetwarzanie Danych: SatDump
Demodulation & Data Processing: SatDump
Do odbioru transmisji cyfrowych HRPT standardem jest obecnie otwartoźródłowy program SatDump. Posiada on wbudowane pipeliny dla wszystkich aktywnych satelitów polarnych (NOAA 15/18/19, MetOp-B/C, Meteor-M N2-3/N2-4, FengYun) oraz geostacjonarnych (Elektro-L, GOES). Program na bieżąco koryguje efekt Dopplera, odzyskuje strumień bitowy, kalibruje kanały radiometryczne i generuje kompozyty True Color RGB wprost na dysk.