标题：业余卫星通讯
通讯简介
业余卫星在研发期间研发单位即赋予一定的名称编号，例如美国的AMSAT系列、英国的UoSAT系列以及日本的Fuji系列等等，一旦卫星射入地球轨道并开始运作之后，再赋予一个业余卫星的编号，即在原有名称之后加上OSCAR编号来识别，如：美国的AMSAT Phase III D成为AMSAT-OSCAR-40、英国的UoSAT 5成为UoSAT-OSCAR-22、日本的Fuji-2成为Fuji-OSCAR-29，为了应用上的方便，这些编号再被简称如：AO-40、UO-22和FO-29。俄罗斯的业余卫星编号就比较特别，它们的业余卫星经常是附挂在导航或通信卫星上，且一直沿用Radio Sputnik的编号，如：RS-12/13、RS-15、RS-20及RS-21等都是业余卫星。
目前为止OSCAR识别编号已经用到MO-46，不过有在运作的业余卫星总数大概不到30个，许多新一代的OSCAR正在研发或制造、测试中。
卫星轨道
环绕地球飞行的人造物体，理论上高度达到250公里以上，即可保持离心力与地心引力的平衡而不坠。实际应用中的人造卫星轨道高度，大概可以分为下列几个区间：低轨道300公里~1,700公里中轨道1,700公里~20,000公里（具有高辐射线的「范亚伦带」在此范围）高轨道20,000公里以上
轨道特性
300公里以下适合太空实验室或载人飞行器，如MIR太空站、航天飞机、国际太空站（ISS）及短期间的实验卫星等，卫星本身需携带推进器，以便随时调整轨道高度，否则会因少许太空微尘的阻力而减速以及轻微的地心引力之吸引，使得卫星高度逐渐下降而坠毁。过去有一些从MIR或航天飞机上以人力发射的实验卫星，寿命大约只有50天左右。在这个高度的卫星，优点是有利于观察地球和可以较小的功率来通讯；缺点是通讯时间短，每次最多只有9分钟左右。300 ~600公里长时间环绕地球的太空站最有效益的高度是500公里，目前ISS的高度约为400公里，此高度对负载颇重的定期运补宇宙飞船往来较为方便。某些科学实验卫星也在这个高度，它仍保有易于观测地球和通信的优点，而通信时间可拉长一点。600~1,000公里绝大多数工作中的卫星都在这个高度，地球引力作用不大，而卫星讯号涵盖范围相当大，以800公里高的UO-14为例，可涵盖到台湾和印度。这个高度也使得每次pass的可通信时间最长可达15分钟，而每天的pass达到6~8次。1,000~1,700公里如果卫星本体或其电路板有足够的防护罩（通常使用轻金属—钛）足以抵挡辐射线，那么这个高度就可再提升通信范围、每天通信次数和每次通信时间，以RS-15为例，其轨道平均高度在2,000公里左右，只要轨道位置恰当，透过这个卫星台湾可以和整个澳洲大陆通连。1,700~20,000公里具有高辐射线的「范亚伦带」也再这个范围内，极少卫星会设计在这层高度，顶多是「穿透」这一层（所需时间不长），否则卫星极易损毁。20,000公里以上这个轨道高度几乎没有商用卫星，因为要把卫星送上这个高度需要高推力的火箭（成本太高），所以只有少数圆轨道卫星，如美国的全球定位卫星GPS、俄罗斯的导航卫星GLONASS，都是大约20,000公里高，位于赤道上空的同步卫星（通信、气象及广播等用途）为36,000公里高，椭圆轨道卫星如AO-10（最高点36,000公里）, AO-40（最高点58,000公里）等，会达到这个高度。
业余卫星的利用方式
利用业余卫星来通讯有下列两种方式：实时通讯和存转式通讯卫星讯号卫星通信有其特性上的限制，如：通信时间短、可用频带较窄及都卜勒频移等，因此，除了一般的通信模式外，还有一些卫星通信特有的模式，以下就一一来介绍：
◆模拟卫星(语音、电码)
FM 模式：多用于中继器（Repeater），如UO-14，AO-27等；国际太空站（ISS）也使用此模式作voice QSO和PACKET通信。
SSB模式：绝大多数的业余卫星的转频器（Transponder）都具有这种模式，并且使用跨频带（上、下连使用不同频率）作双工通信，为了更容易补偿都卜勒频移，常采用上连为LSB而下连为USB的调制。
CW模式：这是最古老的通信模式，也是较节省频宽的模式，但相对的需要特殊的技巧。
模拟卫星的信标（beacon）和遥传讯号（telemetry）也大多是使用CW模式。
FM DigiTalker模式：卫星上的?语音合成器?将机上计算机资料合成语音之后，以FM模式下传至地面电台，类似广播的功能，如FO-29、SO-35等。
Tone TLM：小型实验卫星（如RS-17）为了简单取得实验数据，常将数据（如温度）转成音调来调制FM载波以便传送给地面电台。
SSTV模式：模拟卫星除了可以做一般的SSTV通信外，卫星上若有CCD摄影机也可以将拍摄到的影像，立即以SSTV模式传送下来。以前的MIR和航天飞机任务中都曾做过SSTV实验，将来ISS上也会有定期的SSTV通信实验。
◆数字卫星(包封通信)
Packet 1200 baud FSK beacon (如ISS, NO-44等)
Packet 1200 baud PSK beacon &amp; 广播式BBS (如AO-16, LO-19, IO-26等)
Reverse 1200 baud FSK beacon (如UO-11)
Packet 400 baud PSK beacon (如AO-40)
◆气象卫星（137 MHz, 非业余频带）
美国NOAA系列(云图sample 如下)
俄罗斯Meteor系列(云图sample 如下)卫星追踪利用卫星通信之前要先预测卫星什么时候会出现在你的天空，这就要靠卫星追踪程序来帮忙。在网际网络上有些网站提供线上追踪卫星的功能，只要输入经纬度、时区和所要追踪的卫星名称，就可以得知卫星现在何处以及何时会出现在你的天空。以下是两个参考网站：
1. Heavens Above
http://www.heavens-above.com/
线上实时卫星追踪网站，若一时找不到
追踪软件可用，不彷到此网站来查询卫星位置
2. ISS Orbital Tracking
http://spaceflight.nasa.gov/realdata/tracking/index.html
线上实时追踪「ISS国际太空站」。也能同时追踪其它卫星。
在无法连接网际网络的情况或是要有更进一步追踪功能（例如让卫星追踪程序能同时控制指向性天线对准你要通信的卫星），这就需要有一部独立的计算机和适当的卫星追踪程序，例如：
1. NOVA for Windows
全世界业余卫星爱好者最常用的程序之一，可以控制天线转向，以及收发机频率补偿，功能非常完整。本程序可以同时追踪数十个或甚数百个卫星，数量没有限制，但通常使用者会把卫星分类分页来显示较方便。而其追踪显示方式有地面投影轨迹及太空轨迹两种，卫星与地面电台的相对关系一目了然。本软件(试用版)可下载自：
http://www.nlsa.com/
2. STS Plus
这是DOS版的程序，但是在任一版本Windows的DOS模式下都可以执行，美国NASA及我国NSPO地面追踪站都有使用这套软件。最重要的，这是个免费软件，可以在下列网址找到：
http://www.dransom.com.stsplus.html
3. Instant Track
这也是DOS版的程序，因为功能很强，可以同时控制天线转向及收发机频率，目前仍然有许多使用者。本程序最为人称道的特点是执行速度非常快，即使是老旧的计算机也照样能执行，号称Instant Track果然名符其实，可惜它不是免费的，也没有试用版，请至下列网址订购：
http://www.amsat.org/amsat/catalog/software.html卫星通信设备对业余卫星通信感兴趣的人，入门时第一个问题总是：卫星通信设备不是很复杂吗?事实是不一定很复杂，全看你挑哪一颗卫星而定，而最重要的关键是天线，以下是几个卫星专用天线的实例：
screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0&gt;
1. 手持式UV双频八木天线
这支天线可以在两分钟之内组装完成，重量轻可移植性高，适合野外作卫星通信实验。
2. UV cross-YAGI十字型八木天线
这种天线的单元数较多体积较大，适合架设在基地台使用，配合方向角与仰角控制器由计算机自动追踪卫星的移动，由于具有较高增益，几乎所有业余卫星都能通联得到。
3. 盘式天线（BAR-B-Q架型、铝圆盘）
当卫星操作频率使用到L频带（1.290 GHz -- 2.401GHz）以上时，最好是使用盘式天线了，由于频率越高时电波在空中传播的损失越大，盘式天线具有较高增益，且增益与盘的直径成正比，不过实用上还是不宜太大太重，通常使用铝网或铁丝网的构造，直径在1.5公尺以下为多。卫星频率IARU (国际业余无线电联盟) 对于使用在业余卫星通讯的频率有一定的规范，而且世界各区的适用频率范围不尽相同，我国位于第三区，其规范是：10m波段为29.30-29.51 MHz，2m波段为145.80-146.00 MHz，70cm波段为435.0-438.0 MHz，一般通信不应使用到这些频带。
至于目前仍运转中的业余卫星使用频率及调制模式之详细资料，分成模拟卫星和数字卫星两类。卫星通信的乐趣业余卫星通讯虽然只是业余无线电通讯的一种延伸，然而因牵涉到卫星追踪及都卜勒频移等相关知识及设备，可以看做是另类通讯模式的尝试和个人业余通讯能力的提升，另外如实时卫星云图的接收，就好像把人的眼睛延伸到几百公里甚至几万公里的高度来看我们生活中的地球，也许能对我们切身相关的气象有更多的体验和了解。
未加密业余卫星
◆未加密的卫星通信频率以及适合中国ＨＡＭ通信的业余卫星
注意，在没有取得相应的业余无线电操作证书和电台执照之前， 
请不要进行业余卫星的通信实验！ 
Sat Mode Uplink Freq. Downlink Freq. 
RS-10 [A] (SSB,CW) 145.860-145.900 29.360-29.400 
T 21.160-21.200 145.860-145.900 
K 21.160-21.200 29.360-29.400 
K/A 21.160-21.200 and 29.360-29.400 
145.860-145.900 
K/T 21.160-21.200 29.360-29.400 
145.860-145.900 
Robot (CW) 21.120 or 145.820 29.403 
Beacons (CW) 29.357, 29.403, 
145.857,145.903 
Note: RS-10 is down and may not return. 
RS-12 A 145.910-145.950 29.410-29.450 
T 21.210-21.250 145.910-145.950 
[K] (SSB,CW) 21.210-21.250 29.410-29.450 
K/A 21.210-21.250 and 29.410-29.450 
145.910-145.950 
K/T 21.210-21.250 29.410-29.450, 
145.910-145.950 
Robot (CW) 21.129 or 145.830 29.454 or 145.958 
Beacons (CW) 29.408, 29.454, 
145.912, 145.958 
RS-15 [A] (SSB,CW) 145.858-145.898 29.354-29.394 
Beacons (CW) 29.352.5 
29.398.7 
RS-16 
Ground team was never able to activate the transponders. 
AO-10 (SSB,CW) 435.050-435.155 145.850-145.955 
Beacon (Unmodulated Carrier) 145.810 
NOTE: If Beacon is FM'ing don't use it! 
AO-11 (FM) No User Uplink 145.825 Primary 
435.025 
2461.5 
AO-13 (SK) as of 11/24/96, Rentered Atmosphere 12/5/96. 
Gone but not forgotten! 
AO-16 Packet 1200bps 145.900, 145.920, 437.051 Primary 
145.940, 145.960 437.026 
2401.143 
NOTE: Uplink via FM, Downlink via SSB (BPSK). 
CALLSIGN: PACSAT 
DO-17 [Packet] 1200bps No User Uplink 145.825 Primary 
Digital Voice 2401.220 
WO-18 Packet 1200bps No User Uplink 437.102 Primary 
CCD Pictures 437.075 
Note: Downlink via SSB (BPSK). 
LO-19 Packet 1200bps 145.900, 145.880, 437.153 Primary 
145.860, 145.840 437.125 
437.127 (CW) 
NOTE: Uplink via FM, Downlink via SSB (BPSK). 
CALLSIGN: LUSAT 
FO-20 [JA] (SSB,CW) 145.900-146.000 435.900-435.800 
JD PKT 1200bps 145.850, 145.890, 435.910 
145.910 
JA Beacon (CW) 435.795 
JD Beacon 435.910 
CALLSIGN: 8J1JBS 
UO-22 Packet 9600bps 145.900 Primary 435.120 
145.975 
CALLSIGN: UOSAT5 
KO-23 Packet 9600bps 145.850 Primary 435.175 
145.900 
CALLSIGN: HL01 
KO-25 Packet 9600bps 145.870 436.500 
CALLSIGN: HL02 
IO-26 Packet 1200bps 145.875, 145.900, 437.822 Primary 
145.950 437.867 
CALLSIGN: ITMSAT 
Note: Uplink is FM and Downlink is SSB (BPSK). 
AO-27 Packet 9600bps 145.850 436.800 
[J] FM Voice 
NOTE: Part time repeater. 
PO-28 Packet 9600bps 145.975 Primary 435.050 Primary 
145.925 435.075 
GPS Receiver 
CALLSIGN: POSAT1 
FO-29 JA (SSB,CW) 145.900-146.000 435.800-435.900 
JD 1200bps 145.850, 145.870, 435.910 
145.890, 145.910 
Beacon (cw) 435.795 
Digitalker 435.910 
CALLSIGN:8J1JCS 
MO-30 
Ground team unable to communicate with bird. Early SK. 
TO-31 9600bps (FSK) 145.925 436.925 
BBS Callsign = TMSAT1-12 
Broadcast Callsign = TMSAT1-11 
GO-32 3@2meters 435.225 Primary 
3@1270meters 435.325 
NOTE: Still undergoing tests. 
PO-33 9842bps 436.500 436.500 
Simplex 
Direct Sequence 
Spread Spectrum 
NOTE: Still undergoing tests. 
SO-34 (SEDSAT-1) 
Mode L 1268.175-1268.250 437.850-438.000 
FSK, 9600bps 
Mode A 145.915-145.975 29.350-29.420 
Note: Still undergoing tests. May be early SK.