Reflexão lunar EME
EME = Earth Moon Earth = Terra Lua Terra
Por PY4ZBZ em 22-03-2010 rev. 15-02-2024
Radiotelescópio de Arecibo KP4AO
Recepção de DL7APV, OK1DFC, HB9Q, NC1I, PA2V, PA5Y, PA3FWV, EA5CJ e DK3WG em 432 MHz
Em 25-02 -2023 consegui receber o sinal EME de DL7APV em 432 MHz no modo Q65-60B, cuja transmissão é feita com 750W num conjunto de 128 antenas Yagi de 11 elementos cada, com o um ganho total de 37 dBi ! O que corresponde a uma potencia isotrópica equivalente irradiada EIRP de 93,7 dBm ou quase 2,5 MW !
Acima: DL7APV Bernd e sua antena de 432 MHz.
Abaixo, meu calculo básico do enlace EME DL7APV-PY4ZBZ. (download aqui)
O calculo acima mostra que devo receber um sinal da ordem de -155 dBm.
A minha recepção foi feita com uma Yagi OWA de 10 elementos com 15 dBi de ganho ligada diretamente a um LNA com NF=1 dB, e um SDR FunCube Dongle controlado pelo SDR#. Isso me confere um ruído de: -174 dBm (kTB em 1 Hz) +1 dB (NF) + 10 log(3) (3 Hz BW) = -168 dBm. Portanto devo receber o sinal com -155-(-168) = +13 dB de SNR. exatamente como confirmado na figura seguinte! do espectro do tom de referencia:
A figura seguinte mostra o resultado da recepção. Como WSJT-X calcula SNR numa banda de 2,5 kHz, os +13 dB precisam ser corrigidos de uma banda de 3 Hz para 2,5 KHz, ou seja, em 10log (3/2500) = -29 dB resultando em +13-29 = -16 dB ! Como mostra a tela do WSJT-X abaixo (média de -15 a -17 dB):
Em 28-02-2023 copiei novamente o DL7APV, como mostram as figuras seguintes:
A figura seguinte mostra o espectrograma do áudio EME demodulado:
Click na figura acima para ouvir. Esse áudio pode ser perfeitamente decodificado com o WSJT-X no modo Q65-0-60B, basta executá-lo no minuto exato!
A freqüência de referencia é 970 Hz.
Em 03 de março copiei também o OK1DFC que usa uma parábola de 8 metros e 1,2 kW !:
Em 20-05-2023 captei os sinais de Dan HB9Q usando 1 kW numa parábola de 15 metros !:
Em 20 de junho copiei via EME NC1I Frank e PA2V Peter:
Em 25-07-2023 recebi o sinal de DK3WG:
Em 14-02-2024 copiei também PA5Y, PA3FWV e EA5CJ, além de novamente OK1DFC e o imbatível DL7APV:
Radiotelescópio de Arecibo operado por KP4AO
Não é qualquer simples mortal como eu, com uma yagi UHF de 6 elementos e um FT100D, que consegue captar um sinal por reflexão lunar ! A não ser que a transmissão seja feita usando a antena de 305 metros de diâmetro do radiotelescópio de Arecibo, Puerto Rico, em FK68oi, com 60 dBi de ganho em UHF e 400W !, como foi o caso, muito raro por sinal. Vejam o espectrograma seguinte, captado em 432,045 MHz as 21:30 UTC de 22-03-2010, em Sete Lagoas (GH70un), onde é fácil ver o prefixo da estação transmissora, em CW, KP4AO. Esta é a minha primeira recepção de um sinal EME (Earth-Moon-Earth, ou moon bounce). Ouçam aqui o áudio do sinal CW.
De 21:00 até 22:00 UTC, as transmissões eram em CW, e depois passaram para SSB. Ouçam aqui o áudio SSB muito fraco que captei.
A figura seguinte mostra a posição da lua para PY4ZBZ e KP4AO durante o evento:
Em 18-04-2010 copiei varias transmissões no modo JT65B, como mostra a figura seguinte:
É possível verificar o atraso do sinal em 2,9 segundos, pois a distancia ida e volta para a lua é da ordem de 760.000 km, o que leva 2,53 segundos. A relação sinal/ruído de -11 dB é muito boa, pois a recepção foi feita com uma yagi de apenas 6 elementos.
Recepção de sinais refletidos pela lua (EME)
Em 16-04-2010 entre 16:45 e 19:30 UTC.
Os sinais de KP4AO foram transmitidos usando a antena do radiotelescópio de 305 metros de diâmetro em Arecibo. Com potencia de 400 W e um ganho de quase 60 dBi !. Como a perda no alimentador é de 157 W, restam 243 W, o que equivale a uma EIRP (potencia isotrópica equivalente irradiada) de 243.000.000 W (243 milhões de Watts) ou 83,9 dbW ! O feixe da antena de Arecibo é tão estreito (0,16 graus) que cobre apenas 1/9 da área do disco lunar. A atenuação total ida e volta é da ordem de 268,9 dB. Chegam de volta a terra 83,9-268,9=-185 dBW, numa antena isotrópica. Com uma antena de 15 dBi de ganho, recebemos então -170 dBW ou -200 dBm. Um excelente receptor tem um patamar de ruído total da ordem de -204 dBm, o que daria uma relação sinal/ruído de 4 dB numa banda de 2,4 kHz.
Resolvi fazer um teste usando uma velha antena para TVRO com refletor parabólico, substituindo o LNB da banda C por uma Yagi UHF de 2 elementos de construção caseira, com o radiador posicionado no foco, como pode ser visto na foto seguinte:
As características do refletor são: diâmetro D=340 cm, distancia focal F=136 cm, o que dá um F/D=0,4 e um meio angulo de abertura de 64 graus.
Em UHF, freqüência f=432 MHz, o ganho teórico, baseado em 18,2+20logD(m)f (GHz) é de 21,5 dBi, isso se toda a superfície do refletor for iluminada pelo alimentador. Acontece que a Yagi de 2 elementos usada para tal tem meios ângulos de 34 e 68 graus nos planos E e H respectivamente, como mostra a figura seguinte, feita com o MMANA:
Portanto, somente aproximadamente a metade da superfície é corretamente iluminada. Devido a outras imperfeições, é de se esperar um ganho da ordem de 18 dBi. Conseguimos receber os sinais de CW, que inclusive podem ser vistos no meio do espectrograma na figura seguinte, onde aparece também o receptor usado, um FT100D sem preamplificador . E ATENÇÃO: fiquei sabendo apenas alguns dias depois, que por causa de um defeito no amplificador linear de KP4AO, a potencia transmitida era de apenas 30 W (no dia 16), e não 400 W como esperado !!!. Portanto, a antena ficou até bastante boa !:
O espectrograma seguinte também mostra os sinais CW captados as 18:22 UTC:
Ouça aqui o áudio da primeira seqüência acima.
A foto seguinte mostra PY4ZBZ com a instalação de teste ! Ficou meio grande (uma Yagi de 16 elementos daria quase o mesmo resultado), mas funcionou e valeu pela experiência ! :
O angulo de meia potencia ou largura de feixe desta antena em 432 MHz é, baseado em 70Lambda/D, de 14,3 graus.
A figura seguinte mostra o resultado do calculo do enlace e confirma perfeitamente a recepção CW !
Links :
Echoes of Apollo EME 2010 e SM0FOB
Vejam aqui a estação EME do nosso amigo Fábio PY4AJ
WebSDR no radiotelescópio CAMRAS
Veja também : Sinal do radar GRAVES via EME
73 de Roland.