Antenna Turnstile per la Ricezione dei Segnali APT dai Satelliti Polari NOAA


In altri articoli abbiamo parlato di Satelliti Meteorologici NOAA, cosa occorre per decodificare i segnali APT ed altre nozioni tecniche, vediamo ora come realizzare un'antenna in grado si ricevere i segnali APT.
Nello specifico parliamo dell'antenna "TURNSTILE" con polarizzazione RHCP circolare destrorsa.
"Un'antenna turnstile è costituita da due antenne a dipolo poste sullo stesso piano e orientate ad angolo retto; le alimentazioni dei due dipoli sono sfasate di 90°. Il nome si riferisce al fatto che quando il piano dei dipoli è orizzontale, l'antenna assomiglia ad un tornello (turnstile in inglese). Quando l'antenna viene montata orizzontalmente, sul piano verticale è quasi omnidirezionale. Quando invece è montata verticalmente, la sua direzione di radiazione è perpendicolare rispetto a tale piano ed ha polarizzazione circolare. L'antenna turnstile spesso viene impiegata per comunicazioni satellitari, perché grazie alla sua polarizzazione circolare, la polarizzazione del segnale non deve ruotare al ruotare del satellite. Viene inoltre utilizzata per le trasmissioni televisive. I principi di funzionamento dell'antenna turnstile sono applicabili anche alle antenne Yagi-Uda e logperiodiche"

MATERIALE:

  • Colla a caldo
  • Saldatrice a stagno
  • 2 scatole tonde di derivazione (piccole)
  • 1 tubo pvc di circa 50 cm (quello da impianti elettrici)
  • 35 cm di cavo RG-58 (52 Ohm)
  • 72 cm di cavo RG-58 (52 Ohm)
  • 2 spezzoni da 43 cm di cavo TV bianco (75 Ohm)
  • 1 attacco femmina SO239
  • 4 dipoli (ciascuno di 54 cm)
  • 4 riflettori (ciascuno da 57 cm)

Antenna Turnstile Autocostruita

Qui sopra uno screenshot con alcune fasi costruttive dell'antenna Turnstile e il risultato finale.

 WXtoImg

MMANA-GAL

Il progetto originale a cui abbiamo fatto riferimento è quello di I6IBE.
Antenna Turnstile Noaa

Le frequenze utilizzate dai satelliti meteo NOAA 19, NOAA 18 e NOAA 15 sono rispettivamente 137.100, 137.9125 e 137.620 MHz.

Utilizzando la chiavetta RTL-SDR ed i software SDRSharp e WXtoImg, le impostazioni da effettuare per una buona ricezione dei segnali APT, sono le seguenti:

Mode: NFM
Filter bandwidth: 32KHz (latenza 500)
Squelch: Off
AF Gain: 60-70% (questo può variare e va regolato eseguendo un test con WXtoImg)
Input/Output: Microsoft Sound Mapper per me (Win XP e scheda audio Realtek AC'97), ma per altri sistemi potrebbe essere necessario un Virtual Audio Cable (VAC)
Samplerate: 0.25 MSPS
RF Gain: 34 dB (anche questo valore va regolato in modo ottimale per avere il miglior rapporto segnale/rumore)

Per evitare perdite di sincronismo su WXtoIMG, modificate la latenza audio su SDR# portandola da 100 a 500 eliminando parzialmente il problema dei salti sincronismo, inoltre suggeriamo di modificare la PRIORITA' di SDRSharp portandola da "tempo reale" a "normale", per ridurre la priorita' eseguite il Task Manager di windows (control+alt+cancel) tasto DX del mouse sul processo SDRSharp.exe , cambia priorita', e selezionate NORMAL.

I migliori risulati, si ottengono ricevendo in modo FMN (narrow), bandwidth 32 KHz, latenza 500 , priorita' NORMALE, Sampling Rate 0,25 MSPD.
ATTENZIONE !! Evitate la ricezione in modalita' FMW (brodcast FM commerciale) si attiverebbe la ricezione STEREOFONICA e la decodifica delle info RDS, deleteria per i segnali NOAA.
Per ottenere immagini ben colorate e reali, impostate su WXtoIMG il parametro "contrast" su " Ist EQ" e "illumination compensation" su " None o Linear" , "Gamma e Sharpen" entrambi su "none"

Per l'ottimizzazione dell'antenna, i dipoli e riflettori devono essere sullo stesso piano e quest'ultimi a 46 cm di distanza.
Questo fa si che il lobo di irradiazione sarà largo e uniforme adatto dunque alla ricezione dei satelliti.

Se i riflettori si avvicinano o allontanano dai dipoli allora il lobo diventerà più stretto e ciò comporterà la perdita dei passaggi bassi all'orizzonte.
Allargando i riflettori allora si andranno a creare dei lobi secondari e con delle righe di disturbo quando il satellite passa dove c'è il nullo pur non avendo ostacoli vicini.

Questo tipo di antenna omnidirezionale deve essere installata all'esterno e in una posizione libera da ostacoli.