DínóA klub már évek óta foglalkozik alacsonypályás műholdak jelének vételével. A műegyetemi SMOG műholdak követésére 2019-ben épített Kiss Ádám HA8KDA egy keresztyagi antennát, amely a tetőn elhelyezett antennaforgatóra szerelve vette a SMOG-P jelét. A vétel ekkor még sikertelen volt, mivel a Schönherz környékén nagyon sok az interferencia. 2019 decemberében ezért Ádámék építettek egy szűrőfokozattal ellátott erősítőt, amellyel 2019 december 25-én sikeresen demodulálták a SMOG-P adását. Az erősítőből 2021-en egy újabb verziót készítettek. Az antennaforgatóhoz először a 2019 decemberében készült digitális vezérlőt használták, amelyet 2021-ben cseréltek egy újabb, wifis vezérlőre. A vételt a GPredict koordinálja, egyszerre vezérli a forgatót, illetve állítja be a doppler-korrigált vételi frekvenciát GQRX-be.
Az MRC-100 2023.06.23-as működésbe lépésekor megpróbálkoztunk a vétellel, sajnos sikertelenül. Alaposabban megvizsgálva a vételi láncot több problémát is találtunk, többek között az LNA kilazult csatlakozásait, a keresztyagi elöregedett összegzőtagját és az időjárás által megtépázott gamma-illesztéseket. Amíg leszereltük az antennát javításra, egyúttal HA7SX Laci mérőszalag-yagijával sikeresen próbálkoztunk a vétellel, így egyértelmű volt, hogy a mi rendszerünk hibásodott meg, bár az általa tapsztalt nagy zajszint is a nehezítő körülmények közé sorolható.
Azonnal megkezdtük a rendszer javítását. Készítettem egy új, mikroszalagvonalas teljesítményosztót a koaxkábeles helyett, amelyet egy fémdobozba forrasztottunk, hogy kellően tartós legyen.
Egy kisebb villámvédelmi bilincsből készítettünk új bilincseket a gamma-tagok rögzítéséhez is.
Az antenna javításával viszont meggyűlt a bajunk. A nem megfelelő tárolás és kezelés hatására több elem elhajlott vagy letört. Ezeket cseréltük, de az antenna kialakítása miatt az új elemeket nem tudtuk stabilan rögzíteni. A gamma-illesztés földelésének csavarmenetét Ádám eredetileg alumíniumba fúrta, amely kitágult és meglazult, emiatt a földelést nem lehetett újra rögzíteni, de új lyukat sem tudtunk fúrni, mert az antennaelemek miatt nem lehetett hozzáférni. Végül sok küzdelem után feladtuk a javítási próbálkozásokat, helyette új antennát kezdtünk tervezni, amelyet egyúttal önálló laboratórium projektnek is be tudtam adni.
A választásom egy hélixantennára esett, mivel ezen típus “gyárilag” körpolarizált, viszonylag jó az irányhatása és mellé nagy a sávszélessége, amely azt is jelenti, hogy toleráns az építés során a kisebb pontatlanságokra. Szerettem volna legalább olyan jó antennát építeni, mint Ádámé volt, és bár az ő antennájának dokumentációját nem tudtam pontosan értelmezni, a megcélzott több mint 9 dB nyereség biztosan jobb lesz. A felsült javítási próbálkozások miatt mindenképpen könnyen szétszedhető és jól javítható antennát akartam építeni.
Az irodalomkutatás során rátaláltam James Miller G3RUH 1985-ös cikkére, amely kész receptet adott egy ilyen antennához. A tervezés során ebből indultam ki, de néhány módosítást végeztem rajta, főleg a mechanikai megvalósításban.
A tervezés teljes jegyzőkönyve itt olvasható. A folyamat során kiderült, hogy a hélixekre használt közelítő képletek szinte mindegyikét egyetlen helyről vettét át, csak megfogalmazásuk néha más, van hogy furcsa, sőt néha hibás. Ráadásul Kraus eredeti két közelítése közül mindenki az optimistább becslést vette át, de a gyakorlat még a pesszimistábbnál is valamivel rosszabb szokott lenni. Szerencsére a kiindulási cikk King és Wong gyakorlati méréseiből dolgozott. Az is kiderült, hogy a hélixek kb. 
A nyári szünet során sikerült beszerezni minden szükséges alapanyagot, és el is kezdtük az építést. A fémmegmunkálást a SEM-ben végeztük, de a végső összeállítás a tetőn történt.
Az első lépés a reflektor összeállítása volt, amely a boom kifúrásával kezdődött. A fúrás során gondoskodni kellett a munkadarab alátámasztásáról, amelyet állvány helyett ülvénnyel oldottunk meg.
A reflektor maga 600×600 mm-es alukeretre feszített fél hüvelykes fémháló, amelyet dróttal kötözve rögzítettünk. Az éles-hegyes drótok miatt elmondhatjuk, hogy többen is vérünket adtuk a projektért, amelyre ugyanúgy nem számítottunk, mint a spanyol inkvizícióra.
Az antenna sugárzó eleme 10mm-es külső átmérőjű lágyított vörösrézcsőből készült, amelyet egy helyi klímásboltban szereztem be. A beszerzési forrást az egyik tanszéki antennaszakértő is elkérte pálinkafőző építésének céljából. A rézcsőből először fazékmagos tekercset készítettünk, amelyet utána kinyújtottunk a megfelelő hosszra.
A boom és a hélix közé PVC rúdból készítettem távtartókat, amelyeket a boomhoz csavaroztam, a csövet pedig ezekhez dróttal kötöztük. Az összeállítás így meglepően könnyű volt, az 5/4 fordulatonként elhelyezett távtartók korrigálták a kisebb egyenetlenségeket.
Az első teljes összeállításra 2024.08.20-án került sor. Meglepően sok érdeklődő jött segíteni, és így gyorsan össze tudtuk rakni az antennát, és detektálni a frissen fellőtt magyar kisműhold, a WREN-1 jelét.
Az ekkor kissé kapkodva végzett SWR mérésünk jó, 1.5-ös értéket adott, de később megállapítottuk, hogy az illesztés valójában sokkal rosszabb ennél.
Viszonylag sok ideig kerestük a probléma okát. Besegített ebbe a hozzánk látogató HA8KDA is, aki egyúttal kicserélte a forgatóba szerelt fémrudat egy üvegszál erősítésű műanyagcsőre, így a rögzítésnek kisebb hatása lesz az antenna működésére. Szintén ő javasolta, hogy a 70cm-es LNA bemenetére forrasztott ellenpárhuzamos diódapár helyett egy tekercset használjunk ESD védelemre, mivel szerinte a diódák zajos környezetben sok intermodulációt okoznak. Bemértük VNA-val a nemrégiben vásárolt 150 nH-s tekercseinket, és miután megállapítottuk, hogy jól működnek még ezen a sávon, kicseréltük a diódákat.
Hogy megállapítsam, hogy a probléma az antennával, vagy annak illesztőhálózatával van, kimértem az antenna talpponti impedanciáját. A nem túl precíz mérés ellenére a mért értékek a szimulációhoz igen közel adódtak, azaz a probléma az illesztőtaggal volt.
Kis számolás után arra jutottam, hogy az illesztőtag, amely valójában egy negyedhullámnál valamivel rövidebb soros tápvonaldarab, a tervezettnél jóval nagyobb hullámimpedanciával rendelkezik. Korábban már vizsgáltam ennek a “wire over ground plane” tápvonalnak a tulajdonságait, és bár a gyakorlati képletek levezetésekor használt közelítések az én esetemben nem alkalmazhatóak, a szimulációk által adott eredemény mégis jól közelíthető vele, azaz az én konkrét kivitelezésemmel volt a gond.
Két lépés hátra, és egyértelmű is volt a probléma, amely előtte mindenkit elkerült: ezen tápvonal helyes működéséhez tömör fémsík szükséges, de az én kivitelemben ezt a fémhálóval próbáltam közelíteni, így nem volt elég a háló és a vezető rézcső közötti szórt kapacitás. Először egy darab alufóliával próbáltam ezt javítani, de végül egy kétrétegű NYÁK lemezzel sikerült elérni a legjobb illesztést.
Az így elért eredmény sajnos még mindig csak 2-3 körüli SWR-t eredményezett, amelyet a fémhálón átvezetett bekötés mint hurok induktivitására fogtam. A csatlakozó megfordítása valamelyest bonyolította a kábel vezetését, de így sikerült az SWR-t 1.5 alá hozni az egész amatőrsávban, és 2 alá a 400-500 MHz sávban. Összehasonlításképpen Ádám antennájának sávszélessége mindössze 1 MHz volt 😉
A megfordított csatlakozó hátránya, hogy az illesztőtag így valamivel rövidebb a kelleténél, amelyet annak felmeanderezésével próbáltunk megoldani (ez Ács Kornél HA1NG ötlete volt). Az illesztőtag így sem elég hosszú, valószínűleg ezért nem sikerült még jobban illeszteni az antennát, de mivel az 1.5-ös SWR-hez 96%-os reflexiós hatásfok tartozik, így ez is bőven megfelelő.
Az illesztőtaghoz készítettem egy új alulemezt, amely biztosítja a megfelelő hullámimpedanciát, illetve egy extra L elem gondoskodik az reflektor és boom közötti kötés mechanikai stabilitásáról, amely problémát a tervezés során nem láttunk előre. A megmaradt probléma a reflektor kis elhajlása, amelyet keresztirányú átlós elemmel (andráskereszt) tudtam volna megoldani, de erre már nem volt elég anyagom.
Az antenna felszerelése végül 2024.11.01. pénteken történt meg. A telepítést megnehezítette, hogy elfogytak a H-155-re való csatlakozóink, így végül az erősítőig RG-58-al kellett bekötnünk az antennát. Ez a rövid, kb. 4m-es kábel miatt remélhetőleg nem jelent nagy csillapítást, de a jövőben még szóba jöhet a cseréje.
A telepítés másik nehézségét az adta, hogy nem tudtuk eldönteni, hogy a forgató 0°-nak az északi vagy déli irányt veszi, és ezért az először felszerelt antennát az ebédszünetet követően meg kellett hogy fordítsam az északi irányába.
A felszerelt antennával sikerült több műhold jelét is vennünk, a legaktívabbnak az RS-44-et és a nemzetközi űrállomást találtuk. Utóbbit sikerült még -1°-os eleváció mellett is hallanunk.
A hosszabb karbantartás során kiköltöztettük a rádióvevőt a forgatós árboc alján található dobozba, amiben így most egy PoE levevő, egy Raspberry Pi 5 és egy RTL-SDR található. A Pi sokszort leállt és újraindult, amit mint kiderült, a PoE levevő korrodált csatlakozója okozott. A vevő jelenleg a belső hálózaton elérhető, és a vételt a klubszobából RTL-TCP-n keresztül GQRX-el végezhetjük.
A felszerelés után 2 héttel jött az ötlet, hogy ha már jól megy a vétel, akkor próbálkozzunk meg az adással is, hátha sikerül néhány műholdon keresztüli QSO. Az adásra a januárban megjavított háromelemes antennát használtuk R1-es forgatóval. Az FT-857-ünk 50W-os kimenő teljesítménye mellett sikerült elérnünk az ISS-t, és az RS-44-en sikerült néhány QSO is.
A mutatványt ezután többször megismételtük, több-kevesebb sikerrel. A kézi “hadonászás” két problémával is járt. Egyrészt a téli estéken a köd miatt nem láttuk a forgatót a vevőantennával, így nem tudtuk, merre is kéne pontosan irányítani az adóantennát. A másik nehézség az volt, hogy észak felé irányítva az antennánk az épület vasbeton falát nézte, ami elég jól árnyékolta az adásunkat.
Mindkét problémát megoldotta, hogy 2024.11.24-én ideiglenes jelleggel felszereltük az antennát a forgatóra a hélix mellé, és ezzel egy kész 2m/70cm-es műholdas földiállomásunk lett.
A GPredict megfelelő beállításával sikerült megvalósítanunk az adás és vétel szinkron Doppler-korrekcióját is, így még könnyebben elérve az átjátszókat.
Szeretném megköszönni a projektben nyújtott segítséget Balázs Lászlónak, Bányász László HA7SX-nek, Kiss Ádám HA8KDA-nak, Kovács Szabolcsnak, dr. Lénárt Ferencnek, Magyar Gábornak, Párkányi László HA5PLS-nek, Reichardt Andrásnak, Szabó Richárdnak, és mindenki másnak, aki részt vett benne vagy segített.