Haberleşme modülü gerçek bir uydu ile Yer istasyonu arasında tek veya çift yönlü haberleşmeyi sağlayan önemli bir modüldür. Özetle haberleşme modülü verinin bir yerden bir yere iletilmesinde kullanılmaktadır. Uydunun yaşamsal ve sensör verilerini bu modüller sayesinde elde eder veya uyduya yeni komutları da Yer istasyonundan bu şekilde göndeririz. Amatör uyduların yörüngeleri Alçak Dünya Yörüngesi (LEO) tipte yörüngededir ve uydu herhangi bir itki sistemine sahip olmadan sürekli olarak Dünya çevresinde dönmektedir.

Hatırlanacağı üzere bu konuya daha önce de değinmiştik. Evlerdeki çanak antenlerin sürekli TV uydularına bakacak şekilde ve sabit durmasının aksine bu uyduların izlenmesi ve haberleşme sağlanabilmesi için hareketli mobil veya sabit merkezli istasyonlarda yine hareketli anten sistemlerinin kullanılması gerekmektedir.

TV uydularının yörüngeleri genellikle GEO senkron olmakla birlikte 36 bin km yükseklikte Dünya ile eş zamanlı döndüğünden her defasında uydu alıcılarına bağlı antenlerin değiştirilmesine gerek yoktur.

Uydunun yüksek hızda ve sürekli hareketli olması haberleşme stabil ve sürekli bir haberleşme sağlanması konusunda önemli bir engel teşkil etmektedir.

Küp uyduların Dünya üzerinde geçişi ve bu geçiş anında haberleşme için kalan zaman dilimi Yer istasyonunun çevresindeki fiziki engellere de bağlı olmak kaydıyla (10-14) dakika sürmektedir. Bu da amatör bir sistemle izleme yapılması durumunda konuma göre 120-130 derecelik açıya denk gelmektedir.

Durum böyleyken sağlıklı haberleşme aralığı 7-10 dakikaya kadar düşmektedir. Her bir turda uydunun geçiş izi de değişeceğinden sürekli olarak aynı yatay ve yükseliş açısında uydunun izlenmesi mümkün olmamaktadır.

Küp uydular üretilirken askeri maksatlı olanlar genelde sadece kendi Yer istasyonu üzerinden geçerken otomatik veya yerden verilen komutla iletişime geçerken, diğer uydular belirlenmiş bir yayın periyodunda sürekli olarak Dünyaya kendi verilerini (telemetre) göndermektedirler.

“Peki günde 3 kere uydun geçiş açısına sahip bir yörüngemiz varsa uydu diğer ülkelerin üzerinden geçişinde nasıl bilgi alınabiliyor, ya da madem biz duyamıyoruz neden sürekli gönderme planlanmış?” diye bir soru aklınıza gelebilir.

Üreticiler özel bir amaç ile üretilmemiş ise uydu fırlatılmadan önce bir duyuru yaparak tüm dünyadaki radyo amatörlerinden gönüllü destek istediklerini bildirebilirler.

Böylece amatör uydu izleme istasyonuna sahip Dünyanın herhangi bir yerindeki radyo amatörü uydu geçişinde elde ettiği telemetre verilerini, sinyal görüntülerini (spectrum) ya da doğrudan ses kaydını alarak ilgili kuruluşa göndermektedirler. Bu sayede özellikle uydunun ilk fırlatılış esnasında her şeyin yolunda gittiğini ve çalıştığını belirten ilk sinyalin duyulması kolaylaştırılmış olmaktadır.

Bir diğer problem ise uydunun yüksek hızından kaynaklı frekans kaymasıdır. Doppler Etkisi olarak isimlendirilen bu etkide aslında uydunun frekansının sabit, Yer istasyonun aynı frekansta kalmasına rağmen haberleşme yapılamamasıdır.

Uydunun Yer istasyonunda izlenen frekansı uydu frekansına göre “artan – aynı – azalan” değerde izlenmektedir. Günümüzde modern telsiz ve haberleşme donanımı kullanıcı müdahalesine gerek kalmadan bunu tolere edebilmektedir. Bu konu ileride detaylı bir şekilde anlatılacaktır. Akılda kalması için bu etkiyi bir aracın sesinin sabit olmasına rağmen “size yaklaşırken – tam yanınızda iken – sizi geçip uzaklaşırken”ki değişimi olarak düşünebilirsiniz.

Not: Modelimiz masaüstü yapıda olacağı için uygulamamızda “doppler etkisine” maruz kalmayacaktır.

Modüle dönelim. Bu modül de ihtiyaca göre çeşitlendirilmiş olmakla birlikte satın alınabilir veya sıfırdan üretilebilir. Ancak bu her haberleşme modülü için geçerli değil elbette. Öncelikle kişisel olarak bazı modülleri üretici ülkenin yasaları gereği satın alamazsınız ya da kurumsal çalışmalar için özel izin alınması gereklidir. Ayrıca kullanacağınız frekans amatör telsiz frekans bandında ise (-ki çoğunlukla küp uydularda halen bu şekildedir) bu konuda da özel kurallar geçerli olup frekans regülasyonu işlemine tabidir.

Masaüstü model uyduda ilk etapta amatör frekans bandını kullanacak bir sistem planlamış ancak amatör telsiz lisansına sahip olmayan öğrencilerin bu konuda sorun yaşayacağı da öngörülerek yapı değiştirilmiştir. Uygulamada yurt içinde ulaşılıp satın alınabilecek, düşük bütçeli, lisans gerektirmeyen, ev ya da laboratuvar ortamında (ortalama 50 metre) haberleşme sağlayabilecek düşük güçlü alıcı verici sistemi planlanmıştır. Alıcı verici kısmı ise modülün sadece bir bölümünü oluşturmaktadır.

DIYSAT RF Haberleşmesi

1. Model uydu ile yapay Yer istasyonumuz arasında haberleşmede frekansı sabit, genliği değiştirilebilir “Genlik Kaydırmalı Anahtarlama”nın (Amplitude Shift Keying, ASK) özel bir biçimi olan “Aç-Kapat Anahtarlama” (On-Off Keying, OOK) kullanılacaktır.

2. Haberleşme hızı olarak ise OOK (%100 modülasyonlu ASK) formatında baz olarak 1200 baud hızında olmakla birlikte geliştirme amaçlı 1200-9600 baud hız aralığı seçilebilmektedir.

3. Haberleşme modülü sensör verilerini sıkıştırılmış veri halinde model Yer istasyonuna radyo dalgaları ile (RF) iletecek ve istasyonda önce çözülecek daha sonra izlenebilecektir.

4. Haberleşme modülünde ve alıcı sistemde kullanılacak olan anten sistemine ise kart tasarımında ayrıca değinilecektir.