TinyGS 地上局の開設から5か月間の体験記 （TinyGS 最終回）
TinyGS 地上局を開設して5か月間の体験を記します。
シンプルなLoRa衛星の受信設備
1000円余しで作れるLoRa受信機と３ミリ径の真鍮丸棒で作った400Mｚ帯1/4λGPアンテナを使い、
500Km上空を地球一周約96分の高速で周回する超小型人工衛星からのテレメトリー信号を受信
することが出来ます。（ドップラー効果による周波数偏移をもろともせずよく受信できると感銘！）
最初は、既製品のLoRa受信機を購入して使っていましたが、国内の地上局（私を含めて６局）に
比べて1日の受信数が少なく、各種アンテナやLNA（Low Noise Amplifier）を追加するなど試行錯誤
しましたが、自作したシンプルな構成が一番感度が良く、現在では国内地上局のトップクラスの
受信数を連日更新しています。
LoRa受信機の構成
高価なOLED表示器を備えたマイコンボードよりも、ESP32マイコンモジュールとLoRaトランシーバー
Ra-02モジュールを手配線したシンプルな構成の方が、安価で受信感度が良かった事が特筆できます。
構成はESP32モジュールとLoRaトランシーバーRa-02モジュールのみです。（但し受信専用）
回路図 128X64OLED取り付けは任意です。
この回路図通りに配線をすると、TinyGSの初期設定時のBoard configのBorard typeをにカスタム設定
ではなく「433MHz Heltec WiFi LoRa 32 V2」として設定出来ます。
製作例
ユニバーサル基板の端材裏表にESP32とRa-02を両面テープで貼り付けて配線した作例です。
ESP32側には電源供給に必要なAタイプUSBソケットと5Vを3.3Vに変換する3端子レギュレータモジュールを
取り付けています。RA-02モジュール側には、ESP32のプログラム書き込み用のソケットを設けています。
アンテナについて
当初はアンテナによる受信感度の違いを調べるために、参考文献を探してダイポールアンテナ、ヘリカルアンテナ
、ループアンテナ等を作りましたが、結局のところ現在使用中の1/4λGPアンテナが一番成績が良い結果と
なりました。これからTinyGS 地上局を始める方には1/4λGPアンテナの自作をお勧めします。
アンテナと受信機を同軸ケーブルで繋ぎますが、RG58等の低損失ケーブルを使い出来るだけ短い距離に
収めます。出来ればアンテナ直下が理想的ですが、長くても数メートル以内に収まるようにします。
他にテストしたアンテナについては、過去記事を参考にして下さい。
この1/4λGPアンテナは中心周波数を420MHzに設定して400MHz～440MHzの帯域で使用しています。
アンテナの設計に使用させて頂いた1/4GPアンテナの計算ページ「M0UKD」が参考になります。
1/4GPアンテナの計算ページを開く
下記の1/4λGPアンテナは、中心周波数を420MHzとして計算の結果、垂直エレメントが169.6㎜、
ラジアルが4本で水平から45度下側に折り曲げた長さが190.0㎜です。
エレメントの素材が3㎜の真鍮丸棒を使い、設計寸法より少し長めに切断。完成後のSWR調節時に
寸法を切り詰めてSWR値を下げています。
SWRの調整にはアンテナネットワー クアナライザNanoVNA 50KHz-1.5GHz 2.8インチを使用しました。
SWR測定周波数の範囲が設定できて、測定範囲内のSWR値をグラフ表示できるのが特徴です。
昔のSWR計と違ってとても手軽で便利、アンテナの自作には必携です。（Amazon約7K円）
アンテナの設置場所（ロケーション）
ロケーションは受信機やアンテナよりも一番大きな要素と思います。その理由は北極圏に近い
グリーンランドの飛行場に設置された地上局が1日の受信数がけた違いに多い事です。
多くの低軌道人工衛星は北極と南極を通過する極軌道衛星なので、南北に開けた場所に設置する
のが得策です。一番良いのが近くに高い建物や障害物が少ない開けた場所が良いのですが、中々
都会では難しいですね。
対象が人工衛星なのでアンテナの高さは低くても大丈夫、私のアンテナは３ｍ程です。
私の立地は、南北に自宅と隣家の間に建てた金属製ガレージの窓面格子に固定しています。
ParadiseGS1
私の地上局 ParadiseGS1が過去一か月にコンファームしたテレメトリー受信数のグラフです。
（3月4日に上記受信機に交換） TinyGSについては過去記事を参考にして下さい。
今回にてTinyGS関連記事を終了します。
以上ですが、TinyGS地上局に興味のある方の参考になれば幸いです。
by Paradise
シンプルなLoRa衛星の受信設備
1000円余しで作れるLoRa受信機と３ミリ径の真鍮丸棒で作った400Mｚ帯1/4λGPアンテナを使い、
500Km上空を地球一周約96分の高速で周回する超小型人工衛星からのテレメトリー信号を受信
することが出来ます。（ドップラー効果による周波数偏移をもろともせずよく受信できると感銘！）
最初は、既製品のLoRa受信機を購入して使っていましたが、国内の地上局（私を含めて６局）に
比べて1日の受信数が少なく、各種アンテナやLNA（Low Noise Amplifier）を追加するなど試行錯誤
しましたが、自作したシンプルな構成が一番感度が良く、現在では国内地上局のトップクラスの
受信数を連日更新しています。
LoRa受信機の構成
高価なOLED表示器を備えたマイコンボードよりも、ESP32マイコンモジュールとLoRaトランシーバー
Ra-02モジュールを手配線したシンプルな構成の方が、安価で受信感度が良かった事が特筆できます。
構成はESP32モジュールとLoRaトランシーバーRa-02モジュールのみです。（但し受信専用）
回路図 128X64OLED取り付けは任意です。
この回路図通りに配線をすると、TinyGSの初期設定時のBoard configのBorard typeをにカスタム設定
ではなく「433MHz Heltec WiFi LoRa 32 V2」として設定出来ます。
製作例
ユニバーサル基板の端材裏表にESP32とRa-02を両面テープで貼り付けて配線した作例です。
ESP32側には電源供給に必要なAタイプUSBソケットと5Vを3.3Vに変換する3端子レギュレータモジュールを
取り付けています。RA-02モジュール側には、ESP32のプログラム書き込み用のソケットを設けています。
アンテナについて
当初はアンテナによる受信感度の違いを調べるために、参考文献を探してダイポールアンテナ、ヘリカルアンテナ
、ループアンテナ等を作りましたが、結局のところ現在使用中の1/4λGPアンテナが一番成績が良い結果と
なりました。これからTinyGS 地上局を始める方には1/4λGPアンテナの自作をお勧めします。
アンテナと受信機を同軸ケーブルで繋ぎますが、RG58等の低損失ケーブルを使い出来るだけ短い距離に
収めます。出来ればアンテナ直下が理想的ですが、長くても数メートル以内に収まるようにします。
他にテストしたアンテナについては、過去記事を参考にして下さい。
この1/4λGPアンテナは中心周波数を420MHzに設定して400MHz～440MHzの帯域で使用しています。
アンテナの設計に使用させて頂いた1/4GPアンテナの計算ページ「M0UKD」が参考になります。
1/4GPアンテナの計算ページを開く
下記の1/4λGPアンテナは、中心周波数を420MHzとして計算の結果、垂直エレメントが169.6㎜、
ラジアルが4本で水平から45度下側に折り曲げた長さが190.0㎜です。
エレメントの素材が3㎜の真鍮丸棒を使い、設計寸法より少し長めに切断。完成後のSWR調節時に
寸法を切り詰めてSWR値を下げています。
SWRの調整にはアンテナネットワー クアナライザNanoVNA 50KHz-1.5GHz 2.8インチを使用しました。
SWR測定周波数の範囲が設定できて、測定範囲内のSWR値をグラフ表示できるのが特徴です。
昔のSWR計と違ってとても手軽で便利、アンテナの自作には必携です。（Amazon約7K円）
アンテナの設置場所（ロケーション）
ロケーションは受信機やアンテナよりも一番大きな要素と思います。その理由は北極圏に近い
グリーンランドの飛行場に設置された地上局が1日の受信数がけた違いに多い事です。
多くの低軌道人工衛星は北極と南極を通過する極軌道衛星なので、南北に開けた場所に設置する
のが得策です。一番良いのが近くに高い建物や障害物が少ない開けた場所が良いのですが、中々
都会では難しいですね。
対象が人工衛星なのでアンテナの高さは低くても大丈夫、私のアンテナは３ｍ程です。
私の立地は、南北に自宅と隣家の間に建てた金属製ガレージの窓面格子に固定しています。
ParadiseGS1
私の地上局 ParadiseGS1が過去一か月にコンファームしたテレメトリー受信数のグラフです。
（3月4日に上記受信機に交換） TinyGSについては過去記事を参考にして下さい。
今回にてTinyGS関連記事を終了します。
以上ですが、TinyGS地上局に興味のある方の参考になれば幸いです。
by Paradise
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