ESP32 LoRa for dummys - TinyGS: relación de satélites recibidos 866 MHz

Estación terrestre

TinyGS + Lilygo ESP32 LoRa866 MHz (auto tunning 866 MHz) + Logperiode 90º / Discone / double turnstile 

Se está probado SAW BPF filtro y amplificador de bajo ruido LNA 

Satélites operativos (1/2025) que sigue TinyGS:

  • Surveillance-900
  • ConnectaIoT-1
  • ConnectaIoT-2
  • ConnectaIoT-3
  • ConnectaIoT-4

Experiencia 

Hasta el momento no se ha recibido ninguna trama válida únicamente ruido 

Una explicación muy didáctica sobre los problemas que aparecen en la recepción de tramas LoRa en 866 MHz la da OE6SIP:

"Es un logro poder conseguir algo en esta banda. La potencia de transmisión es baja, la pérdida en el espacio libre son 7dB mayor que en 70 cm (446 MHz) y todas las demás pérdidas también son mayores. Tengo un T-Beam en mi Yagi de 11 elementos con LNA de 18dB. Pero la torre está estacionada en este momento y capta paquetes aleatorios por casualidad (No hace seguimiento). Podría aumentar los paquetes a quizás 5 por día, pero no vale la pena el esfuerzo de tener la torre activa las 24 horas del día, los 7 días de la semana y actualizando permanentemente los TLE. Pero activaré la torre durante unos días solo por diversión.

Creo que una antena QFH no es una buena opción para este propósito, debido al desajuste de polarización, tiene una ganancia negativa de -3dB. Los Cubesats generalmente transmiten con polarización lineal. Mi sistema tiene una sensibilidad calculada de aproximadamente -172dBm (antena de 14dBi, LNA de 18dB, receptor de -140dBm). Además, es importante en 800/900 sintonizar bien el RX centrado a la frecuencia de transmisión, porque el alto desplazamiento Doppler puede exceder el rango de decodificación del módem a bajas elevaciones.

Por supuesto, a una altitud de 55 grados es posible captar un paquete, porque el componente relacionado con la distancia de la pérdida en el espacio libre es de solo 54 dB. Pero cuando bajamos a 5 grados y 2500 km, tenemos un componente relacionado con la FSL (Atenuación en espacio libre)  de 68 dB, que es 14 db menos de señal y está fuera de la sensibilidad del receptor. 

Después de una serie de pruebas descubrí que el factor limitante del T-BEAM (o de los chips SX en general) como receptor de satélite es el ruido de su etapa de entrada y, como las señales suelen ser débiles, no podemos utilizar todo el rango dinámico y toda la capacidad del módem. Aunque añadir un amplificador siempre añade más ruido, noté una mejora de 3-5dB en la relación señal-ruido al añadir este amplificador de 12dB en 433MHz, que es mucho más de lo que esperaba. Esto nos muestra que sin LNA, la relación señal-ruido efectiva de la señal de entrada es mucho mejor que la relación señal-ruido que ve el módem y se muestra en el registro. Hay dos excepciones, en las que el preamplificador empeora las cosas: 
  • en entornos urbanos muy ruidosos 
  • cuando hay un T-BEAM sin blindaje cerca de la antena. Con el preamplificador, la antena debe estar al menos a 2 m del T-BEAM o el T-BEAM debe estar blindado por una carcasa metálica, debido a su alta emisión de ruido. 
Las estadísticas de esta estación https://tinygs.com/station/OE6ISP_3@1760298214 muestran la diferencia sin/con preamplificador, que instalé el 25.11, que casi duplicó la cantidad de paquetes recibidos, en un entorno de bajo ruido, por supuesto."

Atenuación en el espacio libre (LSF) para las frecuencias de 137, 446 y 866 MHz para 350 km(paso vertical) 2.300 km (horizonte).
En el se observa que para el caso mejor la diferencia de la banda mas baja a la siguiente suponen 6 dB de perdidas adicionales. Si bien  para 446 se requiere mayor ganancia en RX que para 137 tambien es cierto que es mas fácil obtenerla con las antenas  pues lo permite su menor tamaño

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