DTUsat-2 テレメトリ解析 2.4GHz #1

● (No.874) DTUsat-2 テレメトリ解析 2.4GHz #1 (2015年7月16日)

DTUsat-2 に関係する局から連絡がありました。現在この衛星は、S-band で CW 
解析を試みてみました。この解析方法で正しいかどうか、今 問い合わせ中です。

National Space Institute at the Technical University, Denmark
Uplink 1268.900MHz 9k6 CPFSK / Downlink 2401.835MHz 1k2,19k2,38k4 MSK

1 40030U 14033W   15194.69001683  .00001763  00000-0  20355-3 0  9996
2 40030 097.9487 094.7124 0013857 090.4655 269.8149 14.86856151 57728

DTUsat-2 Launch Event

Decoding of the Morse beacon

Received at 16:11:30 UTC, 29 May 2015

Morse Code in this wav file
The values are 16 bit long, but the preceding zeroes are not transmitted.

Telemetry Analysis

  Status bits: 100
  Radio temperature: 10101010000=1360

  Battery temperature: 10101010000=1360

  Battery voltage: 1011110110=758
  Beacon count: 0


(C)DTUsat Project

Re: Re^2: L band transmit, S band receive.
To: Mineo Wakita (JE9PEL)
Date: Tue, 14 Jul 2015 23:22:05 +0000 (UTC)

DTUsat-2 衛星について、私(K9QHO)が観測し、そして知り得たことをここに記す。
最近 二ヶ月の衛星のパスを録音した。ビーコンは 200mW で、大変強力な信号で
フェードもない。単一 20ターン・へリックスアンテナで簡単に受信できる。この

太陽電池パネルからの電力のみを使っている。 DTUsat-2 は、地球上全ての地域

CWビーコンは、オンボードコンピュータ(OBC) が動作しているかどうかにより、
30秒間隔または 1分間隔ごとに送信する。OBC が動作している時は、CW I.D. は
"dash-dot-dot (-..)" つまり 100 の 3ビットである。OBC の電源は入っている
が動作はしていない時は、"dot-dot-dot (...)" つまり 000 の 3ビットである。

OBC が動作している時のCWビーコンは 1分間隔で、ビーコン間隔の中間で、一度

I.D. に続くCWビーコンのコード化されたメッセージは、次の 5個に分割される。
つまり、Status(衛星状態), Radio Temp(無線機温度), Battery Temp(バッテリ
温度), Battery Voltage(バッテリー電圧), Beacon Count(ビーコンカウント)の
5個である。最後の Beacon Count は、「直近のフルシステムに再起動した以降の
ビーコンの数」 である。これは、大きな数になるまでは 0 を意味する "dot (.)"
が表示される。例えば、"Dash Dash Dot Dot Dash (--..-)" は、25 である。
[訳注, Dash Dash Dot Dot Dash, つまり 2進数11001 は、10進数25 である。]
私(K9QHO)には、Status 100 で、Beacon Count 30 の時が良い状態である。

衛星のアップリンクコマンドは私(K9QHO)にはわからない。 地球上の異なる場所
から送信し、そして DTUsat-2 から返信を得るために、PINGコマンドが設計され

ほしい。下記のメールは DTUに関連する私(K9QHO)の email の履歴で、一番下に
あるものが最も古い過去のものである。[訳注, JE9PEL/1に依頼があれば公開可]

Rene Fleron 氏は、DTUsat-2 のプロジェクト責任者で、7月30日まで休暇を取っ
なお、私(K9QHO)は L帯のアップ用アンテナは持っていない。S帯受信だけである。

73, Mike (K9QHO)

----------------- 原 文 -----------------

Re: Re^2: L band transmit, S band receive.
To: Mineo Wakita (JE9PEL)
Date: Tue, 14 Jul 2015 23:22:05 +0000 (UTC)


Here is what I know and have observed about DTUsat-2. I have been
recording audio of the passes for two months. Beacon is 200mW, signals
are very strong, and do not fade. I copied it easily with a single 20 
turn helix. It's a good signal to test tracking on 2.4 GHz.

Battery power has failed. Downlink only during eclipse using power from
solar panels. DTUsat-2 appears at all locations either once or twice at
about 11 AM local time and again about midnight. It is sun synchronous.

The CW beacons can be every 30 seconds apart or one minute apart depending
if the on board computer (OBC) is running. If the OBC is running, the
first three bits following the CW I.D. will be "dash-dot-dot" or 100.
If the three bits following the I.D is "dot-dot-dot" or 000, the OBC is
powered but not running.

When the OBC is running, CW beacons may be 1 minute apart with a tone
sounding mid way between beacon intervals. Downlink may be a full CW
beacon, partial CW beacon, a tone, or a missingsignal for that interval.

The beacon CW coded message following the I.D is broken into five segments
which is STATUS, Radio Temp, Battery Temp, Battery Voltage, and Beacon
Count. Beacon count, the last segment, is the "number of beacons since
the last full system reboot". This number can be a "dot" which is zero up
to a large number, for Example: "Dash Dash Dot Dot Dash" which is 25.
To me, a good condition would be a Status of 100 with a Beacon Count 30.

I do not know the sat's commands. I think an attempt will be to design
a PING command for use from different locations around the globe and
attempt a response from DTUsat-2. A contest has been discussed.

Please post this on your blog as the DTUsat team would like amateur radio
help. Below is a history of my emails with DTU. Oldest is at the bottom. 

Rene Fleron is the project manager. He is on vacation until July30th.
Please email him, he would be pleased to hear from you.

I have no L uplink, only S band receive.

73, Mike (K9QHO)

補足 (JE9PEL/1, L-band and S-band system)
HGL-1232 (MAKI), 1200MHz Loop (32ele x 2, 24dBi)

HGL-2429 (MAKI), 2400MHz Loop (29ele x 1, 21dBi)
Converter: Drake2880, 2400MHz -> 144MHz




DTUsat-2 周波数制御 by JA5BLZ, JA0CAW on 16Aug2015

DTUsat-2 IQ.WAV解析画像 by JA0CAW, JE1CVL on 28Aug2015

DTUsat-2 MP3受信 by JO1PTD, JE9PEL/1 on 21Sep2015

上図は、JO1PTD局が 2015年9月21日に IC-970 により直接受信した DTUsat-2 の
2.4GHz信号 の前半部分を、Spectrogram16 で再生した図です。良い信号音です。
IC-970 は、144/430MHz の他に 1.2GHz および 2.4GHz にも対応した機種だった
のですね。つまりコンバーターがいらない! 次の記事も拝読しました。

DTUsat-2 report by DD1US

DTUsat-2 (Danish Technical University Satellites-2, Denmark)は、南ロシア
Dombarovsky から 2014年6月19日19:11UTCに他の36個の衛星とともに打ち上げら
1268.900MHz 9.6kbits CPFSK 変調である。 ダウンリンク周波数は 2401.835MHz
(ある観測では 2401.842MHz と報告)の 220mW 出力で、数種類のモードを持って
いる。コールサイン OZ2DTU の 220mW出力CWビーコン(30bit/s OOK) は、(OBCが
ダウンリンクは 1.2kbit/s, 19.2kbit/s, 38.4kbit/s の MSK変調 のデータ送信

ここに登録した CW and MSK信号は、2015年8月28日09:27:40UTC に 2401.840MHz
で DD1US局が受信したものである。一つは、明瞭な OZ2DTU に続いて 100100100
というビットのビーコンが聞こえる。最後には短い MSK信号が送信されている。
MSK は FM復調器でのみ可聴可されるのに対し、CW は AM で最適に可聴可される
ので、この信号は AM と FM で復調した。 (訳 JE9PEL/1)

自局は現在、Drake2880 の水晶調整ができない環境にあるので、コンバーターを
GRX-2402D に差し替えました。神奈川県川崎市のマキ電機にコンバーターを直接
持ち込み、正確に 2401.000MHz → 145.000MHz と変換することを確認しました。
System: HGL2429(Loop 29ele), GR-2400(Amp), GRX-2402D(Converter)

GRX-2402D は既に製造休止となっており、現在では入手不可の製品です。そこで

  My_Antenna 2.4GHz全景


  Converter: GRX-2402D (マキ電機)
  Receiving : 2400-2402MHz
  Converting: 2400MHz -> 144MHz
  Interface: NJ connector

    局発 = 56.4MHz x 40逓倍 = 2256MHz
    IF = 2400-2256 = 144.000MHz
         2401-2256 = 145.000MHz
         2402-2256 = 146.000MHz

  H70 x W160 x L200 (mm)
  Gain: 28dB or more
  200mA (+13.8V)
  RF-1 + MMIC_DBM_Mixer with HEMT-LNA
  DVB-T+FM+DAB, FMV LIFEBOOK AH30/B1 (Windows10/64bit), SDR#1664

DTUsat-2 2.4GHz受信を思い立って 2ヶ月。ここまでの道程は苦難の連続でした。
本日(2015年9月23日) 朝パス(09:35JST)で、2.4GHz信号を初めて受信デコードし
ました。 管制局公称周波数は 2401.835MHz ということですが、この時の自局の
周波数は、中心が 2401.843MHz くらいでした。とにかくものすごい量(+-54kHz)
特定することは難しいです。かなり速い CW なので、以前聞いた UO-11, AO-16,
AO-40衛星等の USBキャリア信号を彷彿させる、なつかしい 2.4GHz信号でした。

09:35-09:47JST, 23 Sep 2015, Ele 33 SE-E-N, around 2401.843MHz CW(USB)
System: HGL2429(Loop 29ele), GR-2400(Amp), GRX-2402D(Converter), TS-790S
GRX-2402D Converter: adjusted to 2401.843MHz -> 145.843MHz

  DTUsat-2, 9:22-JST on 22Sep2015, Ele24deg
  Spectrogram16 - Function - F1_Scan_Input
  I don't hear anything yet.
  実働周波数 2401.843MHz +/-54kHz doppler
  公称周波数 2401.835MHz
sdrtocal.xls Excel file using with CALSAT32
将来的には FCD+SDR# による受信を考えていますが、現在は、TS-790S に手動で 周波数をセットして DTUsat-2 の信号を探索しています。入力周波数の計算には Calsat32 と同期して瞬時に衛星送受信周波数を表示させる自作のExcelファイル sdrtocal.xls を使用しています。 時々刻々と表示される受信周波数を見ながら 手動で無線機のつまみを合わせています。 先日、DTUsat-2 の CW信号を受信した時は、激しいドップラーシフトの中だった ので正確ではありませんが、中心周波数は 2401.840-2401.850MHz だったと思い ます。上図では便宜上、2401.843MHz として計算していますが、正確な周波数は 現在、情報収集中です。なお、受信報告によると高仰角では CW送信がなく、AOS または LOS付近の仰角20度前後が受信しやすいということです。 K9QHO's antennas (原文 dtusat_2.htm) Re: Re^2: DTUsat-2 2.4GHz received ! From: Michael To: Mineo Wakita Date: Mon, 28 Sep 2015 23:23:38 +0000 (UTC) こんにちは。メールをありがとう。私(K9QHO)のアンテナの写真を添付しました。 あなた(JE9PEL/1)の TS790S をコンピュータでコントロールするために、SatPC32 を試してみてください。 全運用デモバージョンは、次のところに載っています。 http://www.dk1tb.de/downloadeng.htm 2.4GHz の1パスにおけるドップラーシフトは、全体で 100kHzあります。手動で それを追うのは難しいです。 あなたが計算した 2401.843MHz は、正しい周波数 に非常に近いものであると思います。公称周波数 2401.835MHz ではありません。 私はサープラス(surplus)製の AIDS 3733 というダウンコンバーターをアンテナ 直下に使用していますが、それはダウンリンク変換エラーが生じます。たとえば 私の QTH(訳注. USAインディアナ州) では、朝8時から昼にかけて外気温が 10℃ から21.1℃に変化します。これはアンテナ(コンバーター)の水晶に影響を与えま す。私の機器の中心周波数は 13.3℃で 2401.838MHz ですが、21.1℃ではそれが 2401.841MHz になります。 私は気温をいつもサンプリングしていて、それはプログラムの内部の中心周波数 を変化させます。あなたの使っている新しいコンバーターは、この問題を持って いないと確信します。 73, Mike, K9QHO ----- Original Message ----- Subject: Re^2: DTUsat-2 2.4GHz received ! From: Mineo Wakita To: Michael Sent: Saturday, September 26, 2015 10:27:23 PM こんにちは Mike, K9QHO. 私(JE9PEL/1)の 2.4GHz のシステムは次のとおりです。 HGL2429(Loop 29ele), GR-2400(Amp), GRX-2402D(Converter), TS-790S Converter Example: 2401.850MHz -> 145.850MHz 私はTS-790S(KENWOOD)の周波数をいつも手動で合わせています。軌道計算ソフト の CALSAT32 と同期してリアルタイムでドップラーシフトを算出する Excelファ イルを自作し、時々刻々と表示する周波数を見ながら TS-790Sに周波数を手動で 素早く設定しています。 公称周波数は 2401.835MHz ですが、実際の周波数は 2401.843MHz 周辺であると 考えています。この周波数は大きなドップラーシフトの中で観測したものなので 正確ではありません。あなた(K9QHO)は中心周波数を何MHzに設定して受信してい ますか? http://www.ne.jp/asahi/hamradio/je9pel/dtusat_2.htm JE9PEL, Mineo Wakita ------------------------------------------------------------------------ Michael K9QHO has shared 3 items with you From: Michael To: Mineo Wakita Date: Mon, 28 Sep 2015 19:37:49 -0400 私(K9QHO)は、あたな(JE9PEL/1)に 3つのアイテムを与えよう。 View it here: ****** このアイテムは次の三つです。 1. 2015年9月28日付けの DTUsat-2 からの典型的なオーディオファイル。 このオーディオファイルは、パスの 2:30~6:30 に受信したものである。 0:29 にビーコンの一部分が聞こえ、1:00 に第二のビーコンの一部分が 聞こえる。完全なビーコンは、2:02, 2:33, 3:13 で聞こえる。 2. パスの要約を JPG印刷したもの。 オーディオファイルは要約シートの 2:59, 3:30 にビーコンの一部分があり、そして 4:33, 5:03, 5:43 に 完全なビーコンがある。 3. DTUsat-2 on 2.4GHz のドップラーを、FT-847 でチューニングしながら コントロールしている SatPC32 のビデオ。 ------------------------------------------------------------------------ DTUsat-2 2.4GHz Telemetry Analysis 2015年9月28日にK9QHO局が受信した、DTUsat-2 2.4GHz信号を解析してみました。 このオーディオwavファイルの 3:13 の箇所を再生してみると、ドップラーシフト に正確に追従している綺麗な信号音であることがわかります。 http://www.dropbox.com/s/dpogot4ehx17mh5/50928dtu.wav?dl=0 DTUsat-2 frequency finally found 今朝(09:56JST, 9 Oct2015)のパスで、懸案事項だった DTUsat-2, 2.4GHz信号の 送信周波数をやっと追究できました。 9月23日に初受信した時に、初期設定した 無線機の周波数を右手でダイヤルを回しながら信号を捉えた時の感触を再現して あらかじめ本日はその周波数周辺に設定しておいて、AOS直後から複数回 2.4GHz 信号を受信することができました。自局機器では、現時点で 2401.848MHz です。 この数値を忘れないようにして次回からより確実に受信できるように改善します。 この録音ファイルを改めて再生してみると、AOS後の3分以内に 5回のCWを受信で きていました。下図一つ目は 180秒の長さのスパンで再描画したものです。送信 間隔が30秒であることがわかります。下図二つ目は今朝、15秒間の設定で 3回目 の信号をリアルタイム受信した時のものです。 09:56-10:08JST, 9 Oct 2015, Ele 58 SE-E-N, 2401.848MHz CW http://www.dropbox.com/s/zk5qgc3keftpgw9/51009dt2.wav?dl=0 DTUsat-2 visualized using FCD-SDR# DTUsat-2 の 2.4GHz信号を、初めて FCD-SDR# で視覚化し受信することができま した。無線機による受信で 衛星の中心周波数を 2401.848MHz に絞り込んでいま したが、激しいドップラーシフトによる周波数変化により、無線機での受信には 限界を感じていました。本日の朝パス(10:04JST 10/24)で初めて FCD-SDR# によ る受信を試みてみましたが、付近の周波数帯域の全体を見渡すことができるので 信号を見つけ易いです。およそ+/-50kHzのドップラーシフトを考慮すると、受信 周波数は 2401.898→2400.798MHz、つまり 145.898→144.798MHz に変化します。 果たして本日のパスでは 2回、2.4GHz信号を受信し録音することができました。 10:04-10:16JST, 24 Oct 2015, Ele 70 SSE-E-N, 2401.848MHz USB http://www.dropbox.com/s/7rshpaowxf5ljhu/51024dt3.wav?dl=0 このシステムで、DTUsat-2, 2.4GHz信号(2401.843MHz) を確実に受信できるよう になりました。今朝のパス(10:17-10:29JST, 25 Oct 2015, Ele 78deg)では 5個 の信号を受信できました。DTUsat-2 は、どのパスでもAOS後 3分までが勝負です。 これ以降、仰角が高くなると信号音を聞くのは難しくなります。 なお、LQSat の2.4GHz信号(2404.030MHz) も何度か受信を試みていますが、こち らは信号を確認することができません。(後日、LQSat受信成功) この DTUsat-2 と LQSat の他に、ARC-1 も 2.4GHz信号(2440.500MHz) を送信しているらしいの ですが、ARC-1 は軌道要素が不明なので追尾そのものができません。 今朝のパスでも 3回確実に漏れなく受信できました。中心周波数は、やはり自局 の環境では、2401.843MHz と確定できます。 Excel の Downlink周波数等の数値 はすべて Calsat32 と同期して自動計算しています。(SDR#は手動で周波数設定) 下図は最初のCWビーコン受信の様子で、次のような関係で数値が連携しています。 10:40-10:52JST, 3 Nov 2015, Ele 41 S-W-WN, 2401.843MHz USB Center + Doppler = Downlink -> Converter = SDR#Frequency(USB) 2401.843 + 0.054 = 2401.897 -> 145.897 = 145.897 DTUsat-2 analyzed at last 初めて自局受信の信号でデータ解析することができました。感無量です。 09:57-10:09JST, 7 Nov 2015, Ele 56 SE-E-N, 2401.843MHz USB http://www.dropbox.com/s/4k4dpj0gker30cb/51107dt2.wav?dl=0 DTUsat-2 2.4GHz received at TCA 10:07-10:19JST, 15 Nov 2015, Ele 74 SE-E-N, 2401.843MHz USB このパスの TCA時に、極めて強力な CW信号を受信しました。 今までの受信経験 から、DTUsat-2 2.4GHz は、AOS時またはLOS時の仰角20度以下でないと受信でき ないと決め付けていて油断していました。信号録音もこの日のこの時だけ AOS後 に一時停止にしていて、TCA時(10:13JST)は SDR#のみの確認となりました。最初 TCA時に強力な信号が入ってきた時は、未確認飛行物体 か何かの信号かと思いま した。いつもは細い白線しか見えないのですが下図を良く見ると DTUsat-2 特有 の 3本の白い線が見えます。間違いなく DTUsat-2 の 2.4GHz信号です。今日は、 AOS時3回 TCA時2回の計5回受信しました。今後は、AOS-TCA-LOS まで気を付けて 観測する必要があります。 09:50-10:02JST, 21 Nov 2015, Ele 44 SE-E-N, 2401.843MHz USB DTUsat-2の2.4GHzは、午前中には安定して聞えます。本日は、最初に半分の欠片 を1個、続けて完全なフレームを3個の合計3個半を受信しました。下図では SDR# のFFT画面に2個の信号が見えています。 DTUsat-2 in night 自局の日本語Bogを、外国局も毎日チェックをしているようで、先日のたった1行 の DTUsat-2 に関する記事に対し返信がありました。ここに邦訳して紹介します。 > Subject: DTUsat-2 in night > From: JE9PEL/1 > Date: 2015年11月17日 22時40分 > > やはり、夜の DTUsat-2 は聞こえません。受信できるのは午前パスのみです。 Re: DTUsat-2 in night From: MICHAEL To: Wakita, Mineo Date: Fri, 20 Nov 2015 18:29:21 +0000 (UTC) DTUsat-2 has no battery power. It is powered only by solar panels. In winter, it is in eclipse over the north pole and is not powered. DTUsat-2 has no solar panels on Z axis. I think when it passes under sun in the southern hemisphere, it goes through a power down and computer reset. 73, Mike (K9QHO) (訳) DTUsat-2 は、バッテリの電源がありません。ソーラーパネルだけが電源です。 冬には北極を通過する時に食になるので、電源が入らなくなります。 DTUsat-2 は、Z軸上にはソーラーパネルがないので、衛星が南半球で太陽の下 を通過するときパワーダウンし、コンピュータがリセットすると思います。 (C)DK3WN, JE9PEL/1, DTU DTUsat-2 ping instructions DTUsat-2 に関係する局から、自局Blog に以下の記事を掲載し公開してほしいと いう依頼がありました。このメール内容の主旨がよくわからないのですが、要は 「pingコマンドのアップリンクによる衛星からのダウンリンク反応を確認したい ので、日本の各局に紹介し実験の協力をしてほしい」 ということだと思います。 Subject: DTUsat-2 ping instructions From: MICHAEL Date: Tuesday, December 1, 2015 7:41:38 PM I thought you might like to send an uplink signal to DTUsat-2 and attempt to receive a response. Could you put this on your blog as others may want to do this. Please see email from DTU below. Subject: Termination of reception reports From: DTUsat-2 Ground Station Date: Mon, 30 Nov 2015 21:33:07 +0000 Thank you for all your reports. I have finally managed to get our SW engineer craft a bit-string which pings the satellite, attached. You may share it with anyone as you please. So the status is that we still hear the beacons here, but no 100 status unfortunately. However a Japanese radio amateur, JA0CAW, has also reported 100 status. That actually ads a little bit to the confusion, but hopefully it'll make sence once I get going writing up my paper. ----- [Attached text from Project Manager] ----- DTUSat-2 Failsafe Command The last line of this file provides the binary encoding of a DTUSat-2 failsafe mode command. Command: PING (with empty contents) Acknowledgement requested: No Response requested: Yes Expected response: Generic telemetry response packet (with empty payload) Audible response (AM): One long beep [600 Hz, 1.33 sec (at default preamble size)] Carrier: 1.2689 GHz Modulation: FSK Deviation/swing: +-25 kHz (0: -25, 1: +25) Baud rate: 9600 bits/s Subject: Re: DTUsat-2 ping instructions From: Mineo Wakita, JE9PEL Date: Wednesday, December 2015 6:39:03 AM I put your mail about DTUsat-2 ping instructions on my web page. I do not understand whether to send what ping command to the satellite. Thank you. DTUsat-2 heard 10 times  9:51-10:03JST, 13 Dec 2015, Ele 45 SE-E-N, 2401.843MHz USB  このパスで、DTUsat-2 の信号を 10回 聞きました。新記録です。  上図は、ちょうど TCA の時に聞こえた信号で、大変強力でした。  SDR# FFT画面の中央付近は避けるべきですが、周波数の Doppler  偏移が大きくて調整が間に合いませんでした。AOS-TCA-LOSの近く  まで 2.4GHz信号が聞えていました。
DTUsat-2 in old and new fusion system 10:34-10:47JST, 31 Dec 2015, Ele 53 S-W-WN, 2401.843MHz USB 和洋折衷ではありませんが、新旧融合した WinXP + FCD + SDR#1327 のシステム により初めて DTUsat-2 の 2.4GHz を受信してみました。なかなか良い結果です。 同じ SDR#1327 なのに、Win7 と WinXP では SDR#1327 のスペクトル画面の操作 性が少し異なります。また PCのメモリの問題かと思いますが、SDR#1327 受信音 がブツブツと途切れていたのですが、それは FFT Display - Spectrum Speed を 遅くすることで解消しました。 DTUsat-2 については、しばらくこの新旧融合の システムで受信していこうと思います。 DTUsat-2, spectrum width  DTUsat-2 にも、HORYU-4 と同様な中心周波数から左右に  18.5kHz幅 2.4GHz の信号が、時々見られることがわかり  ました。この現象を、先日から何度か生じていることを  確認しています。何を表している信号かはわかりません。

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