Kletskous en AfriCUBE, AMSATSA ontwikkelt nieuwe satellieten

Het afgelopen jaar werkte teams van AMSAT South Africa aan de digitale SDR-transponder AfriCUBE. Daarnaast werkt AMSATSA ook aan de ontwikkeling van de analoge satelliet Kletskous. Overigens is de Raspberry Pi het digitale hart van de Africube.

AMSATSA ontwikkelt AfriCUBE en Kletskous

De laatste versie van de analoge transponder van de Kletskous deed het goed tijdens een ballontest tot in de ruimte. Maar daarbij bleek dat verbetering van de sensitiviteit van de ontvanger nodig was. Daarom is aan de ontwikkeling van de digitale SDR nu voorrang gegeven. Dit meldt project-teamleider Dr. Hannes Coetzee (ZS6BZP).

Hoewel het werk aan de Kletskous niet is stilgelegd heeft de AfriCUBE nu de hoogste prioriteit. Dat vergroot namelijk de kans dat de satelliet mee kan met het EOSAT-1 project van de South African Space Agency. Die laatste is een satelliet voor aard-observatie. Anton Janovsky (ZR6AIC), geassisteerd door een team vrijwilligers is de drijvende kracht achter AfriCUBE.

AfriCUBE digitale SDR

In de duplex configuratie ontvangt de satelliet in de 435 MHz-band. De downlink is dan in de 2-meter-band. Theoretisch is de bandbreedte 100 kHz. Maar tengevolge van het beperkte beschikbare spectrum zal dat beperkt worden tot 30 kHz. De 70 cm-SDR-ontvanger gebruikt de Mirics MSi3101 chipset. Namelijk de breedband-tuner MSi001 en de MSi2500 ADC. De MSi2500 heeft een USB interface en gebruikt de SPI bus om de MSi001 aan te sturen.

SDR chipset

De tuner bevat een programmeerbare frequentie-synthesizer en een down converter. Die produceert vervolgens I/Q data. Het front end daarvan heeft een serie low noise amplifiers. Deze LNA’s zijn geoptimaliseerd voor verschillende frequentiebanden tussen 150 kHz en 1,7 GHz. De MSi2500 zet het analoge signaal om in een digitaal signaal met tevens signaalbewerking. De ADC is nominaal 12 bits, maar effectief 10.4 bits. Beide chips werken op 3.3V en gebruiken weinig vermogen. Daardoor zijn het goede kandidaten voor AfriCUBE. Het meeste vermogen is immers nodig voor de eindversterker. Verder zitten er bandpass filters voor de MSi2500.

Raspberry Pi

Een Raspberry Pi 3A doet de digitale signaalverwerking. Ook verzorgt de Pi alle controlefuncties van de CubeSat. APRS, morse identificatie en IQ-DSP-opwekking voor de zender wordt gedaan met GNU-radio. GNU-radio is kosteloos verkrijgbare open-source software met blokken, waarmee software-radios gebouwd kunnen worden. Overigens bestaat de eindversterker uit een Qorvo TQP7M9105. Die wordt gevolgd door bandpassfilter van Mini Circuits.