Місяць – найближче до Землі небесне тіло. Її радіус дорівнює 1737 км, маса в 81,3 рази менше за масу Землі, а середня щільність 3,35 г/куб. див, тобто. у півтора рази менше за щільність Землі. Тривалість місячної доби становить 29,5 земних. Середня відстань на трасі Земля-Луна-Земля становить 750 тис. км, згасання сигналу цьому шляху для радіохвиль метрового діапазону близько 200db, тобто. сигнал послаблюється вдесятеро, в десятому ступені разів і йде туди і назад 2,5 секунди.

Ідея використовувати Місяць – супутник Землі як пасивний ретранслятор прийшла давно. Перші відображення радіохвиль від поверхні Місяця були отримані ще в 1946 році вченими Угорщини та США, які працюють у цьому напрямі, незалежно один від одного.

При експериментах використовувалися передавачі потужністю 200 кВт, що працюють на хвилі близько 2 метрів та антени з коефіцієнтом посилення 400.
Великі роботи у цьому напрямі було проведено у 1954-57 роках у Горьківському університеті. Для дослідів використовувалися хвилі 10 та 3 см, коефіцієнт спрямованої дії антен на хвилі 3 см досягав 120 тис., тобто. енергія концентрувалася у вугіллі 0,5 градуса. В результаті цих дослідів було виміряно коефіцієнт відображення радіохвиль від Місяця, який становив приблизно 0,25 - і було встановлено, що відображення походить від центральної частини видимого диска Місяця. Досліди радіолокації Місяця дали реальний ґрунт для здійснення ідеї використання Місяця як пасивний ретранслятор.
Зацікавились цією ідеєю і радіоаматори. І ось у липні 1960 року було проведено перший радіоаматорський зв'язок у діапазоні 1296 МГц між американськими клубними аматорськими радіостанціями W6HB та W1BU. У 1964 році був проведений перший радіозв'язок у діапазоні 144 МГц між радіоаматорами OH1NL та W6DNG.
У Радянському Союзі перший аматорський радіозв'язок через Місяць був проведений 11 травня 1979 операторами колективної радіостанції UK2BAS, в діапазоні 432 МГц. Їхнім партнером був K2UYH. Пізніше 19 січня 1981 року радіоаматором UT5DL було проведено перший радіозв'язок у діапазоні 144 МГц. Його партнером був K1WHS зі штату Мен, який на той час мав найбільшу антену (24 стріли по 14 елементів).
20 квітня, того ж таки 1981 року, провів свій перший радіозв'язок і автор цієї статті (ex UB5JIN). А далі пішло – поїхало: 6 грудня 1981 року, перший внутрішньосоюзний радіозв'язок (UB5JIN та UA3TCF), 11 січня 1982 року – перший радіозв'язок з території СРСР на SSB – (UB5JIN та K1WHS), 15 серпня 1982 року перший зв'язок з Японією (UB5JIN JA6DR), 10 жовтня з Венесуелою (UB5JIN та YV5ZZ) тощо…
Сьогодні через Місяць проводять аматорські зв'язки тисячі радіоаматорів усіх континентів земної кулі в діапазонах 144, 432, 1296, 5600 МГц. Кожен з діапазонів має свої особливості, переваги та недоліки.
Прийом землі сигналів, відбитих від Місяця, зустрічає великі важливі проблеми:
Місяць рухається відносно Землі з великою кутовою швидкістю, тому відбитий сигнал схильний до "Доплерівського" ефекту, тобто хвиля, відбита від тіла, що рухається, має частоту коливань відмінну від частоти, посланої хвилі. Ця різниця для діапазону 144 МГц досягає 427 Гц.
Великий вплив на сигнал, що приймається, також ефект "Фарадея", тобто обертання вектора поляризації переданого сигналу, який виражається в глибоких завмирання сигналу. Для усунення цього ефекту необхідні антени з круговою поляризацією, які важко здійсненні в діапазоні 144 МГц з конструктивних міркувань.
Сильно впливають прийом сигналів метрового діапазону космічні шуми, наприклад: мінімальна шумова температура небесної сфери на частоті 136 МГц у лютому 1982 року становила 210 градусів Кельвіна чи 2,35 db в точках мінімуму і 2750 градусів чи 10,2.
Багато проблем пов'язано також із прозорістю тропосфери та іоносфери Землі, атмосферними та місцевими електричними перешкодами.
Орієнтовне згасання на трасі Земля-Місяць-Земля для різних діапазонів можна виразити таблицею: Положення Місяця Дистанція (тис.км) 144 МГц (db) 432 МГц (db) 1296 МГц (db)
Перигей 356,334187,08196,62206,15
Апогей 406,610188,21197,76207,21

Для того, щоб перекрити таке згасання, радіоаматор, який бажає займатися E-M-E радіозв'язками, повинен зробити дуже серйозну апаратуру та антени. Виходячи з загасання на трасі та відомих вихідних даних приймача та передавача, можна побудувати графік посилення антен для різних діапазонів радіохвиль:

При: TX = 700 watts
RX = 1 db
DF = 100 Hz
Як видно з графіка, щоб отримати відлуння свого сигналу з рівнем 1 db над шумами в діапазоні 144 МГц треба, щоб антени (передавальна та приймальна) мали в сумі приблизно 43 db, тобто. хороша антена для Е-М-Е повинна мати коефіцієнт посилення щонайменше 21,5 db. Хоча можливі радіозв'язку при використанні антен з меншим посиленням, так, для проведення радіозв'язку з радіоаматором K1WHS (антена 24 х14 і К.У. рівному 27db) цілком достатньо мати антену з посиленням 15-16 db!
Для успішної Е-М-Е роботи потрібно чітко знати положення Місяця, час його сходу та заходу у Вас та Ваших партнерів. Радіоаматору необхідно знати періоди перигею та апогею Місяця та "вікна" на Європу, Японію, Південну та Північну Америку. Необхідно знати дні, коли траєкторія Місяця близька до траєкторії руху Сонця, тому проведення радіозв'язку при різниці менше 30 градусів неможливо, з- через великі шумові випромінювання Сонця.
При місячній роботі спостерігається також цікаве явище, зване "грунт-ефект", тобто на сході та заході місяця відбувається помітне збільшення рівня відбитих сигналів на 1-3 db. Так, для квадрата "KN74BX", спостерігався яскраво виражений ефект на заході (у цьому напрямі рівнина 40-50 км закінчується Чорноморським басейном), на сході "грунт-ефект" не спостерігався (горбиста місцевість, що переходить у гряду Кримських гір).
Дуже цікавим заняттям під час роботи через Місяць є проведення ехо-тестів. Це краще робити поза Е-М-Е ділянки (144,000-144.015 МГц). Передається серія точок або тире, краще сприймаються поєднання "BK", "SK", Приблизно через 2,5 секунд приймається ехо-сигнал. Він буде осторонь частоти (доплерівський ефект) не більше 427 Гц. Відлуння чути не завжди і не завжди, це залежить від умов. Якщо в даний момент луна не чутна у Вашому QTH - це не означає, що сигнал не відображається і не приймається, наприклад, в Африці чи Америці. І навпаки – можна добре чути свого партнера, свою луну, а партнер у цей момент Вас не чує. Досліди показали, що цілком прийнятним для Е-М-Е роботи буде луна з рівнем 1-2 db над шумами, що приймається іноді.
Автором статті проводилися експерименти з різними антенами: 13 EL, 16 EL, 8х9 EL, 8х15 EL та підсилювачами на антені з коефіцієнтом шуму 0,5 – 1,5 db. Підсилювач потужності передавача був виконаний на двох лампах 4CX350A за двотактною схемою (P out ~ 1 Kw). Досвід показав, що такої апаратури, антен та енергетики цілком достатньо для задовільної роботи з використанням відбитих від Місяця сигналів. Протягом року було проведено радіозв'язки з понад 100 різними кореспондентами на 5 континентах.
Як говорилося раніше, антенні системи прийому Е-М-Е сигналів одна із основних чинників. Антенна система повинна мати обертання горизонтом, а також вертикальну елевацію з точністю установки азимуту і елевації не гірше 5-7 градусів. Посилення антени має бути не менше 18-19 db. Добре зарекомендували себе антенні решітки на базі антен типу F9FT: 8х9, 8х13, 4х16, 8х16, які легко повторювані та конструктивно прості.
І наостанок про антенні підсилювачі, хочеться звернути увагу радіоаматорів на ретельне ретельне налаштування, хоча б найпростішим шум генератором на лампі 2Д2С, т.к. мало поставити добрий транзистор, треба реалізувати його технічні параметри.
На вихід НЧ приймача бажано підключати при експериментах вольтметр змінного струму (з децибельною шкалою) типу В3-38 В3-39 для точного вимірювання рівнів Е-М-Е сигналів.

Скорочений варіант статті, надісланої до журналу "Радіо" 9 листопада 1982 року.
Відновлено з чернеток, що збереглися, 22 листопада 2003 року, 21 рік потому!!!

Сторінка 3 з 3

Як тільки Місяць почав підніматися досить високо, експерименти з луною-сигналами продовжилися. І ось 8 серпня новий етап – Barry VE4MA прийняв мої сигнали. Це була послідовність тире тривалістю близько 0,3 секунди та з періодом близько 1 секунди. Через три дні мої сигнали було прийнято всіма учасниками експерименту. На жаль, всі мої спроби прийняти сигнали у відповідь від Gary AD6FP не дали результату. Не було навіть натяку на наявність сигналу.

Слід зазначити, що зараз найгірший момент для зв'язків через Місяць, особливо в діапазоні міліметрових хвиль. Через великі втрати в атмосфері проведення зв'язку можливе тільки при великих кутах місця. Для EME QSO з Північною Америкою є лише 3-5 днів на місяць, коли Місяць піднімається досить високо, але ці дні зараз збігаються з апогеєм місячної орбіти, що дає 2 дБ додаткових втрат. До того ж в ці дні зараз повний місяць, що відповідає максимуму теплових шумів Місяця, На відміну від більш низькочастотних діапазонів, на яких фаза Місяця на шум майже не впливає (відображення там відбувається на більшій глибині від поверхні Місяця, де температура досить постійна), діапазоні 47 ГГц спостерігається більш ніж півторакратна зміна шумової температури Місяця. Якщо врахувати, що діаграма спрямованості антени повністю укладається в кутовий розмір Місяця, то ясно, що її шум ставить межу підвищення чутливості приймача. З цієї причини вирішив відмовитися від спроб охолодження підсилювача, що малошумить. Технічно це досить складно реалізувати, а максимальний виграш у співвідношенні сигнал/шум при охолодженні рідким азотом міг становити 1-2 дБ. Зважаючи на все таке збільшення явно не вистачало.

У результаті залишався лише один спосіб – цифрова обробка прийнятого сигналу. На жаль, широко відомі програми в цьому випадку не підходять, оскільки вони розраховані на вузькосмугові сигнали низькочастотних діапазонів. У нашому випадку ширина спектра відбитого сигналу досягає декількох сотень Гц. Це викликано, по-перше, багатопроменевим характером відбиття від Місяця, коли кожен промінь має свій доплерівський зсув частоти, а по-друге, флуктуаціями сигналу при поширенні міліметрових радіохвиль в атмосфері. Так як нічого готового знайти не вдалося, довелося думати про власну програму. Тут мені знову пощастило, мій старий знайомий Володимир Барчуков (http://www.orc.ru/~micron) погодився допомогти у цій справі.

Перші результати були отримані 2 листопада, коли вдалося прийняти від Gary AD6FP серію "тире", а 27 листопада вдалося виділити з шумів обидва позивні (47GHz.wav). Для передачі був використаний звичайний код Морзе в режимі двотонової частотної телеграфії (BFSK), а для прийому метод некогерентного накопичення інформації, що повторюється.

При цьому треба було забезпечити високу точність установки частот передавача і приймача і автоматичну корекцію доплерівського зсуву частоти, що постійно змінюється, протягом усього сеансу. Адже жодної можливості підстроювання частоти за реальним сигналом у цьому випадку немає. Після того, як сигнал було виділено, з'ясувалося, що похибка становила лише близько 100 Гц. Ще кілька років тому це було б неможливо, оскільки були відсутні програми для точного розрахунку доплерівського зсуву частоти сигналу, відбитого від поверхні Місяця. Тепер такі програми є, і найзручніша з них – це остання версія F1EHN (EME SYSTEM V5.1). Зрозуміло, що точність калібрування частоти в обох кореспондентів вимірюється десятками герц. Для порівняння у двометровому діапазоні це відповідає точності встановлення частоти близько 0,1 Гц.

Аналіз показав, що рівень сигналу становив окодо - 20 дБ по відношенню до потужності шумів у смузі 2,5 кГц (як це прийнято в WSJT). Для порівняння такий "авророподібний" сигнал практично не чутний і не видно за допомогою програми "Spectran" з рівня близько - 15 дБ.

Я запропонував назвати програму MWCW (Millimeter wave CW). Однак після відповідного доведення вона може бути корисною не тільки на міліметрових хвилях.

Таким чином, всі технічні проблеми здебільшого вирішені. Залишилося тільки дочекатися високого Місяця, гарної погоди та певної частки удачі. І щоб апаратура не підвела.

Перевірка та налаштування ЛБВ на робочому столі.

Місяць – найближче до Землі небесне тіло. Її радіус дорівнює 1737 км, маса в 81,3 рази менше за масу Землі, а середня щільність 3,35 г/куб. див, тобто. у півтора рази менше за щільність Землі. Тривалість місячної доби становить 29,5 земних. Середня відстань на трасі Земля-Луна-Земля становить 750 тис. км, згасання сигналу цьому шляху для радіохвиль метрового діапазону близько 200db, тобто. сигнал послаблюється вдесятеро, в десятому ступені разів і йде туди і назад 2,5 секунди.

Ідея використовувати Місяць – супутник Землі як пасивний ретранслятор прийшла давно. Перші відображення радіохвиль від поверхні Місяця були отримані ще 1946 року вченими Угорщини та США, які працюють у цьому напрямі незалежно один від одного. При експериментах використовувалися передавачі потужністю 200 кВт, що працюють на хвилі близько 2 метрів та антени з коефіцієнтом посилення 400.

«Місячна» антена Олександра, RN6BN. 64 антени по 32 елементи.

Великі роботи у цьому напрямі було проведено у 1954-57 роках у Горьківському університеті. Для дослідів використовувалися хвилі 10 та 3 см, коефіцієнт спрямованої дії антен на хвилі 3 см досягав 120 тис., тобто. енергія концентрувалася у вугіллі 0,5 градуса. В результаті цих дослідів було виміряно коефіцієнт відображення радіохвиль від Місяця, який становив приблизно 0,25 — і було встановлено, що відображення походить від центральної частини видимого диска Місяця. Досліди радіолокації Місяця дали реальний ґрунт для здійснення ідеї використання Місяця як пасивний ретранслятор.

Зацікавилися цією ідеєю і радіоаматори. І ось у липні 1960 року було проведено перший радіоаматорський зв'язок у діапазоні 1296 МГц між американськими клубними аматорськими радіостанціями W6HB та W1BU. У 1964 році був проведений перший радіозв'язок у діапазоні 144 МГц між радіоаматорами OH1NL та W6DNG.

У Радянському Союзі перший аматорський радіозв'язок через Місяць був проведений 11 травня 1979 операторами колективної радіостанції UK2BAS, в діапазоні 432 МГц. Їхнім партнером був K2UYH. Пізніше 19 січня 1981 року радіоаматором UT5DL було проведено перший радіозв'язок у діапазоні 144 МГц. Його партнером був K1WHS зі штату Мен, який на той час мав найбільшу антену (24 стріли по 14 елементів).

20 квітня, того ж таки 1981 року, провів свій перший радіозв'язок і автор цієї статті (ex UB5JIN). А далі пішло - поїхало: 6 грудня 1981 року, перший внутрішньосоюзний радіозв'язок (UB5JIN і UA3TCF), 11 січня 1982 року - перший радіозв'язок з території СРСР на SSB - (UB5JIN і K1WHS), 15 серпня 1982 перший зв'язок з Японією (UB5JIN JA6DR), 10 жовтня з Венесуелою (UB5JIN та YV5ZZ) тощо…

Сьогодні через Місяць проводять аматорські зв'язки тисячі радіоаматорів усіх континентів земної кулі в діапазонах 144, 432, 1296, 5600 МГц. Кожен з діапазонів має свої особливості, переваги та недоліки.

Прийом землі сигналів, відбитих від Місяця, зустрічає великі важливі проблеми:

Місяць рухається щодо Землі з великою кутовою швидкістю, тому відбитий сигнал схильний до «Доплерівського» ефекту, тобто. хвиля, відбита від тіла, що рухається, має частоту коливань відмінну від частоти, посланої хвилі. Ця різниця для діапазону 144 МГц сягає 427 Гц.

Велике впливом геть приймає сигнал надає ефект «Фарадея”, тобто. обертання вектора поляризації сигналу, що передається, який виражається в глибоких завмираннях сигналу. Для усунення цього ефекту необхідні антени з круговою поляризацією, які важко здійснити в діапазоні 144 МГц з конструктивних міркувань.

Сильно впливають прийом сигналів метрового діапазону космічні шуми, наприклад: мінімальна шумова температура небесної сфери на частоті 136 МГц у лютому 1982 року становила 210 градусів Кельвіна чи 2,35 db в точках мінімуму і 2750 градусів чи 10,2.

Багато проблем пов'язано також із прозорістю тропосфери та іоносфери Землі, атмосферними та місцевими електричними перешкодами.

Орієнтовне згасання на трасі Земля-Луна-Земля для різних діапазонів можна виразити таблицею:

Для того, щоб перекрити таке згасання, радіоаматор, який бажає займатися E-M-E радіозв'язками, повинен зробити дуже серйозну апаратуру та антени.

EME-антена W5UN. 32 антени по 32 елементи.

Щоб отримати відлуння свого сигналу з рівнем 1 db над шумами в діапазоні 144 МГц треба, щоб антени (передавальна та приймальна) мали в сумі приблизно 43 db, тобто. хороша антена для Е-М-Е повинна мати коефіцієнт посилення щонайменше 21,5 db. Хоча можливі радіозв'язку при використанні антен з меншим посиленням, так, для проведення радіозв'язку з радіоаматором K1WHS (антена 24 х14 і К.У. рівному 27db) цілком достатньо мати антену з посиленням 15-16 db!

Для успішної Е-М-Е роботи потрібно чітко знати положення Місяця, час його сходу та заходу у Вас та Ваших партнерів. У цьому вам дуже допоможуть комп'ютерні програми, наприклад: WSJT та Orbitron

Радіоаматору необхідно знати періоди перигею та апогею Місяця та “вікна” на Європу, Японію, Південну та Північну Америку. Потрібно знати дні, коли траєкторія Місяця близька до траєкторії руху Сонця, т.к. проведення радіозв'язку при різниці менше 30 градусів неможливе, через великі шумові випромінювання Сонця.

При місячної роботі спостерігається також цікаве явище, зване “грунт-ефект”, тобто. на сході та заході Місяця відбувається помітне збільшення рівня відбитих сигналів на 1-3 db.

Дуже цікавим заняттям під час роботи через Місяць є проведення ехо-тестів. Це краще робити поза Е-М-Е ділянки (144,000-144.015 Мгц). Передається серія крапок або тире, краще сприймаються поєднання "BK", "SK", Приблизно через 2,5 секунд приймається ехо-сигнал. Він буде осторонь частоти (доплерівський ефект) не більше 427 Гц. Відлуння чути не завжди і не завжди, це залежить від умов. Якщо в даний момент луна не чутна у Вашому QTH — це не означає, що сигнал не відображається і не приймається, наприклад, в Африці чи Америці. І навпаки – можна добре чути свого партнера, свою луну, а партнер зараз Вас не чує. Досліди показали, що цілком прийнятним для Е-М-Е роботи буде луна з рівнем 1-2 db над шумами, що приймається іноді.

Як говорилося раніше, антенні системи прийому Е-М-Е сигналів одна із основних чинників. Антенна система повинна мати обертання горизонтом, а також вертикальну елевацію з точністю установки азимуту і елевації не гірше 5-7 градусів. Посилення антени має бути не менше 18-19 db.

І наостанок про антенні підсилювачі, хочеться звернути увагу радіоаматорів на ретельне ретельне налаштування передпідсилювача. Мало встановити хороший транзистор — треба реалізувати його технічні параметри.

Як частина свого програмного проекту WSJT, Joe Taylor, K1JT, розробив JT65 для роботи EME як розширення WSJT. Переважна більшість радіоаматорів (якщо не всі) зараз проводять EME — QSO's за допомогою цієї програми і дуже успішно. Для отримання додаткової інформації, будь ласка, відвідайте сайт K1JThttp://www.physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wsjt.html . Цей цифровий режим зв'язку, очевидно, дає виграш у співвідношенні сигнал/шум близько 10 dB порівняно з CW і зробить набагато легшим проведення низькоенергетичної станцією більшої кількості EME QSO, ніж це було б можливо з використанням CW (крім ситуацій із кращими умовами) .

EME – антена KB8RQ.

Деякі витяги взяті зі статті Василя Бекетова, UU2JJ (ex UB5JIN) - Місячний зв'язок на 144 МГц.

Вдосталь напрацювавшись через метеори, вирішив спробувати провести хоча б одну EME зв'язок. Досвід роботи з програмою WSJT був уже великий і апаратура, як би теоретично дозволяла, спрацювати з BIG GUN's-ами (радіоаматорами, що мають велику енергетику і цілу систему спрямованих антен).

На той період часу у мене був ICOM IC-910H з вихідною потужністю 100 ват на діапазоні 144 МГц, підсилювач ICOM AG-25, 4 антени по 10 елементів кожна (A144S10 фірми Diamond, Japan) і поворот Yaesu G-800 DXA.

Перший зв'язок вирішив провести з Олександром, RN6BN - так як голосніше (як у CW, так і в SSB) і сильніше за рівнем (за програмою WSJT), я більше ні кого і ніколи не приймав!

Викликати його почав модою JT65 спеціально без попередньої домовленості (зв'язок рандом), і він без проблем мені відповів. Перше моє EME - QSO відбулося!

Це мене дуже надихнуло і тепер я став з нетерпінням чекати сходу та заходу Місяця. Так, як у мене антена була без можливості елевації, то мені відводилася приблизно 1 година для того, щоб спробувати провести зв'язок, коли Місяць знаходиться низько над горизонтом.

До того ж, дуже сильно допомагав «ефект грунту», коли до основного сигналу додавалися додаткові 1-2 дцб в результаті відображення сигналу від Землі.

Другий зв'язок був без проблем з W5UN, третій з KB8RQ і так потихеньку-помалу «поїхало».

За 1 рік я провів понад 50 EME – зв'язків (звісно з «великими станціями»). Щоб працювати і далі через Місяць потрібно було відповідно покращувати свій SETUP. Але як воно завжди в житті буває: відсутність фінансів, обмеження в площі для встановлення антен, перешкоди сусідам через велику потужність підсилювача, зрештою остудили мій запал. Але ту безмірну радість і відчуття того, що ти ще можеш щось на цій грішній землі, відчув сповна.

73!

В останні роки розвивається новий вид радіозв'язку, що використовує ефект відбиття радіохвиль від поверхні Місяця. Цей вид радіозв'язку приваблює дедалі більше ентузіастів.

Для реалізації цього виду радіозв'язку потрібна досконаліша апаратура. Так, наприклад, для радіозв'язку в діапазоні 144 МГц потрібні приймачі з рівнем шумів трохи більше 2 дБ, а діапазону 432 МГц - трохи більше 4 дБ; потужність передавача досягає 500...1000 Вт. Вузькосмуговий радіозв'язок вимагає використання в приймачі вхідних малошумящих пристроїв, а також стабільних кварцових фільтрів.

Дуже серйозні вимоги пред'являються у разі і до антенним пристроям. Найчастіше використовується параболічна антена, діаметр якої становить 4...10 м, а також багатоелементна антена типу «хвильовий канал», кількість елементів у якій сягає кілька сотень. Крім того, антена має бути постійно орієнтована на Місяць, що потребує застосування системи автоматичної орієнтації діаграми випромінювання антени.

Наведемо основну інформацію, що стосується використання поверхні Місяця як пасивний ретранслятор.

Місяць – природний супутник Землі. Її діаметр становить 3476 км, середня відстань від Землі – 384 900 км. Кутовий діаметр Місяця при спостереженні із Землі дорівнює 33". Місяць рухається навколо Землі в напрямку із заходу на схід з кутовою швидкістю 12...13° на добу, повертаючись у те саме положення щодо Землі і Сонця через один місячний місяць, що становить 29,53 середньої сонячної доби. Орбіта Місяця нахилена до площини орбіти Землі під кутом 5°9”.

У зв'язку з нахилом осі Землі щодо площини її орбіти на 27°27” Місяць із території Польщі видно під кутами від 11,5° до 68,5° (географічна широта Польщі близько 50°).

Точне кутове положення Місяця щодо будь-якої точки на Землі наведено в астрономічних щорічниках.

Поверхня Місяця має коефіцієнт відображення для радіохвиль ρ = 0,1 . Ефективна поверхня Місяця, що відбиває, являє собою коло діаметром 340 км, який розташований на найближчій до Землі частині поверхні Місяця.

Місяць повернуто до Землі однією і тією ж стороною. Однак через явища лібраціїми бачимо трохи більшу, ніж половина, частина поверхні Місяця.

В результаті лібрації положення найбільш ефективно відбиває області на поверхні Місяця постійно змінюється, що призводить до змінного в часі процесу інтерференції відбитих хвиль. Це, своєю чергою, призводить до флуктуації (на 4-5 дБ) рівня відбитого від Місяця і прийнятого Землі радіосигналу. Зазначеної флуктуації сигнал схильний приблизно протягом 50% часу. Рівень флуктуації сигналу зменшується до нуля лише в украй невеликі інтервали часу (кілька секунд), що відповідають моментам, коли напрямок лібрації змінюється протилежне.

Різниця в відстанях від центру найбільш ефективної частини поверхні Місяця, що відбиває, до Землі і від її периферійної частини до Землі становить близько 8 км, що відповідає часу поширення радіохвилі τ ≈ 100 мкс . Ця обставина призводить до деформації фронту відбитої від поверхні Місяця хвилі, яка обумовлена ​​відображенням від областей, розташованих на різних відстанях (рис. 4.30). а). Деформація фронту обмежує смугу модуляції передавача, звужуючи її до 10 кГц (рис. 4.30 б).

Хвиля, що падає на поверхню Місяця, при відображенні змінює фазу. Тому при використанні хвилі з круговою поляризацією необхідно враховувати, що після відображення напрямок обертання поляризованої повні змінюється на зворотний. Це, у свою чергу, вимагає застосування спеціальних поляризаційних пристроїв у передавальному та приймальному каналах використовуваної антени.

Прояв ефекту Доплера у відбитому сигналі зобов'язане явище лібрації Місяця. Слід особливо відзначити, що знак зміни частоти при відображенні двох протилежних сторін Місяця різний. Це призводить до розширення спектра відбитого сигналу, що приймається. У діапазоні 144 МГц доплерівське зрушення досягає ±2 Гц, в діапазоні 432 МГц - ±6 Гц, а в діапазоні 1296 МГц - ±18 Гц. Якщо врахувати, що смуга приймача становить лише 50 Гц, то стає зрозумілим, що вплив ефекту, що розглядається, дуже суттєвий (рис. 4.30 в).

Час поширення сигналу від Землі до Місяця та назад становить 2,56 с. За цей час можна здійснити ручну комутацію антени з режиму передання на приймальний і назад.

Сигнал при радіозв'язку з використанням відбиття від поверхні Місяця двічі проходить через земну атмосферу, тобто двічі переломлюється у тропосфері та іоносфері Землі. При малих кутомісних положеннях Місяця сигнал навіть за нормального стану атмосфери піддається рефракції: в тропосфері до 1°, а іоносфері до 0,5° (точне значення кута заломлення залежить від частоти). При аномальних станах атмосфери наведені значення кутів спотворення можуть бути перевищені. В останньому випадку може виникнути така ситуація, коли випромінювання із Землі проходить повз Місяць, а при високому розташуванні шару Е іоносфери взагалі не залишає поверхні Землі. Тому використання гостронаправлених антен диктує необхідність спеціальних заходів, спрямованих на те, щоб «не втратити» Місяць (див. рис. 4.30).

Радіохвиля, проходячи атмосферу Землі, зазнає впливу ефекту Доплера: на частоті 144 МГц доплерівська зміна частоти становить 14 Гц, а на частоті 432 МГц - 3 Гц. Точне значення доплерівського зсуву визначається як висотою орієнтації напрямку випромінювання антени, так і властивостями атмосфери (переважно тропосфери). Зрозуміло, як і відбита від Місяця хвиля схильна до впливу ефекту Доплера. Проте слід пам'ятати, що у другому випадку знак зміни частоти протилежний знаку зміни частоти, викликаного впливом атмосфери Землі. Тому не виключено виникнення ситуації, коли результуючий частотний зсув дорівнюватиме нулю.

Радіохвиля, що проходить іоносферу, під дією магнітного поля Землі змінює площину поляризації ( ефект Фарадея). Поворот площини поляризації залежить від довжини шляху в іоносфері, тобто від кутового місця Місяця, а також від квадрата частоти (рис. 4.31). Наприклад, для f = 144 МГц при низькому положенні Місяця (α = 10 °) поворот площини поляризації дорівнює 3360 °, тобто становить дев'ять повних оборотів і плюс ще 120 °. Поворот площини поляризації частоти f = 1296 МГц становить 41,5°. Ще раз підкреслимо, що цей параметр сильно залежить від умов поширення в іоносфері, які, як уже відомо, схильні до циклічних змін у межах доби.



Аналізований ефект необхідно враховувати під час проектування антенних пристроїв для ліній радіозв'язку, що використовують відображення від Місяця. Так, наприклад, при використанні обох антен з лінійною поляризацією нехтування ефектом Фарадея може призвести до істотного зниження рівня сигналу. Якщо застосувати хоча б одну антену з регульованою орієнтацією поляризації (наприклад, приймальну антену), можна отримати відчутний виграш у рівні сигналу. Саме з цієї причини на таких лініях радіозв'язку використовуються антени з круговою поляризацією, так як радіохвиля з круговою поляризацією не впливає ефекту Фарадея.

Можна ухвалити комбіноване рішення: одна антена з круговою поляризацією, а інша з лінійною. Ця комбінація дозволяє усунути шкідливий вплив ефекту Фарадея, проте при цьому, природно, рівень сигналу, що приймається, зменшується на 3 дБ.

Місяць – супутник землі, ми часто бачимо його на небі. Іноді навіть місяць висвітлює нам дорогу вночі. Але ми сьогодні не говоритимемо про астрономічні характеристики. Поговоримо, як провести радіозв'язок через Місяць. Місячний зв'язок або EME QSO на радіоаматорському жаргоні.

Перші місячні зв'язки було проведено вченими у 40 роках минулого століття, а радіоаматори почали проводити зв'язки у 60 роках. Для зв'язку використовується в основному УКХ радіоаматорські діапазони, і найпопулярніший діапазон 144 мегагерц для багатьох стає відправною точкою.

Наразі вже 21 століття, і технічні можливості дозволяють проводити місячні зв'язки на досить скромній апаратурі. Ось і RA9DA вирішив провести такі експерименти, переконатися, але й заодно помацати відчути різницю, в антенах та іншій приймальній та передавальної апаратурі зв'язку.

Усього 50 ват на виході трансівера Icom. Дві антени по 9 елементів горизонтальної поляризації. Слухати та приймати сигнали, я й раніше приймав, а тут вирішив і на передачу попрацювати. Вибрав одну із потужних радіостанцій UA3PTW і давай кликати на його загальний виклик.

Не сказав, що вид модуляції цифрової JT-65b за допомогою програми WSJT, яку можна завантажити на сайті автора K1JT.
Лиха біда почала, повідомив на російському УКХ порталі, що почав пробувати провести перший місячний зв'язок, та ще з таким слабким сетапом. Мене ніхто не обсміяв, а допомогли порадою з ким можна куштувати. А з Дмитром UA3PTW обговорили і зрозуміли, що не вистачило всього 2-3 децибели. А того дня деградація була великою, що наступного разу, коли деградація буде меншою або найменшою, то зв'язок буде можливим.

Сиджу, кручу антени азимутом і також по кутку місця або елевація. У програмі є ці дані – куди антену направляти і чекаю KB8RQ одну з найпотужніших радіостанцій північної Америки.
Бачу, кличу і тихо, спокійно, ніби зовсім і не перше місячне qso, проходить радіозв'язок через Місяць. Відбулася моя перша eme – зв'язок. Відкрив собі новий вид зв'язку – зв'язок через Місяць.
Розуміючи, що тут зовсім не моя заслуга, а з того боку, де для прийому використовується велика антенна система з 24 антен.

Мої перші зв'язки

Через кілька днів, коли деградація була мінімальна, провів місячний зв'язок з UA3PTW. Результат, та нехай невеликий, але результат і шлях для подальшого розвитку, поліпшення антеної системи та розуміння, що ж 50 ватів мало і можна приступати, до будівництва потужного підсилювача потужності.

Наступним кореспондентом через Місяць став італієць I2FAK. Він має 16 антен на цей діапазон, і він легко мене прийняв, і ми провели чергове третє для мене eme-qso.