위성 추적용 안테나 로테이터: 방위각·고도 로테이터 입문

로테이터가 하는 일

로테이터는 안테나 방향을 돌리는 모터 장치입니다. 위성에는 축이 두 개 필요합니다. 방위각(나침반 방향, 북 0°, 동 90°)과 고도(지평선 위 각도, 0°~90°)입니다. 둘을 합쳐 az-el 로테이터라고 부릅니다.

컴퓨터 프로그램이 위성 궤도(TLE)와 내 위치로 매초 위성 위치를 계산해 각도를 로테이터 제어기로 보냅니다. 안테나가 혼자 통과를 따라가니 두 손은 무전기에 쓸 수 있고, 방향성 야기가 처음부터 끝까지 위성을 놓치지 않습니다.

꼭 필요할까?

처음에는 아닙니다. 손 야기나 QFH로 초보자 목표는 대부분 됩니다. 로테이터가 값을 하는 때는 사람 없이 통과를 녹음하고 싶을 때, 손에 들기 무거운 더 크고 이득 높은 안테나를 쓰고 싶을 때, 두 손이 모두 무전기에 필요한 선형 위성을 할 때입니다.

선택지는 스테핑 모터와 3D 프린팅 부품으로 만드는 수제품(오픈소스 SatNOGS 로테이터 등)부터, Yaesu G-5500 계열이나 SPID 같은 상용 az-el 로테이터, 요즘 SDR 수신국용으로 나오는 작은 네트워크 제어형까지 있습니다.

컴퓨터가 로테이터와 대화하는 방법

대부분의 로테이터는 USB 시리얼 포트나 네트워크로 몇 가지 간단한 명령 방식 중 하나를 씁니다.

• Yaesu GS-232: "W180 045"(방위각 180°, 고도 45°) 같은 일반 텍스트. Yaesu 컴퓨터 인터페이스와 많은 호환 제어기가 씁니다.
• EasyComm: "AZ180.0 EL45.0" 같은 텍스트. 수제 로테이터와 SatNOGS 로테이터에서 많이 씁니다.
• SPID Rot2Prog: 짧은 바이너리 패킷. SPID 로테이터가 씁니다.
• Hamlib rotctl: 네트워크 방식(보통 4533번 포트). Hamlib의 rotctld가 거의 모든 로테이터의 고유 명령으로 바꿔 주고, 일부 네트워크 로테이터는 이 방식을 직접 씁니다.

머리 위 통과 문제 (키홀)

머리 바로 위 가까이 지나는 통과에서는, 위성이 꼭대기를 넘는 몇 초 사이에 방위각이 거의 180° 휙 바뀝니다. 보통 로테이터는 그렇게 빨리 못 돌아서, 가장 좋은 순간에 안테나가 뒤처지고 신호를 놓칩니다.

흔한 해결책이 두 가지 있습니다. 고도가 0~180°까지 되는 로테이터는 뒤집기(flip)를 씁니다. 빙 돌아가는 대신 안테나를 꼭대기 너머로 넘겨, 방위각을 거의 바꾸지 않고 반대편으로 내려가는 위성을 따라갑니다. 그리고 북쪽을 가로지르는 통과에서는, 방위각이 450°까지 도는 로테이터(G-5500 등)가 통과 중에 먼 길로 되감지 않고 360°를 넘어 계속 돌 수 있습니다. 좋은 추적 프로그램은 통과 전체를 미리 계획해서 두 문제를 모두 피하는 경로를 고릅니다.

보정: 가리킨다고 한 곳을 실제로 가리키게

• 자북이 아니라 진북. 나침반은 사는 곳에 따라 몇 도 이상 틀릴 수 있습니다(한국은 약 8~9°). 지도, 태양이 남중하는 시각의 태양 방향, 먼 지형지물로 0° 표시를 진북에 맞추세요.
• 마스트 수평 맞추기. 마스트가 기울면 모든 각도가 틀어집니다. 장착판에 수평계를 대 보세요.
• 고도 0점 확인. 0°에서 안테나가 땅과 평행하고, 90°에서 똑바로 위를 향해야 합니다.
• 정확한 시계와 최신 궤도 데이터. 컴퓨터 시계가 몇 초 틀리거나 TLE가 일주일 묵으면 예측 위치가 생각보다 많이 움직입니다. 시계를 동기화하고 궤도는 매일 갱신하세요.
• 태양으로 시험. 로테이터로 태양을 가리키게 한 뒤 안테나 그림자(또는 작은 조준기)가 맞는지 보세요. 어긋나면 제어기에서 보정값을 조정하세요.

실전 팁

• 로테이터 부분의 모든 케이블에 여유 고리를 남겨, 끝까지 돌아도 당기지 않게 하세요.
• 데드밴드를 2° 정도로 두세요. 위성이 그만큼 움직였을 때만 로테이터가 움직입니다. 마모를 줄이면서도 야기 빔 안에 위성을 둘 수 있습니다.
• 다음 통과가 시작되기 1~2분 전에 떠오르는 방향으로 안테나를 미리 돌려 두세요.
• 바람 조심. 가벼운 로테이터에 큰 안테나를 달면 폭풍에 기어가 나갈 수 있습니다.
• 이 사이트의 레이더는 브라우저에서 바로 로테이터를 움직일 수 있고(USB는 Web Serial, 네트워크는 rotctl), 뒤집기와 북쪽 통과도 알아서 계획합니다.