Analogový příjem meteorologických snímků

Analogový příjem meteorologických snímků Ing. Martin Sloboda - Ústav radioelektroniky FEKT VUT V článku je zjednodušeně popsán analogový příjem snímků vysílaných meteorologickými satelity a zařízení umožňující přijímat analogový signál z těchto satelitů. 1. Úvod 2. Meteorologické systémy Družice NOAA Družice METEOSAT Přenos meteorologických snímků Přenosový systém WEFAX Přenosový systém APT 3. Zařízení pro příjem meteorologických snímků Navrhované zařízení Přijímací část Řídící část Literatura 1. Úvod V dnešní době se na oběžných drahách nachází nepřeberné množství satelitů, vybavených přístroji pro fotografování povrchu Země, pro výzkum atmosféry nebo pro monitorování rádiových kmitočtů. Dalšími jsou satelity určené pro klimatologii, dálkové měření nebo geologii. V tomto článku se zaměříme na meteorologické družice, které obíhají Zemi již od počátku šedesátých let, kdy první z nich byly na oběžnou dráhu vypuštěny tehdejším SSSR a USA. Některé z nich vytvářejí snímky zemského povrchu pod místem průletu a vysílají je okamžitě na daném kmitočtu. Ostatní senzory detekují například radiaci nebo množství ozónu a tato data pak uschovávají pro vysílání pro danou pozemskou stanici. Některé satelity, včetně meteorologických, také uschovávají data ze senzoru, aby je později na pokyn řídící pozemské stanice vyslaly. Takto se skládají snímky neobydlených míst na Zemi, například v okolí pólů. Většina dat ze snímačů, obsažených na palubě družice, je originální a tudíž mezi sebou nekompatibilní. Frekvence a způsob přenosu používané pro předávání dat jsou často taková, že amatérská zařízení neumožňují jejich příjem. Navíc jsou data z jednotlivých senzorů multiplexovaná a kódovaná. U meteorologických satelitů označovaných též jako WXSAT (Weather Satellites) je tomu jinak. 2. Meteorologické systémy Satelity WXSAT se dělí na satelity s polární dráhou letu, označované také jako LEO (Low Earth Orbit), a satelity geostacionární. Do první skupiny patří satelity označované NOAA 1-1

(USA) a METEOR (SSSR). Později přibyly geostacionární GEOS (USA) a METEOSAT (Evropa). Meteosatelity s polární dráhou letu mají charakteristickou orbitu s velkou inklinací -82 až 100. Satelity při každém obletu míjejí severní nebo jižní pól a odtud také název polární. Střední letová výška těchto družic se pohybuje od 800km do 1 500 km. Geostacionární družice se pohybují po kruhových drahách umístěných nad rovníkem ve výšce kolem 36 000km s dobou oběhu přibližně 24 hodin. Z hlediska pozemského pozorovatele je stále na stejném místě. Jejich zorný úhel je podstatně větší než u družic polárních, ale rozlišovací schopnost je naopak horší. Vysílání snímku ze satelitů LEO neobsahuje pro uživatele v našich zeměpisných šírkách žádný začátek ani konec na rozdíl od satelitu geostacionárních. Družice NOAA Obr.1 Družice NOAA Název těchto družic je zkratkou pro National Oceanographic and Atmospheric Administration, americké vládní agentury, která tyto družice provozuje. Občas se pro tyto družice též používá označení družice série TIROS-N (TIROS-N byl název první družice této generace) a jsou synchronní se Sluncem. Díky tomu přelétají určitou zeměpisnou šířku vždy ve stejném místním čase. Inklinace (sklon vůči rovině zemského rovníku) satelitu NOAA je 98 až 99, doba obletu přibližne 100 minut a výška 810km až 870 km. Hlavním přístrojem družic NOAA je skenující radiometr, označovaný AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Současná verze tohoto přístroje je označována jako AVHRR/3, přicemž se jedná o šestikanálový přístroj, jeho jednotlivé kanály pokrývají spektrální rozsahy, které jsou uvedeny v následující tabulce. kanál 1 kanál 2 Tab.1 Kanály radiometru satelitu NOAA 0,58-0,68 µm červená oblast spektra 0,725-1,0 µm blízké infračervené záření kanál 3A 1,58-1,64 µm infračervené záření kanál 3B 3,55-3,93 µm infračervené, resp.tepelné záření kanál 4 kanál 5 10,3-11,3 µm tepelné záření 11,5-12,5 µm tepelné záření První tři kanály pracují výlučně v odraženém slunečním záření, poslední dva jsou čistě tepelné a pouze kanál 3B je smíšeným (v denních hodinách, v noci je rovnež čistě tepelným). Všech šest kanálů předává naměřené údaje v desetibitovém tvaru (tj. v každém kanálu AVHRR je možné rozlišit 1 024 úrovní signálu). Geometrické rozlišení je v nadiru 1,1 1,1 km, pro okraj snímaného pásu území cca 2,5 5 km. Družice snímá nepretržitě pás území široký přibližně 3 000 km (1 500 km na obě strany od nadiru), data jsou v plném rozlišení vysílána uživatelům v reálném čase. Kromě toho družice zaznamenává veškerá naměřená data 1-2

s uměle sníženým rozlišením 4 4 km a vybraná území v plném rozlišení na palubní záznamová média a na výzvu řídícího střediska je předá k trvalé archivaci (pro různé klimatické studie). Z toho vyplývá, že data AVHRR v reálném čase a plném rozlišení je možné získat pouze z těch oblastí, které jsou snímány tehdy, když je družice v přímé dohlednosti přijímací stanice. Data jsou snímána a vysílána rychlostí 6 obrazových řádek za sekundu, každý řádek obsahuje 2 048 obrazových bodů (tzv.pixelů), v každém pixelu jsou data reprezentována pro každý z pěti přenášených kanálů 10 bitovou hodnotou. Každý řádek znamená jednu otáčku rotujícího zrcadla,umístěného před dalekohledem radiometru pod úhlem 45 vůči ose radiometru. Data jsou přenášena v pásmu 1,7 GHz. Tento popsaný typ digitálního přenosu dat AVHRR se označuje jako HRPT (High Resolution Picture Transmission), stejně se označují přijímací stanice pro tento typ dat. Kromě digitálního přenosu HRPT existuje též výrazně jednodušší, leč kvalitou výrazně horší přenos analogový, nazývaný APT (Automatic Picture Transmission). U tohoto typu přenosu jsou vysílány pouze dva kanály obsahující snímek ve viditelné části spektra (VIS) a snímek v infračervené části (IR). Zatímco pro příjem digitálních dat (HRPT) je zapotřebí naváděná parabolická, pro APT postačuje dostatečně citlivá všesměrová anténa (v pásmu 137 MHz). Nejpoužívanejší antény pro pásmo 137 MHz jsou Yagi a dipóly sfázované pro pravotočivou kruhovou polarizaci doplněné předzesilovačem. Příjem a využívání analogových dat z družic NOAA není nijak omezován. družice NOAA 9 Družice METEOSAT Tab.2 Kmitočty satelitů NOAA kmitočet nosné poznámka 137,62 MHz NOAA 10 137,5 MHz NOAA 11 137,62 MHz NOAA 12 137,5 MHz NOAA 13 137,62 MHz NOAA 14 137,62 MHz NOAA 15 137,5 MHz NOAA 16 137,62 MHz NOAA 17 137,62 MHz NOAA 18 137,9125 MHz není aktivován je neaktivní není aktivován pro APT není aktivován pro APT Obr.2 Družice METEOSAT Západoevropské mezivládní sdružení EUMETSAT sídlící v Darmstadtu (SRN) provozuje několik satelitů METEOSAT, z nichž pro nás byl zajímavý METEOSAT 7. Družice je 1-3

umístěna v rovině zemského rovníku ve výšce kolem 35 800 km. Doba obletu je 24 hodin, takže z hlediska pozorovatele na Zemi se tak zdá, jako by družice stanula nad Zemí ve stále stejném bodě. Tato vlastnost umožňuje družici snímat stále stejnou část povrchu Země za stejných geometrických podmínek. Družice METEOSAT 7 byla umístěna nad Guinejským zálivem, odkud byla schopna zobrazit celou Evropu a Afriku, západní Asii, část Jižní Ameriky a většinu Atlantského oceánu. Od června 2006 byla ale přesunuta na jinou, pro nás nezajímavou, pozici a nahrazena družicí nové generace MSG (Meteosat Sekond Generation), vysílající v digitální podobě. Družice METEOSAT má hmotnost přibližně 320 kg, včetně 40 kg paliva při startu. Má tvar válce o průměru přibližně 2 metry a výšce 3 metry. Její orientace v prostoru je zajištěna rotací o rychlosti 100 otáček za minutu. Hlavním zařízením na palubě je tříkanálový skenující radiometr. Ten zobrazuje Zemi ve třech spektrálních kanálech, uvedených v tab.3 Tab.3 Kanály radiometru satelitu METEOSAT VIS viditelné pásmo 0,4 až 1,0 um IR tepelné pásmo 10,5 až 12,5 um WV pásmo absorbce vodní parou 5,7 až 7,1 um Rozlišení radiometru v nadiru (poddružicovém bodě) je 5 km pro kanály IR a WV, resp. 2,5 km pro kanál VIS. Družice snímá celý zemský disk každých 30 minut (začátky snímání jsou vždy ve 30. a 60. minutě, snímání trvá 25 minut, dalších 5 minut má družice na návrat do výchozí pozice). Všechna obrazová data jsou nejprve předána k předzpracování do centra v Darmstadtu, odkud jsou opět přes METEOSAT vysílána podle pevného rozvrhu koncovým uživatelům. Pro distribuci se používá jednak digitální přenos označovaný HRI (High Resolution Imagery) pro přijímací stanice kategorie PDUS (Primary Data User's Station), jednak analogový přenos WEFAX (Weather Facsimile) pro přijímací stanice kategorie SDUS (Secondary Data User's Station). Oba typy přenosu probíhají v pásmu 1,7 GHz. Příjem dat WEFAX stanicemi SDUS není nijak omezován a je bezplatný na rozdíl od dat vysílaných režimem HRI, která jsou kódována a zájemce o jejich příjem musí být registrován u organizace EUMETSAT, která mu po zaplacení příslušných poplatků poskytne dekódovací jednotku k systému PDUS. Přenos meteorologických snímků Rádiové signály z polárních a geostacionárních satelitů jsou vysílány z obežné dráhy na Zemi s použitím kmitočtové modulace. Signály ze satelitu jsou přijímány ve formě černobílé obrazové informace standardním audiokanálem. Tento starý, ale stále užitečný systém je používán dodnes hlavně pro svoji jednoduchost a spolehlivost. Satelity NOAA vysílají systémem APT a satelity METEOSAT vysílají data ve formátu WEFAX, který je na systému APT založen, proto je možné dekódovat obě zobrazení stejným vybavením. Jediný významný rozdíl je v tom, že příjem z polárního satelitu nemá žádný začátek ani konec, předávání signálu na Zemi je nepřetržité. Každý jednotlivý řádek si nese informaci o svém začátku a konci a programové vybavení pak skládá do paměti počítače obraz z jednotlivých řádků. Přenosový systém WEFAX WEFAX (Weather Facsimile) je velmi starý systém pro přenos černobílých analogových snímků standardním audiokanálem. Používá nosnou vlnu o kmitočtu 2 400 Hz, která je 1-4

amplitudově modulována video (jasovým) signálem. Minimum modulace odpovídá černé barvě a je 5%, bílá barva je pak určena maximální hodnotou modulace, která tvoří 87%. Takto vytvořený AM signál je následně frekvenčne modulován na hlavní nosnou, která je pro satelity NOAA v pásmu 137 MHz a pro družice METEOSAT v pásmu 1,7 GHz. Na obr.3 je znázorněn formát systému WEFAX, který je používán družicemi METEOSAT. Snímek začíná startovacím signálem, kdy je po dobu 3 sekund vysílán tón o frekvenci 300 Hz. Následuje vysílání fázovacího signálu pro synchronizaci kraje snímku (5s) a digitální hlavičky. Poté je vysílán vlastní snímek, ve kterém je na začátku každého řádku vysláno 40 synchronizačních bodů. Po synchronizaci následuje 800 bodů nesoucích jasovou informaci. Synchronizační signál a informace jsou umístěny na jednom řádku, jehož přenos trvá 250 ms. Snímek je vyobrazen na 800 řádcích, takže přenos celého snímku proběhně za 200 s. Snímek je ukončen STOP signálem, kde je po dobu 5 s vysílán tón o kmitočtu 450 Hz. Přenosový systém APT Obr.3 Formát systému WEFAX Systém automatického přenosu obrázku APT (Automatic Picture Transmision) obsahuje redukovaný proud dat z AVHRR/3. Z AVHRR jsou vybrány dva kanály, které jsou posílány k pozemní stanici. Jeden kanál je užíván pro snímky ve viditelné části spektra (VIS) během denního světla, druhý kanál je využíván nepřetržitě pro snímky v IR spektru. IR kanál využívá během noci i kanál určený pro viditelnou část spektra. Analogový signál APT je přenášen neustále a nezkreslený v reálném čase na pozemní stanice, které jsou v dosahu. Data z radiometru AVHRR jsou modulována na subnosnou 2 400 Hz. Maximum modulace subnosné je definováno jako amplituda označená číslem 8 na stupnici šedi, což odpovídá (87 ± 5)% (nesmí překročit 92 %) modulace a odpovídá bílé barvě na snímku. Takto vzniklý AM signál se dále namoduluje na hlavní nosnou v pásmu 137 až 138MHz (pásmo FM). U družic NOAA jsou dva ze šesti spektrálních kanálů radiometru AVHRR multiplexovány tak, že kanál A se získá z jednoho spektrálního kanálu prvního snímaného řádku radiometru a kanál B z dalšího spektrálního kanálu druhého snímaného řádku radiometru. Třetí snímaný řádek je z APT vynechán a celý proces se opakuje. Může to být chápáno tak, že algoritmus převodu dat je navržen tak, že data z každého tretího řádku ze dvou vybraných kanálů s 1-5

originálním rozlišením výstupu AVHRR je formován pro každý APT kanál. Algoritmus se tedy velmi blíží geometrickému rozlišení 4 km podél snímaného řádku a dále se užívá při redukcích rozlišení v jednotlivých pěti zónách na každou stranu snímaného řádku od nadiru. Dva užívané kanály AVHRR jsou identifikovány v denní TBUS zprávě a jsou poté klasifikovány podle času a polohy na orbitu. Identifikace kanálu je obsažena ve snímku. Formát snímku APT je na obr.4 a je zde možno vidět oba kanály A i B rozdělené na 16 dílů, které slouží ke kalibraci snímku. Každý díl je složen z osmi za sebou následujících obrazových řádků. Poznamenejme tedy, že díly 1 až 14 jsou identické na snímcích z obou kanálů. Jen díly 15 (zpětná hodnota skenování, když některý IR radiometr hledá zdroj záření) a 16 (identifikace kanálu) jsou odlišné na kanálu A a B. Díl identifikující kanál je odlišný u různých sérií družic NOAA KLM a NOAA-N. Je zde šest možných kanálů 1, 2, 3A, 3B, 4, nebo 5. Index modulace dílu 16 je rovný jednomu z prvních šesti dílů stupnice šedi. Díl 3 koresponduje s kanálem 3A, zatímco díl 6 koresponduje s kanálem 3B. Všechna ostatní čísla kanálu jsou stejná jako čísla dílu stupnice šedi. Obr.4 Formát systému APT 3. Zařízení pro příjem meteorologických snímků Pro příjem signálu z meteorologických satelitů existuje mnoho druhů zařízení a jedním z nich muže být sestava vyobrazená na obr.5. Uvedená sestava je složena z antény (pro příjem METEOSATu z antény s konvertorem), přípravku obsahujícího přijímací (PŘIJÍMAČ) a ovládací (INTERFACE) část s připojením přes rozhraní USB (Universal Serial Bus) k počítači s vhodným softwarem. 1-6

Obr.5 Sestava pro získání meteorologických snímků Pro příjem všech satelitů je nejvhodnejší přijímač pracující na kmitočtech 137MHz až 141MHz s krokem 5 khz nebo 10 khz a s odpovídající šířkou mezifrekvenčních filtrů. Ideální je, aby byl přijímač schopen potlačit Dopplerův jev pomocí obvodu AFC (Automatic Frequency Control). V případě, že přijímač toto automatické dolaďování frekvence neobsahuje, musí mít jeho mezifrekvenční filtry dostatečně široké propustné pásmo. Jelikož se podle výpočtů vliv Dopplerova jevu na kvalitě výsledného snímku neprojeví, není proto obvod AFC v zařízení instalován. Navrhované zařízení Propojení jednotlivých částí navrženého zařízení je zobrazeno na zjednodušeném blokovém schématu na obr.6. Obr.6 Zjednodušené blokové schéma přípravku Hlavním prvkem přijímací části zařízení je integrovaný obvod MC3362P firmy Motorola, do kterého je vstupní signál přiveden přes přepínač, zesilovač a pásmovou propust. Z integrovaného obvodu je signál veden filtrem, zesílen a přiveden na vstup zvukové karty počítače pro další zpracování. Řídícím prvkem celého přístroje je mikrokontrolér ATmega16 firmy Atmel. Ten zajišťuje nastavení dělícího poměru syntezátoru, zobrazování údajů na displeji a komunikaci s počítačem přes modul UMP2. 1-7

Celé zařízení je napájeno externím síťovým transformátorem poskytující střídavé napětí o velikosti 15V, které je stabilizováno na potřebných 5V, 6V a 12V. Přijímací část zařízení Signál z antén vstupuje do zařízení dvěma BNC konektory, mezi kterými je dle potřeby mikroprocesorem přepínáno. Přepínač je tvořen jazýčkovým 5V relé spínaným bipolárním NPN tranzistorem BC337. Přepnutí mezi vstupy je zajištěno přivedením logické jedničky nebo nuly na bázi tranzistoru. Proti šíření napěťových špiček, které vznikají při spínání zátěže s indukčním charakterem je ke vstupním svorkám relé připojena dioda v závěrném dměru. Za přepínačem vstupuje do cesty signálu přes vysokofrekvenční výhybku napájení antény. Vstupní signál je dále přiváděn přes oddělující kondenzátor na rezonanční obvod a dále na nízkošumový dvoubázový tranzistor BF981, zajišt'ující dostatečné zesílení přijatého signálu. Signál za zesilovačem je filtrován pásmovou propustí s šířkou pásma propustnosti 2 MHz. U rezonančních obvodů byly zvoleny kapacity kondenzátorů a následně dopočítány indukčnosti cívek podle Thomsonova vztahu a experimentálně doladěny pro optimální vlastnosti rezonančních obvodů. Přes oddělující kondenzátor je pak signál přiveden na vstup integrovaného obvodu MC3362P, který po připojení dalších součástek pracuje jako superheterodyn s dvojím směšováním. Zjednodušenou funkci obvodu a hlavně směšování signálů a vznik mezifrekvenčních složek (f mf ) lze vidět na obr.7. Směšovací kmitočty oscilátorů (f osc ) byly voleny dle konstrukčních možností tak, aby byla splněna rovnice: Kde f mf je kmitočet mezifrekvenční složky vzniklé smíšením vstupního kmitočtu f in a oscilačního kmitočtu f osc. Mezifrekvenční složka vzniklá prvním směšováním vstupuje do druhého směšovače jako vstupní směšovací kmitočet. Obr.7 Zpracování signálu v MC3362P Signál přivedený na vstup prvního směšovače je směšován se signálem z napětím řízeného oscilátoru, kmitajícího na základním kmitočtu 147,7 MHz. Napětím řízený oscilátor je použit z důvodu možnosti přelaďování v potřebném rozsahu. Řízení frekvence oscilátoru je prováděno přivedením různého napětí na napacitní diodu, tzv. varikap, obsažený v integrovaném obvodu. Varikap mění svou kapacitu v závislosti na přivedeném napětí. Pro nulové napětí má kapacitu 25 pf a se zvyšujícím se napětím se kapacita snižuje až se ustálí na hodnotě 10 pf při napájecím napětí o velikosti 6V. Vzniklá rozdílová složka prvního mezifrekvenčního kmitočtu 10,7 MHz je zesílena ve vnitřním zesilovači a přivedena na první keramický filtr. Po vyfiltrování je přivedena na vstup 1-8

druhého směšovače, kde se směšuje se signálem o kmitočtu 1,245 MHz, jehož zdrojem je krystal. Vzniklá rozdílová složka o kmitočtu 455 khz se filtruje v druhém keramickém filtru a zesílená se přivádí do kvadraturního demodulátoru. Ten je tvořen rezonančním obvodem s paralelně připojeným rezistorem, zajišťujícím lineární průběh charakteristiky na větší šířce pásma. Šířka pásma je 40 khz, což je potřebná šířka pásma pro příjem signálu z družic NOAA. Pro příjem snímků z družice METEOSAT stačí šířka pásma 20 khz. Na výstupu tohoto integrovaného obvodu MC3362P vystupuje demodulovaný nízkofrekvenční signál o kmitočtu 2400 Hz. Pro potlačení nežádoucích produktů je před zesilovačem vložena pásmová propust. Zesílený signál je přiveden na vstup zvukové karty počítače pro další zpracování. Z integrovaného obvodu MC3362P je vyvedena úroveň přijímaného signálu na analogový vstup mikrokontroléru, kde je vyhodnocena a zobrazena na displeji. Přijímač je vybaven fázovým závěsem (PLL, Phase Locked Loop). Je to zpětnovazební obvod, který udržuje konstantní fázový rozdíl mezi referenčním signálem a výstupním signálem napětím řízeného oscilátoru. Na obr.8 je základní blokové schéma fázového závěsu. Kmitočtově fázový detektor porovnává fázi výstupního kmitočtu VCO f osc s fází referenčního signálu f ref. Výstupní impulzní signál fázového detektoru je generován v závislosti na fázovém rozdílu f osc a f ref. Tyto impulzy jsou vyhlazeny filtrem smyčky a výsledné stejnosměrné napětí je použito jako řídící napětí pro VCO. Výstupní signál VCO je přiváděn zpět na vstup kmitočtově fázového detektoru a porovnáním s referenčním signálem řídí VCO tak, aby fázový rozdíl byl co nejmenší. Tedy oba kmitočty i obě fáze jsou stejné, f osc = f ref a θ osc = θ osc. Obr.8 Obecné schéma fázového závěsu V tomto zapojení stabilitu naladěného kmitočtu zajišťuje obvod kmitočtové syntézy MB1502 firmy Fujitsu. Jedná se o jednočipový frekvenční syntezátor se smyčkou PLL vyrobený technologií BI-CMOS. Funkce tohoto syntezátoru lze lépe vidět z obr.9, přičemž filtr smyčky je externí (není obsažen na čipu). 1-9

Obr.9 Zjednodušené blokové schéma MB1502 Integrovaný obvod MB1502 je řízen mikroprocesorem pomocí soustavy tří vodičů. Syntezátor obsahuje dva posuvné registry. První je šestnáctibitový a ukládají se do něj data nastavující dělič kmitočtu referenčního oscilátoru (R) a pevný dělič vstupního kmitočtu (P). Druhý posuvný registr je devatenáctibitový a ukládají se do něj data nastavující čítač (A) a programovatelný dělič vstupního kmitočtu (N). Kmitočtový syntezátor je možné naprogramovat během jednoho přenosu posláním dvou programovacích sekvencí. Požadovaná frekvence je vypočítávána podle vztahu: Filtr smyčky tvoří pasivní dolní propust třetího řádu, která potlačuje vysokofrekvenční složky signálu fázového detektoru. Výstupní napětí filtru smyčky je zároveň řídícím napětím VCO. Parametry filtru smyčky rozhodují o dynamických vlastnostech fázového závěsu. Vlastnosti filtru popisuje jeho přenosová funkce F(s), kde s je komplexní kmitočet. kde τ 1 a τ 2 jsou časové konstanty. Konstruovaný filtr smyčky je doporučený firmou Fujitsu pro použití s integrovaným obvodem MB1502 a jeho schéma i výpočty jsou uvedeny v jeho katalogovém listu. Řídící část zařízení Hlavním řídícím prvkem zařízení je osmibitový mikrokontrolér ATmega16 firmy Atmel, postavený na Harwardské architektuře. Používá instrukční sadu typu RISC. Na desce plošných spojů je vyveden konektor umožňující sériové naprogramování a proto je možno obsažený ovládací program snadno modifikovat. K programování mikroprocesoru byl užit software firmy Atmel AVR Studio, který podporuje programování mikrokontroléru přímo v aplikaci. Mikrokontrolér disponuje čtyřmi úplnými osmibitovými vstupně/výstupními porty. Všechny porty mohou pracovat jako obousměrné s možností připojit zabudované zvyšující odpory. Mikrokontrolér je vybaven zabudovaným desetibitovým A/D převodníkem, který je využit 1-10

pro snímání úrovně signálu přivedené z integrovaného obvodu MC3362P. Architektura mikrokontrolérů AVR vychází z koncepce rychle přístupného registrového pole, které obsahuje 32 obecně použitelných registrů délky osmi bitů. Přístup do registrového pole je proveden v jediném strojovém cyklu (v jednom strojovém cyklu lze vykonat jednu aritmeticko-logickou operaci). K mikroprocesoru je přes čtyři datové linky připojen dvouřádkový displej typu GDM1602A firmy Xiamen Ocular, kde jsou zobrazovány veškeré informace, jako je přijímaný kmitočet a název družice na prvním řádku a úroveň signálu formou stupnice na druhém řádku. K poslednímu portu mikrokontroléru je připojen modul UMP2, umožňující komunikaci s počítačem. Modul UMP2 je založený na obvodu FT245BM firmy FTDI a umožňuje snadné připojení pomocí sběrnice USB. Samozřejmostí je instalace ovladačů a obslužného programu do počítače. Pro zamezení rušení je přijímací část zařízení vložena do krabičky vyrobené z pocínovaného plechu a celé zařízení je pak posazeno v plastové krabičce s výměnnými čely. Zařízení se ovládá pomocí tlačítka umístěného na předním čele vedle displeje nebo pomocí počítače s ovládacím programem. V současné době se postupně přechází na družice nové generace, které pro přenos meteorologických snímků užívají digitální signál, který má lepší přenosové vlastnosti. Pro příjem je nutné použít jiné přijímací zařízení a příslušnou dešifrovací jednotku. Příjem takového signálu je tedy na rozdíl od analogového signálu zpoplatněn. Literatura [1] Gola, M. Přijímač FM 134-141MHz pro zpracování signálu z meteorologických satelitů. A Radio-Praktická elektronika 10/2002, ročník 7, str. 7-12, 11/2002, ročník 7, str. 26-29, 12/2002, ročník 7, str. 27-30. [2] Václavík, R. Základní informace o systému WXSAT. A Radio-Praktická elektronika 2/1997, ročník 2, str. 28-30. [3] Václavík, R. Přijímač a interfejs pro příjem meteosatelitu. A Radio-Praktická elektronika 3/1997, rocník 2, str. 9-13, 4/1997, ročník 2 str. 27-29. [4] Václavík, R. Příjem stacionárních meteosatelitů. A Radio-Praktická elektronika 5/1997, ročník 2, str. 22-24. [5] Václavík, R. Jak je to s Meteosatem? A Radio-Praktická elektronika 9/2003, ročník 8, str. 18. [6] Informace o družici METEOSAT. [on-line] Internetové stránky CHMÚ. Poslední aktualizace 9.2.2006 [citováno 17.1.2006]. Dostupné z URL: www.chmi.cz/meteometeo/sat/inf mtst.html [7] Internetové stránky EUMETSAT. [on-line] [citováno 3.2.2006]. Dostupné z URL: www.eumetsat.de [8] Informace o družicích NOAA. [on-line] Internetové stránky CHMÚ. Poslední aktualizace 9.2.2006 [citováno 18.1.2006]. Dostupné z URL: www.chmi.cz/meteo/sat/inf noaa.html [9] Informace o systému APT. [on-line] [citováno 28.1.2006]. Dostupné z URL: Internetové stránky NOAA. [10] Čermák, J. Systém pro příjem a zpracování snímků z meteorologických družic. Diplomová práce FEKT VUT v Brně. Brno, 2004. 1-11