V3.5 Erweiterte Station mit Polarisationsumschaltung
Niveau: K5 Analysieren bis K6 Entwickeln
Zeitbedarf: ca. 35 Minuten
Einstiegsfrage:
Deine Kreuzyagi ist fest auf rechtszirkular beschaltet. Was tust du, wenn ein Satellit trotz guter Ausrichtung schwach bleibt?
Die Idee
Die klassische Installation aus V3.4 kennt nur eine Polarisation. Die Station des Autors erweitert sie um einen Umschalter direkt an jeder Antenne.
Der Umschalter speist die beiden Ebenen der Kreuzyagi wahlweise einzeln oder mit 90° Phasenunterschied. So entstehen vier Stellungen: vertikal (V), horizontal (H), rechtszirkular (RC) und linkszirkular (LC).
Gesteuert wird er vom Shack aus über ein Bediengerät pro Band.
Die vier Stellungen
Stellungen des Polarisationsumschalters
| Stellung | Speisung der Kreuzyagi | Ergebnis | Wann sinnvoll |
|---|---|---|---|
| V | nur die vertikale Ebene | linear vertikal | Satellit mit linearer Antenne, deren Lage gerade passt; Vergleichsmessung |
| H | nur die horizontale Ebene | linear horizontal | Gegenstück zu V: schwindet V, kann H stärker sein |
| RC | beide Ebenen, eine um 90° verzögert | rechtszirkular (RHCP) | Satellit sendet rechtszirkular; Normalfall vieler Stationen |
| LC | beide Ebenen, die andere um 90° verzögert | linkszirkular (LHCP) | Satellit sendet linkszirkular, oder RC ist auffällig schwach |
Linear gegen zirkular kostet konstant 3 dB. Gleicher Drehsinn: kein Polarisationsverlust. Gegenläufiger Drehsinn oder gekreuzte lineare Ebenen: starke Dämpfung durch Kreuzpolarisation.
Mit dem Umschalter findest du heraus, wie ein Signal gerade ankommt. Du schaltest durch und behältst die Stellung mit dem stärksten Signal.
Gekreuzte lineare Ebenen oder gegenläufiger Drehsinn heissen Kreuzpolarisation. Dort ist die Dämpfung am grössten.
Auf 2 m kann die Ionosphäre zudem die Ebene einer linear polarisierten Welle drehen. Auch dann lohnt sich ein Vergleich der Stellungen.
Wo sitzt der Umschalter?
In der Station des Autors sitzt der Umschalter zwischen Antenne und LNA. So genügt ein LNA pro Band.
Der Preis dafür: Die Verluste des Umschalters liegen vor dem LNA und erhöhen das Systemrauschen direkt (siehe V3.2). Der Vorteil: Mit dieser Konfiguration kann schnell auf Phasenänderungen reagiert werden, was bei einer fix konfigurierten Antenne - oder Linear polarisierten Antenne - ein paar dB Vorteil hat und entscheidet zwischen höhren oder nicht.
Die Alternative ist ein LNA pro Ebene vor dem Umschalter. Dann müssen beide LNA phasengleich arbeiten. Das verlangt eine Messung.
Weitere Geräte
Pro Band führt ein Relais die Strecke zum Satelliten-TRX oder über eine Weiche und ein weiteres Relais zu einem Zweitgerät oder einem SDR-Empfänger. So lassen sich etwa Telemetrie und Sprechfunk parallel aufnehmen.
Zum Vergleich: GB4FUN
Die britische Station GB4FUN arbeitete mit X-Quads für 2 m und 70 cm, Vorverstärkern an jeder Antenne und einem Parabolspiegel für 13 cm. Ein Downconverter setzt dort 2,4 GHz auf 145 MHz um.
Drei Heimstationen im Vergleich (Stand der Folien 2017)
| Merkmal | Klassisch (V3.4) | HB9WDF (Folie 24) | GB4FUN (Folie 25) |
|---|---|---|---|
| Antennen | Kreuzyagis 2 m und 70 cm | Kreuzyagis 2 m und 70 cm | X-Quads 2 m und 70 cm, Parabolspiegel mit 13-cm-Patch-Speisung |
| Polarisation | fest rechtszirkular (λ/4-Umweg) | umschaltbar V, H, RC, LC | aus der Skizze nicht ersichtlich |
| Vorverstärker | an der Antenne, per Sequencer | an der Antenne, per Sequencer | an jeder Antenne, mit eigenen Steuergeräten |
| Weitere Bänder | – | – | 13-cm-Downconverter (2,4 GHz auf 145 MHz) |
| Geräte | ein Satelliten-TRX | Satelliten-TRX, Zweitgerät, SDR | ein Satelliten-TRX, PC |
| Rotorsteuerung | Az/El-Rotor mit Interface | Az/El-Rotor mit Interface | Az/El-Rotor mit eigenem Satelliten-Steuergerät |
| Schutz | Sequencer | Sequencer | HF-Leistungsschutz im Sendeweg |
GB4FUN war eine mobile Station von RSGB und AMSAT-UK. [PRÜFEN: heutiger Status GB4FUN und Erreichbarkeit der Quelle oh1sa.net]
Kontrollfrage
Du hörst einen LEO-Satelliten mit deiner Kreuzyagi in Stellung RC. Das Signal ist über den ganzen Überflug auffallend schwach, aber stabil. Wie gehst du mit dem Umschalter vor, und was schliesst du aus dem Ergebnis?
Lösung anzeigen
- Schalte auf LC. Wird das Signal deutlich stärker, kommt es linkszirkular an. Entweder sendet der Satellit LHCP, oder deine RC-Stellung erzeugt in Wirklichkeit den anderen Drehsinn. Das prüfst du an einem zweiten, bekannten Satelliten.
- Schalte auf V und H. Schwankt das Signal dort stark, und ist eine Stellung zeitweise klar besser, sendet der Satellit linear polarisiert.
- Bleibt RC die beste Stellung, liegt die Ursache nicht bei der Polarisation. Prüfe dann Ausrichtung, LNA und Kabel.
Merksatz:
Ein Polarisationsumschalter an der Antenne macht V, H, RC und LC wählbar. Du findest damit die passende Polarisation, statt mit Kreuzpolarisation zu kämpfen.
Mini Selbsttest
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