AMSAT-HB ist Kollektivmitglied der USKA

H1.4 Was bedeutet das für meine Station?

Niveau: Anwenden (K4)

Zeitbedarf: ca. 25 Minuten

Einstiegsfrage:
Du hast ein Handfunkgerät und vielleicht eine Mobilstation im Auto. Reicht das für einen FM-Satelliten – und wo lohnt sich die nächste Investition?

Fünf Beispielstationen

Wir rechnen fünf typische Bodenstationen mit denselben Lernwerten wie in H1.2 und H1.3 durch. Für den Downlink nehmen wir drei Distanzen: 550 km (Zenit), 1000 km (etwa 30° Elevation) und 2000 km (etwa 7,5° Elevation).

Fünf Beispielstationen für einen FM-Satelliten (Lernwerte)

Station Uplink: Leistung, Kabel, Antenne Downlink: Antenne, Kabel, VV, Empfänger, T Himmel+Antenne EIRP Uplink-S/N bei 1000 km (dB) Downlink-S/N bei 550 / 1000 / 2000 km (dB) Einstufung (1000 km)
1 · Handfunkgerät mit Gummiantenne 5 W, kein Kabel, 0 dBi Gummiantenne 0 dBi, Empfänger NF 3 dB, 210 K 37,0 dBm (5 W) 28,0 13,7 / 8,5 / 2,5 hörbar
2 · Handfunkgerät mit Arrow (von Hand nachgeführt) 5 W, 0,2 dB, 6 dBi Arrow 70 cm 10 dBi, 0,3 dB Kabel, NF 3 dB, 100 K 42,8 dBm (19 W) 33,8 24,4 / 19,2 / 13,2 gut
3 · Mobilgerät mit Rundstrahler (Autodach) 25 W, 4 m RG-58 (0,82 dB), 2 dBi 2 dBi, 4 m RG-58 (1,62 dB), NF 5 dB, 210 K 45,2 dBm (33 W) 36,2 11,7 / 6,5 / 0,5 hörbar
4 · Heimstation: zirkularer Rundstrahler (z. B. Eggbeater, QFH) mit VV am Mast 25 W, 15 m LMR-400 (0,77 dB), 2 dBi 2 dBi, VV NF 0,7 dB / 20 dB, 15 m LMR-400 (1,33 dB), NF 5 dB, 210 K 45,2 dBm (33 W) 36,3 18,3 / 13,1 / 7,1 gut
5 · Heimstation: Kreuzyagi mit Rotor und VV am Mast 10 W, 20 m LMR-400 (1,02 dB), 10 dBi 13 dBi, VV NF 0,7 dB / 20 dB, 20 m LMR-400 (1,78 dB), NF 5 dB, 100 K 49,0 dBm (79 W) 40,0 31,5 / 26,3 / 20,3 sehr gut

Gemeinsame Lernwerte: LEO 550 km; 145,9 MHz hoch, 435,5 MHz runter; Satellit 0,5 W an 2,15 dBi; Transponder 500 K; Bandbreite 25 kHz; Polarisationsverlust 3 dB; 550 km ≈ Zenit, 1000 km ≈ 30°, 2000 km ≈ 7,5° Elevation. Kabeldämpfung aus der Kabelbibliothek des Simulators (RG-58 = Belden 8262 RG-58C/U, LMR-400 = Times LMR-400). Die Leistungen sind Beispielwerte, keine Aussage über zulässige Leistungen (siehe H7).

Wie wir einstufen

Für die Einstufung zählt das S/N im Downlink, denn dort liegt das Nadelöhr. Im Uplink erreichen alle fünf Stationen bei 1000 km mindestens 28 dB.

Einstufung nach dem Downlink-S/N (FM, Bandbreite 25 kHz)

Downlink-S/N Einstufung Was du ungefähr hörst
unter 3 dB nicht nutzbar Das Signal geht im Rauschen unter.
3 bis 10 dB hörbar Verrauscht, mit Aussetzern. Eine Verbindung gelingt am ehesten bei hohen Überflügen.
10 bis 20 dB gut Gut verständlich. Kurze Einbrüche durch Fading sind möglich.
über 20 dB sehr gut Klar. Auch bei flachen Überflügen bleibt Reserve.

Didaktisches Schema von AMSAT-HB für dieses Kapitel, keine Norm. Bei FM gibt es eine Schwelle: Darunter bricht die Verständlichkeit rasch ein. [PRÜFEN: Schwellenwerte mit Praxiserfahrung aus dem Satellitenbetrieb abgleichen.]

Was die Tabelle zeigt

Das Handfunkgerät mit Gummiantenne reicht zum Hören bei hohen Überflügen. Bei flachen Überflügen verschwindet der Satellit im Rauschen.

Die Arrow bringt rund 10 dB mehr. Damit wird aus «hörbar» ein «gut» – mit denselben 5 W.

Die Mobilstation sendet mit fünfmal mehr Leistung als das Handfunkgerät. Sie hört aber am schlechtesten von allen: Der Rundstrahler hat wenig Gewinn, das Kabel dämpft vor dem Empfänger, und es gibt keinen Vorverstärker.

Daraus folgt: Kleine Antennen mit viel Leistung sind kein Ersatz für eine gute Empfangsanlage. Bei FM setzt sich die stärkste Station im Satelliten durch. Wer laut sendet und schlecht hört, verdrängt andere – und merkt es nicht einmal.

Die Folie «Stationskonzepte» empfiehlt deshalb, die Station wenn immer möglich für Vollduplex einzurichten: Du hörst dein eigenes Signal im Downlink. Das minimiert selbst verursachtes QRM, erhöht die QSO-Rate und schont den Energiehaushalt des Satelliten.

Station 4 zeigt: Auch ein Rundstrahler wird mit Vorverstärker am Mast «gut». Die zirkulare Polarisation verhindert zudem tiefe Einbrüche durch Fading.

Entscheidungsbaum

Entscheidungsbaum: Reicht meine Station für einen FM-Satelliten? Frage 1: Ist das Downlink-S/N bei 1000 km mindestens 10 dB? Wenn nein: zuerst den Empfang verbessern – Richtantenne, Vorverstärker direkt an die Antenne, kurzes verlustarmes Kabel; mehr Sendeleistung hilft hier nicht. Danach neu rechnen. Wenn ja: Frage 2: Ist das Uplink-S/N bei 1000 km mindestens 10 dB? Wenn nein: EIRP erhöhen, zuerst mit Antennengewinn und weniger Kabelverlust, erst dann mit Leistung im Rahmen der Bewilligung. Wenn ja: Die Station reicht. Im Betrieb das eigene Signal im Downlink mithören und die Leistung so klein wie möglich halten. 1 · Downlink-S/N bei 1000 km mindestens 10 dB? nein Zuerst Empfang verbessern • Richtantenne (z. B. Arrow) • VV direkt an die Antenne • kurzes, verlustarmes Kabel • mehr Leistung hilft hier nicht → danach neu rechnen ja 2 · Uplink-S/N bei 1000 km mindestens 10 dB? nein EIRP erhöhen • zuerst Antennengewinn • weniger Kabelverlust • dann Leistung, im Rahmen der Bewilligung (H7) ja Die Station reicht. Im Betrieb das eigene Signal im Downlink mithören und die Leistung so klein wie möglich halten.

Grafik: Entscheidungsbaum für die Stationsbeurteilung. Die Grenze von 10 dB entspricht der Stufe «gut» im Schema dieser Lektion.

Kontrollfrage: Vergleiche Station 2 (Handfunkgerät mit Arrow, 5 W) und Station 3 (Mobilgerät mit Rundstrahler, 25 W). Welche Station kommt im Satelliten lauter an? Welche hört den Satelliten besser? Was folgt daraus für den Betrieb?

Lösung anzeigen

Station 3 kommt lauter an: Uplink-S/N 36,2 dB gegen 33,8 dB. Sie hört den Satelliten aber viel schlechter: 6,5 dB gegen 19,2 dB im Downlink.

Station 3 hört also kaum, ob ihr jemand antwortet. Gleichzeitig setzt sie sich wegen ihrer Stärke im FM-Empfänger des Satelliten durch und kann schwächere Stationen verdrängen.

Folge: Viel Leistung ersetzt keine gute Empfangsanlage. Wer sein eigenes Signal im Downlink mithört (Vollduplex), kann die Leistung kontrolliert einsetzen. Das vermeidet selbst verursachtes QRM und schont den Energiehaushalt des Satelliten.

Praxisaufgabe: Stationsbeurteilung

Beurteile deine eigene Station oder eine fiktive Station für einen FM-Satelliten. Gehe so vor:

  1. Beschreibe die Station: Gerät, Sendeleistung, Antenne(n) für 2 m und 70 cm, Kabeltyp und Länge, Vorverstärker.
  2. Bestimme die Kabelverluste aus dem Datenblatt oder mit der Kabelbibliothek im Simulator.
  3. Kennzeichne jeden Wert: Herstellerangabe, eigene Messung oder Annahme.
  4. Rechne Uplink und Downlink für 550, 1000 und 2000 km – von Hand oder mit dem Stationsrechner unten.
  5. Stufe das Ergebnis mit dem Schema ein und geh den Entscheidungsbaum durch.
  6. Begründe in drei bis fünf Sätzen: Wo liegt das Nadelöhr? Welche eine Massnahme bringt am meisten? Was kostet sie dich?
  7. Freiwillig: Stelle die Station im Simulator [LINK: Simulator] nach und vergleiche die Werte.

Für die Formeln kannst du das Formelblatt [LINK: Formelblatt] verwenden.

Stationsrechner (FM-Satellit, Lernwerte)

Beispielstation laden:

Satellit und Strecke (Lernwerte)
Deine Station: Uplink
Deine Station: Downlink

Der Rechner arbeitet mit denselben Formeln wie der Simulator. Er speichert nichts und sendet nichts. Ohne Vorverstärker zählt das Feld «Kabel VV → Empfänger» nicht.

Hinweis: Die Sendeleistungen in diesem Kapitel sind Beispielwerte. Welche Leistung und welche Bänder du nutzen darfst, steht in Kapitel H7 mit der amtlichen Quelle des BAKOM. Keine Rechtsberatung. [PRÜFEN: Verweis auf H7 nach Fertigstellung von H7 kontrollieren.]

Merksatz:
Zuerst hören, dann senden. Investiere zuerst in Empfangsantenne, Vorverstärker an der Antenne und gute Kabel. Mehr Leistung erst, wenn der Uplink wirklich zu knapp ist.

Mini Selbsttest

Mini-Test: Meine Station

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