E5.7 Portable und mobile Stationen
Niveau: Selbständig empfangen (K3) ·
Zeitbedarf: ca. 50 Minuten (mit Praxisaufgabe)
Abgrenzung: Dieses Kapitel behandelt die Grundlagen der Empfangsstation. Die Planung einer kompletten Betriebsstation mit Sendezweig, Sequencer und Umschaltung der Polarisation folgt in Kapitel V3 (Heimstationskonzepte).
Einstiegsfrage:
Kannst du einen Satelliten auch ohne Mast und Rotor empfangen – etwa auf einem Hügel, mit einer Antenne in der Hand?
Portabel: schnell auf- und abgebaut
Eine portable Station muss leicht sein und rasch stehen. Die Antenne führst du von Hand nach. Das klappt gut, weil LEO-Satelliten nur wenige Minuten sichtbar sind.
Hier sind vier bewährte Antennen für unterwegs: Arrow, Elk, die Tape-Measure-Antenne und die Diamond RH-770.
Portable Antennen
| Antenne | Bauform | Bänder | Besonderheit | Hinweis |
|---|---|---|---|---|
| Arrow (Satellite II) | Handyagi, ein Boom für 2 m und 70 cm | 2 m / 70 cm | Elemente aus Aluminium-Pfeilschäften, Duplexer im Handgriff | Testbericht NT1K (2013) |
| Elk | log-periodische Antenne | 2 m / 70 cm | breitbandig, ohne Duplexer | |
| Tape-Measure-Antenne | Yagi mit Elementen aus Rollmeter-Stahlband | 2 m (oft mit 70-cm-Teil) | Selbstbau, Elemente biegsam und robust | |
| Diamond RH-770 | Teleskop-Stabantenne für das Handfunkgerät | 2 m / 70 cm | klein, linear polarisiert, wenig Gewinn |
Geräteangaben ohne Gewähr und ohne Preise. Vor der Veröffentlichung Lieferbarkeit beim Hersteller prüfen.
Mobil: nur aus dem stehenden Fahrzeug - oder als Beifahrer
Für den Satellitenempfang im Auto gilt die klare Regel der Folien: mobil nur stehend.
Wer fährt, muss sich auf den Verkehr konzentrieren. Halte für einen Überflug an einem geeigneten Ort an. Keine Rechtsberatung: Massgebend sind die Verkehrsregeln.
Ausblick: Portabel mit Automation
Auch eine portable Station lässt sich automatisieren. Zum Beispiel mit einer Linux-basierte Rotorsteuerung des Projekts SARCNET. Kombiniert mit einem Raspberry Pi entsteht eine halb- oder vollautomatische Portabelstation. Weitere Lösungen arbeiten auch mit Arduino und anderen Platinenrechner.
Praxisaufgabe: Stationsplan
Plane zwei Empfangsstationen für den 70-cm-Downlink: eine portable und eine feste. Fülle für beide Varianten aus, welche Antenne, welches Kabel, welchen Vorverstärker und welchen Empfänger du wählst – und begründe jede Wahl.
Die Tabelle zeigt eine mögliche Lösung. Deine eigene darf davon abweichen, wenn du sie begründest.
Eigene Prinzipskizze nach Folie 17: Antenne auf Stativ, Kompass für die Himmelsrichtung, Empfänger und die Überflugdaten aus einem Bahnberechnungsprogramm.
Vergleiche danach die Empfangskaskade beider Varianten im Simulator . Trage die Werte der Tabelle ein und notiere NF, Systemtemperatur und G/T.
Richtwerte: Die feste Station mit Vorverstärker erreicht ein um rund 12 dB besseres G/T.
Praxisaufgabe: Stationsplan mit Beispiellösung
| Komponente | Variante portabel (Beispiel) | Variante fest (Beispiel) | Begründung |
|---|---|---|---|
| Antenne | Handyagi 2 m / 70 cm, von Hand nachgeführt (Annahme 7 dBi auf 70 cm) | Kreuzyagi 70 cm, zirkular (Annahme 12 dBi) – oder ohne Rotor ein zirkularer Rundstrahler | portabel leicht und schnell aufgebaut; fest mehr Gewinn und richtige Polarisation (E5.1, E5.2) |
| Nachführung | von Hand, mit Kompass und Überflugdaten | Azimut-Elevations-Rotor mit Stützlager, vom Computer gesteuert | Öffnungswinkel und Betriebsart bestimmen den Rotor (E5.6) |
| Kabel | 2 m RG58 (kurz, leicht, biegsam) | 0,5 m bis zum Vorverstärker, danach 25 m dämpfungsarmes Kabel (z. B. Ecoflex 10, Aircom Plus) | am Mast zählt Dämpfung, portabel Gewicht; Biegeradius am Rotor beachten (E5.3) |
| Vorverstärker | keiner | LNA mit 0,5 bis 0,7 dB direkt an der Antenne, Speisung über Koax oder extern | Kabel vor dem LNA vermeiden (E5.4) |
| Empfänger | Handfunkgerät (FM) oder SDR mit Laptop | SDR-Empfänger am Computer, Anbindung an Telemetrie-Dekoder | Wasserfall und Dekodierung in Software (E5.5, E7) |
| Zubehör | Stativ, Kompass, Kopfhörer, Überflugdaten | Blitzschutz und Erdung [PRÜFEN: Verweis auf V3], wetterfeste Stecker | Sicherheit und Dauerbetrieb |
Erstelle deine eigene Tabelle nach diesem Muster. Gewinnwerte sind Annahmen für die Rechnung, keine Herstellerangaben.
Simulator-Aufgabe: Kaskade Downlink für beide Varianten (Downlink 435,500 MHz)
| Element (Kaskade Downlink) | Feld | Variante portabel | Variante fest |
|---|---|---|---|
| Downlink-Antenne | Gewinn | 7 dBi | 12 dBi |
| Rauschtemperaturen | Himmel / Antenne | 50 K / 100 K (Antenne sieht teils Erde) | 50 K / 50 K |
| Coax 1 | Kabeltyp / Länge | RG-58 (z. B. «Belden 8262 (RG-58C/U)») / 2 m; Kontrolle 0,81 dB | LMR-400 («Times LMR-400») / 0,5 m; Kontrolle 0,04 dB |
| Vorverstärker 1 | Gain / NF | 0 dB / 0 dB (kein Vorverstärker) | 20 dB / 0,6 dB |
| Coax 2 | Kabeltyp / Länge | 0 m | LMR-400 / 25 m; Kontrolle 2,23 dB |
| Vorverstärker 2, Coax 3 | – | nicht benutzt (0 dB / 0 dB / 0 m) | nicht benutzt (0 dB / 0 dB / 0 m) |
| Empfänger | NF / Bandbreite | 5 dB / 2,4 kHz | 8 dB / 2,4 kHz |
LMR-400 dient als Ersatz für Ecoflex 10 und Aircom Plus, die ähnlich dämpfen (8,9 dB/100 m bei 435,5 MHz laut Bibliothek). Fehlt ein Kabeltyp, trage den Kontrollwert direkt in dB ein. Empfänger-NF sind Annahmen. [PRÜFEN: Feldnamen im Simulator]
Sollwerte: portable und feste Variante im Vergleich
| Grösse | Portabel | Fest | Differenz | Toleranz |
|---|---|---|---|---|
| Rauschzahl des Systems (NF) | 5,8 dB | 0,99 dB | −4,8 dB | ± 0,2 dB |
| Rauschtemperatur der Kette T eq | 816 K | 74 K | ± 10 % | |
| Systemtemperatur T sys | 966 K | 174 K | ± 10 % | |
| G/T | −22,9 dB/K | −10,4 dB/K | +12,4 dB | ± 0,5 dB/K |
| Rauschpegel bei 2,4 kHz | −134,9 dBm | −142,4 dBm | −7,5 dB | ± 1 dB |
Aus Formeln berechnet (Friis), im Simulator zu prüfen. Annahme: Der Simulator addiert Himmels- und Antennenrauschtemperatur.
Kontrollfrage: Die Heimstation ist um rund 12 dB besser (G/T). als die Portabel Station Woher kommen diese 12 dB ungefähr?
Lösung anzeigen
Etwa 5 dB kommen vom höheren Antennengewinn (12 statt 7 dBi). Die übrigen gut 7 dB kommen von der viel tieferen Systemtemperatur (174 K statt 966 K): Der Vorverstärker an der Antenne senkt die Rauschzahl von 5,8 auf 1,0 dB, und die Antenne sieht weniger warme Erde. Trotzdem hörst du mit der portablen Station starke Satelliten gut – sie ist leicht, schnell aufgebaut und folgt dem Satelliten von Hand.