Die Satellitenkommunikation für Funkamateure hat in den letzten Jahren eine Revolution durchgemacht. Während wir in der Vergangenheit auf kurze Überflüge von Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen angewiesen waren (LEO), Ankunft QO-100 (Es’hail-2) auf die Position 25,5° Ost hat die Spielregeln geändert. Pavel Husák (OK1PHU) bietet in seiner fünfteiligen Serie unschätzbare praktische Tipps, wie man ein funktionales Gerät baut, während er überflüssigen Theorien aus dem Weg geht und direkt zu den technischen Herausforderungen kommt.
In dem Artikel erfahren Sie
1. Antennen und Strahler: Tor zum Weltraum
Prvý diel seriálu sa venuje tomu najviditeľnejšiemu – anténam. Keďže QO-100 je geostacionárny Satellit, najlogickejšou voľbou jeOffset-Parabel die für den Satelliten-TV-Empfang verwendet wird. Die Herausforderung besteht jedoch darin, dass wir zwei verschiedene Frequenzen bedienen müssen: Uplink bei 2,4 GHz (Band 13 cm) und Downlink bei 10,5 GHz (Band 3 cm).
Kampf der Konzepte: Patch vs. Helix
Pavel stellt zwei grundlegende Typen von Dualstrahlern vor, die es ermöglichen, eine Parabel für beide Richtungen zu verwenden:
Patch Feed: Es handelt sich um eine Konstruktion mit einem aktiven Element und einem Reflektor für 2,4 GHz, durch dessen Mitte ein Kupferrohr (Wellenleiter) mit einem Durchmesser von 22 mm verläuft. Dieses Rohr leitet das Signal von 10 GHz direkt zum LNB. Es ist eine mechanisch kompakte Lösung, die Pavel wegen ihrer Präzision bevorzugt.
Helix-Feed (von DC8PAT): Hier wird für den Uplink eine Schraube (Helix) verwendet. Sie ist einfacher herzustellen, aber Pavel weist auf ein wichtiges Detail hin: Die Schraube kann den Empfang (Downlink) etwas mehr abschatten.
Kritischer Faktor: Polarisation
Bei der zirkularen Polarisation, die QO-100 erfordert, kommt es zu einem wichtigen Phänomen. Der Uplink des Satelliten erfordert rechtsdrehende zirkulare Polarisation (RHCP). Da das Signal von der Fläche der Parabolantenne reflektiert wird, dreht sich seine Polarisation. Der eigentliche Strahler im Brennpunkt muss daher linksdrehend (LHCP) sein., damit das resultierende ausgestrahlte Signal rechtsdrehend ist. Dieses Detail beim Bau der Schraube oder des Patchs darf nicht vergessen werden.
Tipp von OK1PHU: Damit kein Regen in den Strahler gelangt, verwendet Pavel einen Plastiktopf. Nicht jeder Kunststoff ist jedoch mikrowellendurchlässig. Ein Test in der Mikrowelle (ob sich der trockene Blumentopf nicht erhitzt) ist eine einfache und zuverlässige Methode, um unnötige Signalverluste zu vermeiden.
2. LNB-Konverter: Das Herz des Empfangs
Der zweite Teil taucht in das Innere der LNB (Low Noise Block) Konverter ein. Für Amateurzwecke sind günstige Modelle wie Zircon L101 ECO oder Amico L208.
Warum LNB modifizieren?
Standard-LNB verwenden einen 25-MHz-Kristall, der das Signal von 10,5 GHz auf eine Zwischenfrequenz von etwa 739 MHz konvertiert. Pavel erklärt jedoch eine fortgeschrittene Modifikation: den Austausch des Kristalls gegen eine externe Referenz von 24 MHz.
Damit wird die Zwischenfrequenz auf 1129 MHz.
Viele LNB haben in diesem Bereich einen besseren Gewinn, da sie ursprünglich für ein breiteres Fernsehband konzipiert sind und bei 739 MHz das Signal durch interne Filter gedämpft werden kann.
Bei dem Modell Amico L208 (Dual-Output) verwendet Pavel einen Anschluss für den Signalausgang und den anderen für die externe Referenz, was die Verkabelung vereinfacht.
3. Stabilität und Drift: Der Kampf um jeden Hertz
Im dritten Teil eröffnet Pavel das Thema, das jeden Anfänger beschäftigt – Frequenzstabilität. Übliche LNBs sind für Breitbandfernsehen vorgesehen, wo eine Verschiebung um einige Dutzend kHz keine Rolle spielt. Bei schmalbandigem Betrieb (SSB, CW oder FT8) ist jedoch ein solcher Drift inakzeptabel.
Temperaturabhängigkeit
Es reicht, wenn die Sonne auf das LNB scheint oder ein kalter Wind weht, und die Frequenz beginnt zu „laufen“. Pavel zeigt, dass der Drift im Bereich von Dutzenden kHz liegen kann, was dazu führt, dass Sie die Gegenstation nicht mehr hören oder Ihr Signal unleserlich wird.
Lösungsmöglichkeiten:
Softwarekompensation: Programm SDR Konsole hat eine einzigartige Funktion. Es kann sich an den mittleren Satelliten-Baken „hängen“ und das gesamte empfangene Spektrum in Echtzeit berechnen und korrigieren.
Hardwarestabilisierung: Die beste Lösung ist die Verwendung von GPSDO (GPS disziplinierter Oszillator). Eine externe Referenz stellt sicher, dass sich die Frequenz nicht um einen Hertz bewegt, was insbesondere für digitale Modi wie FT8 unerlässlich ist.
4. Wie man den eigenen Empfang (RX) macht: Praktisches Verfahren
Der vierte Teil ist ein „Rezeptbuch“ zur Zusammenstellung der Empfangskette. Wenn Sie nicht sofort in teure Hardware investieren möchten, empfiehlt Pavel, mit WebSDR (IS0GRB oder BATC), wo Sie den Betrieb online abhören können.
Hardwareaufbau
Für den eigenen Empfang benötigen Sie:
Parabolantenne mit LNB (eingestellt auf vertikale Polarisation für den Schmalbandbereich).
Stromversorgungsweiche (Bias-T): Das LNB benötigt für seinen Betrieb eine Stromversorgung (in der Regel 12 V bis 14 V).
SDR Empfänger: RTL-SDR Stick, HackRF oder idealerweise Adalm Pluto.
Goldene Regel: 30 dB Dämpfung
Dies ist einer der wichtigsten Ratschläge in der gesamten Serie. Das Signal vom LNB ist für die meisten SDR-Empfänger zu stark und enthält viel Rauschen. Pavel empfiehlt, zwischen der Weiche und dem SDR Dämpfungsglied von ca. 30 dB. Das Ergebnis wird ein sauberer Wasserfall, ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis und Schutz der Eingänge Ihres SDR vor Überlastung sein.
Satellitensuche
Der Satellit QO-100 befindet sich bei 25,5°E. Wenn Sie kein professionelles Messgerät haben, verwenden Sie eine App auf Ihrem Mobiltelefon (z.B. über die Kamera mit Augmented Reality). Suchen Sie den Satelliten unter dem Namen Badr oder Es’hail-2. Sobald Sie im Wasserfall die typischen Linien der Baken sehen, sind Sie zu Hause.
5. Fertige Geräte und abschließende Überlegungen
Die letzte Folge der Serie fasst die Möglichkeiten für diejenigen zusammen, die nicht alles „auf die Schnelle“ bauen wollen. Pavel erwähnt zwei Hauptakteure auf dem Markt:
SP3OSJ (Polen): Stellt kompakte Module her, die direkt in den Brennpunkt der Parabolantenne montiert werden. Sie enthalten einen Uplink-Transmitter und einen stabilisierten LNB.
DX Patrol: Bietet komplexe „Ground Stations“ an, die aufgrund ihrer Einfachheit und der integrierten GPS-Stabilisierung sehr beliebt sind.
Der Vorteil des Voll-Duplex-Betriebs
Pavel betont, dass der größte Komfort beim Betrieb über QO-100 ist Voll-Duplex-Betrieb. Dank ihm hören Sie Ihr eigenes Signal in Echtzeit, während es von dem Satelliten zurückkommt. Dies ermöglicht Ihnen nicht nur eine sofortige Qualitätskontrolle Ihrer Modulation, sondern auch ein genaues „Einpeilen“ auf die Frequenz der Gegenstation im Pile-Up. Geräte wie Adalm Pluto sind für diesen Zweck dank zweier unabhängiger Kanäle (RX und TX) geradezu geschaffen.
Fazit und Bewertung
Die Serie von Pavel Husák (OK1PHU) ist eine hervorragende Sprungbrett für jeden Funkamateur. Sie zeigt, dass der Einstieg in die Welt der Satellitenkommunikation nicht Tausende von Euro kosten muss. Mit etwas Geduld, der Nutzung einer älteren Parabolantenne und moderner SDR-Technologien eröffnet sich Ihnen eine Welt, in der es keine Störungen aus der Stadt gibt und in der die Ausbreitungsbedingungen 24 Stunden am Tag stabil sind.
Ob Sie sich für den Selbstbau eines Patchstrahlers nach der ersten Episode entscheiden oder eine fertige Lösung von DX Patrol wählen, die Tipps aus dieser Serie werden Ihnen viele Stunden in Sackgassen ersparen. QO-100 ist ein faszinierendes Projekt, das klassisches Amateurfunk mit modernster Technologie verbindet – und dank Pavel haben wir eine Karte, wie man sich darin nicht verirrt.
Quellen (Links zu Videos):