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E4.7 Zusammenfassung und Merkblatt

Niveau: K2 Anwenden

Zeitbedarf: ca. 20 Minuten

Einstiegsfrage:
Du willst wissen, ob du einen neuen Satelliten mit deiner Station hören kannst. Welche vier Rechnungen aus diesem Kapitel brauchst du dafür?

Das Wichtigste in Kürze

  • Ohne Mathematik geht es kaum – aber Dezibel erleichtern das Leben. Aus Multiplikationen werden Additionen (E4.1).
  • Antennengewinn ist Bündelung. Bei gleicher Grösse wächst er mit der Frequenz (E4.2).
  • Die Freiraumdämpfung wächst mit 20 · log₁₀(f · R). Antennengewinne sind bei hohen Frequenzen so gross, dass sie die schlechtere Strecke überkompensieren (E4.3).
  • Ohne Hindernisse ist nur wenig Leistung nötig. Entscheidend ist das SNR: Rauschen ist k · T · B, der Vorverstärker gehört an die Antenne, und für die Antenne zählt G/T (E4.4).
  • Zwischen etwa 1 und 20 GHz liegt das Radiofenster mit sehr wenig Himmelsrauschen (E4.4, E4.6).
  • Einzig für uns im Betrieb immer wichtig: der Doppler-Effekt. Er skaliert mit der Frequenz (E4.5).
  • Ionosphäre, Mehrwegeausbreitung, Taumeln und Faraday-Rotation erklären, warum Signale schwanken (E4.6).

Merkblatt zum Ausdrucken

Alle Formeln und Merkwerte dieses Kapitels stehen auf einer Seite im Formelblatt [LINK: Formelblatt]. Drucke es aus und lege es neben deine Station.

Praxisaufgabe: Deine eigene Strecke

Wähle eine eigene LEO-Strecke: Frequenz, Distanz, Sendeleistung des Satelliten und Antennen. Berechne die Freiraumdämpfung, die Empfangsleistung und das SNR. Prüfe dein Ergebnis danach mit dem Rechner und im Simulator [LINK: Simulator].

Tipp: Für Satelliten in 550 km Höhe liegt die Distanz zwischen 550 km (Überflug im Zenit) und rund 2700 km (am Horizont).

Im Simulator stellst du die Satellitenantenne so ein, dass sie genau zur Station zeigt und dieselbe Polarisation hat wie deine Bodenantenne. So fallen Squint- und Polarisationsverluste weg, und du kannst direkt vergleichen.

Merksatz:
Ein Linkbudget sind vier Schritte: Sendeleistung und Gewinne addieren, Freiraumdämpfung abziehen, Rauschen mit k · T · B bestimmen, SNR als Differenz. Dazu kommt bei jedem Überflug der Doppler-Effekt.

Mini Selbsttest