Einführung in den Betrieb über Amateurfunksatelliten


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Eine schrittweise Anleitung für all jene, die schon immer über einen Amateurfunksatelliten funken wollten. Dieser Beitrag richtet sich an lizensierte Funkamateure und beschreibt, wie man mit wenigen Schritten erfolgreich über Sat QRV wird.


Einführung


Da sind sie, die großen Funker mit Ihren großen Antennenanlagen für Satellit. Da steht oftmals ein halber Antennenwald auf dem Dach. Und dann erst die Funkgeräte: Hohe Leistung auf VHF und UHF, computergestützte Steuerung von Transceiver und Antennen. Und dann erst der finanzielle Aufwand.


So etwa hatte ich mir das damals auch vorgestellt. Und in der Praxis findet man auch viele OMs, die derart über Satellit arbeiten. Da heißt es: "Ein wenig Aufwand muß man schon betreiben".


Nun weiß man als Newcomer ja noch gar nicht ob sich der Aufwand überhaupt lohnt, ob es wirklich funktioniert, ob man überhaupt Freude am Satellitenfunk entwickelt. Es muß also eine praktikable Lösung her, die überwiegend aus Teilen Ihres Shacks besteht, sowie eine preiswerte ausgezeichnete Antenne. Sie brauchen keine Hochleistungs-Funkgeräte und erst recht keine hohe Leistung. Und die benötigte Satellitenantenne basteln wir uns für 30 Euro selber.


Was Sie auf jeden Fall benötigen, um über Satellit QRV zu werden, ist ein Duoband-Funkgerät mit 2m und 70cm. Notfalls tun es auch zwei einzelne Funkgeräte für jedes Band. Haben Sie diese Voraussetzung erfüllt, gratuliere ich Ihnen: Sie sind in Kürze bereit, Ihr erstes QSO über einen Amateurfunksatelliten zu führen!


Aber nun der Reihe nach. Uns fehlen eine Menge Grundlagen. Leider richten sich die meisten Publikationen im Internet an solche OMs, die bereits über Satellit QRV sind und sich auskennen. Da gibt es viele Abkürzungen und technische Details, mit denen man am Anfang erst mal nichts anfangen kann. Und wenn es irgendwo eine Anleitung gibt, so setzt sie entweder zu viel Wissen bereits voraus, oder sie ist bestenfalls einfach nur nicht mehr up-to-date.


Ich werde Sie nun daher Schritt für Schritt, ohne überflüssigen Ballast, zu Ihrem ersten QSO begleiten und wünsche viel Spaß bei der Lektüre.



Was ist ein Amateurfunksatellit ?


Lassen Sie uns zunächst mal definieren, was ein Amateurfunksatellit überhaupt ist: Es handelt sich im Grunde genommen um eine Relaisfunkstelle, die man zusammen mit einer Stromversorgung in einem kleinen Kasten um die Erde kreisen läßt. Also eigentlich nichts anderes, als Ihr örtliches Relais, nur dass dieses Relais irgendwo oben über Ihrem Kopf aufgehangen ist. Solche Satelliten werden meist von Hochschulen oder Amateurfunkvereinigungen gebaut und zusammen mit vielen weiteren Satelliten irgendwann an Bord einer kommerziellen Rakete ins All geschossen. Das kostet eine Menge Geld. Und der Bau dieser Satelliten stellt die Projekt-Teams immer wieder vor neue Herausforderungen.



(c) Lockheed MartinUnd wie groß ist ein Satellit ?


Bestimmt haben Sie bereits ein vage Vorstellung davon, wie groß so ein Satellit ist. Schauen wir uns einfach mal den nebenstehenden Vogel an: ASTRA 1L. Er hat eine Spannweite von rund 20 Meter und wiegt knapp 4,5 Tonnen. Gebaut wurde er vom US-amerikanischen Rüstungskonzern Lockheed Martin für SES ASTRA in Luxemburg. Er fliegt in rund 36.000 km Höhe über dem Äquator.



(c) AMSATWie groß ist ein Amateurfunksatellit ?


Die meisten Amateurfunksatelliten sind dagegen vergleichsweise winzig. Schauen wir uns einen Amateurfunksatelliten an: AMSAT OSCAR 51, oder kurz AO-51. Dieser fliegende Würfel hat eine Kantenlänge von jeweils 25 cm und wiegt rund 11 kg. Dieses Design nennt man auch "Cube". Entsprechend werden diese kleinen Satelliten auch schon mal Cubes genannt. Seine Flughöhe über Grund beträgt etwa 850 km.


An Bord befinden sich 4 VHF-Empfänger und 2 UHF-Sender, sowie ein Multi-Mode-Receiver und ein 2,4 GHz Sender. Außerdem befindet sich in seinem Inneren noch ein kleiner Bordcomputer, sowie ein Akku, der über die außen angebrachten Solarzellen geladen wird. Der Vogel ist so klein, dass Sie ihn problemlos auf Ihre flache Hand legen könnten.


Schauen Sie sich diesen Satelliten ruhig etwas genauer an, und merken Sich sich schon mal seinen Namen. Er wird mit hoher Wahrscheinlichkeit der Satellit sein, über den Sie später Ihren ersten Funkkontakt abwickeln.


Wenn Sie nun glauben, dass ich Ihnen absichtlich den kleinsten Amateurfunksatelliten vorgestellt habe, irren Sie sich. Die meisten Satelliten haben in etwa diese größe. Und es gibt sogar noch kleinere von z.B. 10 cm Kantenlänge. Die können Sie schon fast in die Jackentasche stecken.



Wie geht's hoch und wieder runter ?


Betrachten wir zunächst mal die Sendeleistung des AO-51: Sie beträgt 1,1 Watt auf 70cm, oder anders ausgedrückt 1100 mW. Auch die anderen Satelliten haben eine solche geringe Ausgangsleistung. Diese geringe Leistung wird zudem nicht mittels einer Yagi, sondern mit einem einfachen Viertelwellenstrahler abgestrahlt. Trotzdem sind die Empfangsfeldstärken gut.


Ein Vergleich: Auf 70cm kommen Sie auf der Erde hingegen nur knapp über den Horizont hinaus. danach geht's nur noch mit entsprechend höherem Aufwand, denn zwischen Ihnen und der Partnerstation in 300 km Entfernung liegen auf dem Signalweg zahllose Bäume, wenn Sie Pech haben sogar ganze Gebäude, dann haben wir noch die Atmosphäre mit ihrer Luftfeuchtigkeit und so weiter. Das alles dämpft das Signal.


Anders beim Satelliten: Sie halten die Antenne schräg gegen den Himmel. Da steht kein Haus, da wächst kein Wald, und da verlassen Sie auch schon recht bald wieder die dämpfende Atmosphäre. Zwischen Ihnen und dem Vogel versperrt nichts die Sicht. Dementsprechend reicht also 1 Watt Sendeleistung beim Satellit bereits aus, damit Sie ihn mit einer kleinen Yagi laut hören.


Umgekehrt verhält es sich genauso mit Ihrer Sendeleistung: Auch Sie benötigen nur ein paar Watt auf 2m, damit der Vogel sie klar und deutlich hört. Selbst 100 mW aus einer Gummiwendelantenne kann der Satellit bereits wahrnehmen, wenn gerade freie Sicht besteht. Das wird dort oben zwar nicht gerade besonders laut ankommen, aber es reicht aus, um den Funkverkehr über diesen Satelliten bereits zu stören.


Sie sehen: Man braucht keine große Sendeleistung oder eine Endstufe, um über diese Satelliten zu arbeiten. Im Gegenteil: Es gibt sogar Sats, die allzu laute Signale empfangsseitig einfach wieder runterregeln. Die Mühe mit der PA hätte sich der OM also sparen können. Warum der Satellit auf 70 cm sendet und Sie auf 2m erkläre ich später. Jetzt schauen wir uns erst mal die Umlaufbahn genauer an.



Umlaufbahn und "Orbit"


Es gibt verschiedene Satelliten auf bestimmten Umlaufbahnen. Eine solche Umlaufbahn nennt man Orbit. Eine Sorte kennen Sie bereits: das sind die geostationären Satelliten, wie die von ASTRA und EUTELSAT. Von der Erde aus betrachtet, scheint es, als stünden sie immer am selben Ort. Tatsächlich sausen sie jedoch mit einer wahnsinnigen Geschwindigkeit um die erde herum, nur um den Anschein zu erwecken, sie stünden aus unserer Sicht immer am selben Fleck. Auch im Amateurfunk gibt es geostationäre Satelliten. Der Orbit befindet sich in rund 36.000 km Höhe über dem Äquator. Um dort hin zu funken, muß man schon ein wenig mehr Aufwand betreiben.


Aber es gibt ja zum Glück noch die LEOs, wie den bereits erwähnten AO-51. LEO steht für "Low Earth Orbit", also eine erdnahe Umlaufbahn. Einen solchen Orbit nennt man auch "sonnensynchrone Umlaufbahn". Prima Sache, denn die schwirren bereits in einer Höhe von etwa 850 km über unsere Köpfe hinweg. Die meisten Amateurfunksatelliten sind übrigens LEOs.


Nun gibt es einen gravierenden Unterschied zu den geostationären Satelliten: LEOs umkreisen die Erdkugel ständig. Sie gehen an einem Punkt des Horizonts quasi wie die Sonne auf und am anderen Ende des Horizonts wieder unter. Den Aufgang nennt man "Acquisition of Signal" und kürzt ihn mit "AOS" ab. Den Untergang am Horizont bezeichnet man hingegen als "Loss of Signal", die Abkürzung hier lautet "LOS". Diese Beiden Begriffe sollten wir uns schon mal gut merken!


LEOs umkreisen die Erde meist auf einer Nord-Süd-Achse oder auf einer Süd-Nord-Achse. Dabei fliegen diese Vögel so schnell, dass von AOS (Sie erinnern sich, das ist der Aufgang am Horizont) bis LOS (also dem Unterlang) nur 15 Minuten vergehen. Das ist das zeitliche Fenster, in dem man über diese Satelliten maximal arbeiten kann. Denn vorher oder nachher befindet er sich durch die Erdkrümmung noch unerreichbar weit weg hinter dem Horizont. Etwa 85 Minuten nach LOS taucht der Satellit wieder am Horizont auf. Zwar aus der selben Richtung kommend (also z.B. Süden), aber mit einem kleinen Versatz Richtung Westen. Das nachfolgende Video wird dies veranschaulichen:




Footprint


Schauen wir uns den weißen Fleck, der im Video über die Landkarte saust mal etwas genauer an. Es handelt sich hierbei um den sogenannten Footprint. Der Begriff kommt aus dem Englischen und bedeutet Fußabdruck. Damit wird das Gebiet auf der Erde bezeichnet, in dem unter vertretbarem Aufwand der Satellit hörbar ist. Der Footprint ist sozusagen sein Sendegebiet. Ein anderer Begriff dafür ist Ausleuchtzone. Im Folgenden lassen wir die Zeit mal kurz stillstehen und betrachten uns den Footprint des AO-51 zum Zeitpunkt 04.10.2008 um 17:29 h UTC:



Zu diesem Zeitpunkt stand der Satellit (der aus Richtung Süden kam) etwa in Höhe Österreichs. Er wird Richtung Norden weiterfliegen und innerhalb weniger Minuten bereits über Niedersachsen sein. Die genaue Position markiert das große Kreuz. Das kleine ist mein Standort in Berlin. Das Sendegebiet erstreckt sich zu dem Zeitpunkt also gerade von Nordafrika bis Spitzbergen und Island bis weit hinter Moskau. Ein ziemlich großes Gebiet. Und alle Funkamateure in dieser Region haben gerade die Möglichkeit, über diesen Satelliten zu arbeiten. Aber dies ist ja nur eine Momentaufnahme. Wie Sie im Video bereits gelernt haben fliegt der Satellit ja weiter Richtung Norden. Nur wenige Minuten später werden also die nordafrikanischen OMs keine Gelegenheit mehr haben, über AO-51 zu arbeiten, da der Footprint (also das Sendegebiet) weiter Richtung Norden wandert. Dann können aber durchaus Grönländische Funkamateure mit St. Petersburg funken. Schauen Sie sich das ruhig noch mal im folgenden Video etwas genauer an:



Das Video ist eine Zeitrafferaufnahme. Was wir dort sehen, dauert normalerweise etwas 20 Minuten. Von AOS am QTH Berlin bis zum dortigen LOS vergehen 15 Minuten. Sie erinnern sich: Wie bereits erwähnt, haben Sie nur maximal 15 Minuten Zeit, um über den Vogel zu arbeiten. Nun verstehen Sie auch warum das so ist. Ist der Sat mit seinem Sendebereich unerreichbar geworden, weil er ja oben auf der Landkarte verschwindet, so umkreist er mit dem bereits erklären Versatz Richtung Westen die Erdkugel. Er fliegt über den Nordpol hinweg, ebenso über die Antarktis. Deshalb nennt man die LEOs auch "polarumlaufende Satelliten". Anschließend geht seine Reise über Afrika weiter Richtung Norden, bis er mit seinem Footprint nach etwa 85 Minuten wieder Berlin erreicht. Dann kann ich wieder über ihn funken. Allerdings ist der Vogel wegen seines Versatzes ein wenig mehr westlich.


Er fliegt diesmal also nicht, wie im Video zu sehen, über Niedersachsen nach Norden weiter, sondern weiter westlich über die Niederlande. Und wenn er dann wieder die Erde umkreist und wiederkommt, dann fliegt er noch ein Stückchen weiter westlich über Großbritannien. Das haben Sie im ersten Video bereits gesehen. Und jedes mal wandert sein Footprint mit Richtung Westen, bis Sie irgendwann nicht mehr über ihn arbeiten können.


Die meisten LEOs kommen ein mal vormittags mit Ihrem Footprint über Europa. Dann sind sie bei mindestens zwei Überflügen zu arbeiten und kommen aus Richtung Norden. Und dann noch mal am Abend. Diesmal aus Richtung Süden kommend, wie im folgenden Video gezeigt:




Azimut, Elevation und Entfernung


Jetzt wird es sehr theoretisch. Ohne das nachfolgende Wissen werden Sie beim Angeln der Satelliten keinen Erfolg haben. Es ist also wichtig, dass Sie dieses Kapitel aufmerksam durchlesen. Ich werde mich so kurz wie möglich und so umfassend wie nötig fassen.


Vielleicht haben Sie schon mal eine Sat-Schüssel für TV ausgerichtet. Da gibt es Angaben zu Elevation und Azimut. Im Grund genommen ist hier aber der Azimutwinkel und der Elevationswinkel gemeint.


Nehmen wir uns zunächst den Elevationswinkel vor, den man auch Erhebungswinkel nennt. Erhebungswinkel sagt eigentlich schon viel aus, und am Beispiel des TV-Satelliten ASTRA wird schnell deutlich, was gemeint ist: Der Satellit befindet sich über dem Äquator auf z.B. 19,2 Grad Ost. Das bedeutet: 19,2 Grad östlich des Nullmeridians, der ja bekanntermaßen durch Greenwitch geht. Und das ist auch der Grund, warum alle Satschüsseln ungefähr Richtung Süden zeigen. Dies nur am Rande. Satellitenschüsseln sind aber nicht ebenerdig auf den Horizont gerichtet, sondern schräg gegen den Himmel, weil der Satellit ja dort oben aufgehangen ist:



Und die Angabe, wie steil nun die Schüssel (also die Antenne) Richtung Himmel zeigt, ist die Elevation. Diese Winkel werden immer auf die Erdoberfläche bezogen.


Ein anderes einfaches Beispiel: Beobachten wir am Sternenhimmel abends einen Stern, der sich gerade über dem Horizont befindet, so ist der Elevationswinkel zu diesem Stern sehr niedrig - wir müssen den Kopf vielleicht nur um ein oder zwei Grad bezogen auf einen Geradeausblick heben. Steht der Stern jedoch hoch am Himmel, müssen wir den Kopf ziemlich weit nach oben richten, um den Stern zu sehen - dann haben wir einen großen Elevationswinkel von z.B 75 Grad. Bei 90 Grad würden wir steil nach oben gucken, und bei 120 Grad kippen wir hinten über. Spaß beiseite: mehr als 90 Grad Elevation gibt es nicht.


Aber es gibt negative Elevation. Nämlich dann, wenn sich ein Objekt hinter dem Horizont befindet. Um dies zu betrachten, müßten wir quasi durch die Erde durchgucken. Ziemlich unpraktisch.


Für unsere LEOs bedeutet dies: Vor AOS hat der Satellit einen negativen Elevationswinkel. Er steht noch hinter dem Horizont. Bei AOS hat er einen Elevationswinkel von 0 Grad. Wenn er dann in unsere Richtung weiter fliegt, steigt sein Elevationswinkel kontinuierlich an - wie die aufgehende Sonne. Und steht er exakt über uns (was in der Praxis selten vorkommt) nimmt er 90 Grad Elevation an. Er fliegt über uns hinweg, und wir drehen uns mit dem ganzen Körper, um seine Flugbahn weiter verfolgen zu können. Sein Elevationswinkel wird nun kontinuierlich abnehmen, bis er irgendwann hinter dem Horizont verschwunden ist, und seine Elevation negative Werte annimmt.


Merken wir uns: Wir können über den Satelliten also nur bei positiven Elevationen arbeiten. Nur dann "sehen" wir ihn.


Nun zum Azimutwinkel, oder kurz Azimut. Er beschreibt, in welcher Richtung sich ein Gegenstand auf einer Landkarte befindet, und zwar bezogen auf den eigenen Standort. Hier ein kleines Beispiel:



Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich auf der Aussichtsplattform des Funkturms mitten in Berlin. Am Horizont sehen Sie über den Wannsee hinweg Gebäude, die bereits zu Potsdam gehören. In welche Richtung gucken Sie dann, bezogen auf Ihren eigenen Standort ?


Dazu habe ich in obigem Beispiel über die Landkarte eine Azimutkarte gelegt, in dessen Mittelpunkt Berlin liegt. Die rote Linie ist die Richtung, in die Sie gucken. Und nun lesen wir die den Winkel einfach ab: Sie schauen in Richtung 240 Grad.


Der Azimut liegt im Norden bei Null Grad, und wandert im Uhrzeigersinn noch Osten, Süden und Westen, bis er wieder im Norden ankommt. Dort beträgt er 360 Grad - oder Null Grad, je nach Definition.


Für unsere LEOs bedeutet das folgendes: Der Satellit kommt zwar aus Norden oder Süden (Sie erinnern sich: jenachdem ob morgens oder abends), aber er fliegt in den seltensten Fällen direkt über Ihren Kopf hinweg. Bei einem Überflug fliegt er z.B. östlich über Sie hinweg, und beim nächsten westlich Ihrerseits.


Die Entfernung zum Satelliten spielt eigentlich keine große Rolle. Wenn er in Sichtweite ist, können Sie über ihn arbeiten. Nur der Vollständigkeit halber hier zwei kleine Rechenbeispiele, die Sie sich jedoch nicht merken müssen.


Im nachfolgenden Bild fliegt der Satellit gerade östlich an Ihnen vorbei. Er befindet sich gerade an seinem höchsten Punkt. Bei der Sonne würde man das als Mittag definieren. Kennen Sie noch an den Satz des Pythagoras? Er beschreibt, wie man in einem rechtwinkligen Dreieck die Schenkellängen berechnet. Ich habe das für Sie schon mal erledigt:



Da der Satellit mehr als 800 km über Grund fliegt, kann seine Entfernung zu Ihnen folgerichtig nie kleiner als seine Flughöhe werden. Diese Strecke müssen Sie auf UKW also auf jeden Fall überbrücken. Dass das unproblematisch funktioniert, habe ich Ihnen weiter oben ja bereits geschildert.


Im nächsten Beispiel ist der Satellit bereits ein ganzen Stück weiter Richtung Norden geflogen und wird bald am Horizont untergehen:



Wie Sie sehen, müssen Sie hier schon rund 1.700 km überbrücken. Inzwischen hat er auch schon einen sehr kleinen Elevationswinkel angenommen, sodass Sie Antenne bereits sehr flach über den Horizont ausrichten.



Sendefrequenzen, Modes und Transponder


Genug der Geometrie. Wir wollen funken. Die meisten Satelliten arbeiten im 2m und 70cm-Band. Wie Sie wissen, ist dort jeweils ein Bereich dem Satellitenfunk vorbehalten. Die meisten Sats halten sich zum Glück an diese international vereinbarte Vorgabe:



Manche Satelliten haben gleich mehrere Transceiver an Bord, damit Sie zusätzlich auch noch auf 23 cm arbeiten können oder weitere Betriebsarten anbieten. Aber das interessiert uns am Anfang noch nicht.


Ein Satellit arbeitet in einem bestimmten Modus. Manche sogar in mehreren gleichzeitig. Der Modus (oder engl. Mode) gibt an, in welchem Frequenzbereich er hört, und auf welcher er sendet. So etwas kennen Sie bereits von den Relaisfunkstellen - also Eingabe und Ausgabe. Die an Bord eines Satelliten befindliche Relaisfunkstelle macht immer Cross-Band-Betrieb. So hört AO-51 im 2m-Band und setzt es senderseitig auf 70cm um.


Das Signal, das wir zum Satelliten hochschicken, wird als Uplink bezeichnet. Das Signal, welches der Vogel zur Erde runterschickt hingegen als Downlink. Diese Begriffe sollten Sie bereits kennen..

Hier die wichtigsten Modes:



AO-51 arbeitet folgerichtig in Mode B.


Nun gibt es eine ganze Reihe Satelliten. Und nicht jeder arbeitet, wie ein FM-Relais mit einer festen Eingabe- und Ausgabe. Es gibt auch sogenannte Transponder. Im Amateurfunk zumeist als SSB-Transponder bezeichnet. Ein Transponder setzt einen ganzen Frequenzbereich um. Das ist sehr praktisch, weil dann nicht nur ein QSO, sondern ganz viele gleichzeitig übertragen werden können. Über einen Satelliten mit SSB-Transponder zu arbeiten, ist jedoch etwas Übung erforderlich. Für unser erstes QSO ist das nichts.


Andere Satelliten übertragen hingegen überhaupt keine Sprache. Sie haben einen Digipeater mit einer Box im Innern, machen also Packet-Radio.


Die meisten Sats haben übrigens eine eigene Bake an Bord. Sie sendet oftmals in CW das Rufzeichen, sowie einige weitere Daten digital aus, die man als "Telemetrie" bezeichnet. Mit einer geeigneten Software lassen sich diese Daten lesbar darstellen, und man weiß, wie voll der Akku des Vogels gerade geladen ist, wie hoch die genaue Ausgansleistung des Senders ist, etc. Das ist aber eher etwas für Experten und dient in erster Linie den Betreibern des Satelliten zur Funktionskontrolle und Fehlerbehebung.



Dopplershift


Sie kennen das Phänomen des Martinshorns. Das Signal der herannahenden Feuerwehr scheint in seiner Tonfrequenz stetig zu steigen. Sobald das Fahrzeug an Ihnen vorbeigebraust ist, nimmt die Tonhöhe deutlich ab. Dabei strahlt das Horn doch eigentlich immer die selben beiden Tonfrequenzen aus. Dies hängt mit der Dopplershift, oder auf deutsch Dopplereffekt zusammen. Im folgenden Video ein praktisches ein Beipiel. Ton einschalten nicht vergessen:



Wie das nun genau physikalisch zu erklären ist, können Sie bei Interesse hier nachlesen. Für uns ist wichtig zu wissen, dass es diesen Dopplereffekt auch bei sich bewegenden Sendestellen gibt.


Bleiben wir am Beispiel des Satelliten AO-51, denn über ihn wollen wir später mal unser erstes QSO führen. Seine Sendefrequenz beträgt 435,300 MHz. Geht er am Horizont auf, müssen wir an unserem Funkgerät jedoch 435,309 MHz einstellen. Er fliegt auf uns zu, und seine Sendefequenz scheint stetig zu fallen. 435,000 MHz werden dann erreicht, wenn er uns am nächsten ist. Danach fällt seine Freuquenz stetig weiter ab. Bei 435,291 MHz verschwindet er dann wieder am Horizont. Das bedeutet im Klartext: Wir müssen bei AOS unseren Empfänger auf 435,309 MHz stellen, und dann kontinuierlich die Frequenz während des gesamten Überflugs ändern, bis bei LOS 435,291 MHz erreicht sind.


Genauso verhält es sich mit Ihrer Sendefrequenz. AO-51 hört auf 145,920 MHz. Damit er Sie interferenzfrei empfangen kann (Sie also als seiner Sicht nicht "neben der Frequenz liegen"), müssen auch Sie Ihre Sendefrequenz entsprechend stetig ändern. 145,916 kHz sind es bei AOS und 145,923 MHz bei LOS.


Wie man das hinbekommt, fragen Sie sich? Nun, das erledigt bei vielen OMs im heimischen Shack ein Computer. Eine Software steuert den Transceiver über die CAT-Schnittstelle. Eine genaue Frequenzführung ist vor allem bei Betrieb über SSB-Transponder sehr wichtig. Stellen Sie sich vor, Sie hören einen Anruf in CW und antworten 4 kHz daneben..


Aber wir kriegen das auch ohne Computer hin. Wir wollen ja über einen FM-Satelliten arbeiten. Bei FM haben wir zwei Vorteile. Zum einen ist die Betriebsart bereits recht breitbandig. Wir müssen also nicht kontunierlich nachregeln, sondern können dies in größeren Schritten alle paar Minuten mal machen. Zum anderen macht sich ein kleiner Frequenzversatz im Gegenteil zu SSB nicht in der Tonhöhe der Stimme bemerkbar. Wie wir das ganz einfach hinbekommen, erkläre ich später. Jetzt kümmern wir uns zunächst um das Equipment.



Ihr Transceiver


Wie eingangs beschrieben, benötigen Sie, um über Satellit QRV zu werden, ein Duoband-Funkgerät mit 2m und 70cm. Notfalls tun es auch zwei einzelne Funkgeräte: eins für Ihren Uplink auf 2m, und das andere verwenden Sie als einfachen Empfänger für das Downlinksignal des Satelliten auf 70cm.


Hinsichtlich der Satellitenantenne wäre es aber besonders praktisch, wenn Sie ein Funkgerät besitzen, das zwei Antennenbuchsen hat, auf die sie die beiden Bänder separat schalten können, wie der YAESU FT-817.


Wichtig ist auch, das das Funkgerät ein paar freie Speicherplätze hat. Auch solltes über die Möglichkeit des Crossband-Verkehrs verfügen.


Diese Anforderungen werden von den meisten halbwegs modernen Transceivern erfüllt. Selbst mit einem handsprechfunkgerät, wie dem Kenwood TH-F7E, ist dies möglich.


Als Sendeleistung reichen 5 Watt aus. In der Praxis klappt es manchmal auch schon mit 2 Watt. Aber wir wollen auf Nummer sicher gehen. Sie brauchen also keine Endstufe. Wer mathematisch bewandert ist und selber nachrechnen möchte, kann die Bilanz hier nachlesen:AO-51 Link Budget Calculations.



Antenne


klick!Nach so viel Theorie nun etwas Praxis: Wir wollen ja mit möglichst wenig Aufwand über Satellit QRV werden. Bislang haben Sie sich auch noch nichts organisieren müssen - aber allerhand gelernt. Wenn Sie die Voraussetzungen des Transceivers erfüllt haben, benötigen Sie eigentlich nur noch eine Antenne. Dann kann's auch schon losgehen.


Mit Ihrer heimischen Groundplane kommen Sie hier nicht weit. Auch Ihre Yagis auf dem Dach können Sie nicht verwenden, weil diese ja einen Elevationswinkel von Null Grad haben.


Wir benötigen also zwei portable, kurze Antennen für 2m und 70cm, die bestenfalls auf einem gemeinsamen Boom sitzen, und die Sie noch bequem in der Hand halten und gegen den Himmel strecken können.


Eine solche Antenne ist beispielsweise die Arrow-Antenne. Bevor Sie also QRV werden, müssen Sie ein wenig basteln. Unter dem nachfolgenden Link finden Sie eine detaillierte Bauanleitung: Arrow-Antenne für portablen Satellitenbetrieb.



Unser erstes QSO


Ist die Antenne fertig? Dann wird's Zeit für das erste QSO. Wir wollen für den Anfang über den Satelliten AO-51 funken.


Die Abkürzung "AO" steht für AMSAT OSCAR, und die "51 ist quasi eine fortlaufende Nummer. AMSAT steht für "Radio Amateur Satellite Corporation". Sie hat Ihren Sitz in den USA und betreibt eine recht umfangreiche Webseite, die Sie nach Ihrem ersten QSO sicherlich noch häufiger besuchen werden: www.amsat.org


OSCAR steht hingegen für "Orbital Satellite Carrying Amateur Radio". Also ein Amateurfunksatellit.


Zunächst kümmern wir uns um die Dopplershift. Hier kommt ein Trick, mit dem es auch ganz ohne Computer geht: Sie speichern sich einfach entsprechend nachstehender Tabelle mehrere Frequenzpaare ab, die zu einem bestimmten Zeitpunkt des Überflugs gültig sind:


Speicher RX Frequenz TX Frequenz Mode
A 435.309.50 MHz 145.916.80 MHz FM / FM
B 435.304.50 MHz 145.918.50 MHz FM / FM
C 435.300.00 MHz 145.920.00 MHz FM / FM
D 435.295.40 MHz 145.921.50 MHz FM / FM
E 435.290.70 MHz 145.923.10 MHz FM / FM

Wenn AO-51 am Horizont aufgeht (also bei AOS) wähle ich das Paar aus Speicher A. natürlich können Sie die Speicher auch anders nennen. Dann sollten Sie auch schon bald die ersten Gespräche hören. Etwa drei Minuten später nehme ich Frequenzpaar B; auf A wird es aufgrund der Frequenzverschiebung durch die Dopplershift sonst langsam zu verrauscht. Das Frequenzpaar C nehmen Sie, wenn Sie die Antenne am höchsten gegen den Himmel halten müssen. Etwas später dann D und zum Schluß das Paar E, ehe der Satellit bei LOS untergeht.


Wenn Sie sich nicht ganz sicher sein sollten, ob Sie z.B. noch in A bleiben oder nach B umschalten sollten, dann drehen Sie bei Empfang einfach mal kurz nach B und prüfen, ob Sie den Satelliten dort vielleicht klarer oder lauter hören. das ist eigentlich ganz einfach.


Nun das Wichtigste: wann fliegt er eigentlich über Ihr QTH hinweg? Und tut er das eher westlich von Ihnen oder eher östlich. Auf jeden Fall vormittags und abends. Damit Sie genau im Bilde sind, schauen Sie einfach kurz nach: http://www.amsat.org/amsat-new/tools/predict/. Nach Auswahl des satelliten AO-51 und Eingabe Ihres Locators, erhalten Sie eine Tabelle, die z.B. so aussieht:



Es werden Ihnen alle Überflüge des Satelliten aufgelistet, bei denen der Footprint Ihr QTH berührt. Manche Angaben sind aber nicht besonders sinnvoll, z.B. 07. Oct 08 um 13:52 UTC. Der Elevationswinkel beträgt gerade mal 2 Grad. Und der komplette Überflug dauert nur 6 Minuten. Das liegt daran, dass der Satellit noch zu weit entfernt an unserem standort vorbeisaust. Wir müssen also anderthalb Stunden warten und sehen dann, dass der Elevationswinkel schon größer ist.


Für unsere QSOs wählen wir die Überflüge mit mehr als 40, besser noch 50 Grad Elevation. Ich habe eine kleine Karte vorbereitet, die ich bei Portabelbetrieb immer zu Hand habe. An Ihr kann ich mich ein wenig orientieren, wie steil ich die Antenne zum dem Zeitpunkt gegen den Himmel halten soll, an dem der Satellit seinen höchsten Elevationswinkel erreicht hat:



Diese Karte können Sie auch hier ausdrucken: Karte in neuem Fenster öffnen.


Aber von wo kommt er denn nun eigentlich? Zieht er östlich oder westlich an uns vorbei? Dies können wir ebenfalls aus der Tabelle ablesen.


Ein guter Überflug mit mehr als 45 Grad Elevation findet laut Beispiel-Tabelle am 06. Oct 08 um 17:42 UTC statt. Diese Werte tragen wir in eine provisorische Landkarte ein: die sogenannte Azimutkarte:



Auch diese praktische Karte können Sie hier ausdrucken: Karte in neuem Fenster öffnen.


Aus der Tabelle lesen wir in der Spalte "AOS Azimuth" 179 Grad ab. Wir machen also auf der Azimutkarte eine kleine Markierung bei 179 Grad. Dann lesen wir 343 Grad bei "LOS Azimuth" ab und markieren auch dies auf der Karte. Nun ziehen wir mit einem Lineal eine Linie zwischen den beiden Markierungen. Ein Pfeil am Ende der zweiten Markierung (also der LOS-Markierung) zeigt uns an, in welche Richtung der Satellit fliegt. Der Punkt in der Kartenmitte ist unser Standort. Natürlich müssen wir die Karte noch einnorden. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wo an Ihrem Portabel-Standort Norden ist, schlagen Sie dies bitte vorher nach, z.B. bei Goolge maps.


Markieren Sie den Anfang der Linie mit "A" und das Ende mit "E". Desweiteren machen Sie eine Markierung in der Mitte der Linie und beschriften sie mit "C". Dazwischen kommen noch zwei weitere Markierungen für "B" und "D". Dies sind die Zeitpunkte für unsere abgespeicherten Frequenzpaare A bis E.


An Markierung A schreiben Sie noch die AOS-Zeit aus der Tabelle. In unserem Beispiel also 17:42 UTC und an E die LOS-Zeit 17:57 UTC. Damit haben Sie sich schon mal das Zeitfenster markiert und wissen, wann sich der Satellit wo befindet. Ich habe mir am höchsten Stand des Satelliten auch noch mal die Uhrzeit bei C Markiert. Das hilft draußen ganz gut bei der Orientierung, wann die Antenne am höchsten gehalten werden muß (größter Elevationswinkel).



Prima, nun benötigen wir nur noch den passenden Standort. Sie brauchen freie Sicht entlang der Laufbahn des Satelliten. Am besten eignen sich hohe Standorte mit wirklich freier Sicht. Ein im Weg stehender Baum kann hier bereits kurzzeitig störend wirken.



Ablauf eines QSOs


Wer über Satelliten funkt, muß äußerst diszipliniert sein und Geduld mitbringen. Der AO-51 hat einen einzigen FM-Kanal. Den teilen Sie sich mit allen OMs, die gerade im Sendegebiet liegen. Weil jeder gerne rankommen möchte, faßt man sich kurz: "CQ Satellite, Delta Lima Three Romeo Tango Lima". Das war's. Nicht mehr! Es wird sich sicherlich auch sodann ein anderer OM melden und Ihnen einen Rapport und Locator geben. Bestätigen Sie einfach, indem Sie ihm ebenfalls einen Rapport geben und Ihren Locator nennen. Dann kurz noch "73" und Ende des QSOs.


Nur wenn Sie merken, dass der Satellit wirklich nicht benutzt wird, z.B. Sonntag morgens, können Sie etwas länger plaudern und vielleicht noch zwei oder drei Sätze austauschen. Aber bedenken Sie bitte, dass sich der Footprint des Satelliten während Ihres Gesprächs bereits weiter verschoben hat und unter Umständen ganz Südeuropa darauf wartet, dass Sie endlich fertig sind.



Leider gibt es eine Menge Negativbeispiele. Letztens nahm ich meine Ausrüstung im Rucksack huckepack mit auf den Kreuzberg in Berlin. Als der Sat aufging schwante mir schon das Unheil: "OOooohhhla, ooooohhhla, ooooooooooohla." Das ging so eine gute viertel Stunde - bis der Satellit am anderen Ende des Horizonts verschwand. Ich konnte daraufhin unverrichteter Dinge wieder einpacken.


Mit diesem Basiswissen sind wir nun für das erste QSO gerüstet. Es gibt noch sehr viel mehr, was man über einen Satelliten machen kann: Packet-Radio, SSB-Verkehr, Telemetrie, APRS und so weiter. Und es gibt auch Satelliten, die auf anderen Bändern arbeiten, sogar auf Kurzwelle. Aber das finden Sie bei Gefallen alles mit der Zeit selber raus.


Und nun will ich Sie nicht weiter aufhalten: Es wird Zeit, dass Sie Ihre Sachen packen und losziehen: viel Erfolg!


73 de Daniel Möller
DL 3 RTL