AstroTobi

Willkommen in meiner Welt der Sterne

UHF – Bodenstation

Ich baue schon länger Antennen für den den Satellitenempfang im VHF (2m) und UHF (70cm) Band. Meine ersten Antennen waren zwei QFH- (Quadrofilar-Helix) Antennen, die ich im Rahmen eines Studienprojekts für die COMPASS-2 Bodenstation der FH Aachen entworfen und gebaut habe. Als ich aus Aachen wegzog, reifte der Entschluss meine eigene kleine Bodenstation aufzubauen.
Unsere Kooperation mit der japanischen Shizuoka University kam da gerade recht. Die japanischen Studienkollegen waren gerade im Begriff zwei CubeSats Missionen zu starten: STARS-ME und STARS-AO, die jeweils im 70cm Band senden.
Somit waren die Randbedigungen meiner Bodenstation festgelegt.

Das Design der Antenne sollte eine Helix sein, da die Ausrichtung der Satelliten nicht bekannt ist und mich dieser Antennentyp schon länger interessierte. Die Gesamtlänge richtete sich nach einem Kompromiss aus vertretbarem Aufwand und möglichst hohem Antennengewinn.
Das Ergebnis war eine Helicalantenne mit 2m Länge, 11 Windungen, einem berechneten Antennengewinn von ca. 13dBi und für die Frequenz 437,3MHz ausgelegt.

Als Reflektor wurde ein Aluminium-Fliegengitter verwendet. Die Maschen mĂĽssen fĂĽr die niedrige Frequenz der Antenne nicht so klein sein, aber das material bot sich einfach an.
Der Antennenanschluss ist in SMA gehalten, da der ganze Signalweg bis zum SDR ebenfalls in SMA aufgebaut ist. Die Anpassung auf 50 Ohm Impedanz der Zuleitung erfolgt über einen Viertelwellentransformator direkt hinter dem Anschluss. Tatsächlich war die Berechnung der Entwurf dieses Transformators der schwierigste Schritt beim Bau der Antenne. Mit einem Analysegerät wurde in Echtzeit der Fußpunktwiderstand und das SWR stets geprüft und feinabgestimmt. Das Messgerät war dabei direkt ohne zusätzlichen Leitungsweg mit dem Anschluss der Antenne verbunden.

Feinabstimmung des FuĂźpunktwiderstands
Feinabstimmung des SWR

Die Antenne wurde auf einer astronomischen Skywatcher EQ5 Synscan montiert, die ich normalerweise für Astrofotografie nutze. Zum Glück hat sich gezeigt, dass die Steuerungselektronik keine störenden Signale abstrahlt. Eine vorher getestete Celestron NexStar Montierung war aus diesem Grund ungeeignet.

Die Ergebnisse sprechen fĂĽr sich:

Das CW Beacon Signal von STARS-ME

Die Bodenstation besteht aus:
– UHF Antenne
– Montierung (als Rotor)
– RTL-SDR (der Empfänger)
– Laptop mit:
– HDSDR (Empfang)
– Orbitron (Propagation, Ausgleich des Doppler-Shift )
– Easysky Pro5 (Steuerung der Motierung)

Die Bodenstation war ein voller Erfolg. Die beiden japanischen Missionen konnten mit wertvollen Daten ĂĽber den Zustand der Satelliten unterstĂĽtzt werden.
Leider sind beide Satelliten mittlerweile verstummt.