Funk: UHF-Satcom – DIY X-WING-Antenne (Teil 1)

Um was geht es?

Nicht nur die ISS fliegt über unseren Köpfen in einem verhältnismäßig niedrigen Orbit. Neben GPS-Satelliten sind da insb. die vielen Kommunikationssatelliten wie z.B. Inmarsat  oder UHF-Satcom, die wie Funkrelais-Stationen Signale von der Erde empfangen und an diese wieder zurückstrahlen, um so große Distanzen zu überbrücken.

Sowohl UHF-Satcom als auch Inmarsat haben für den nach Signalen jagenden Empfangsamateur den entscheidenden Vorteil, in einem Frequenzspektrum zu senden, welches sich noch mit relativ einfachen technischen Mitteln empfangen lässt.

Wer mehr zu UHF-Satcom erfahren will, der kann sich meinen alten Blog-Beitrag auf Signalskitchen einmal als Einleitung zum Thema durchlesen.

Oft braucht man lediglich einen einfachen Scanner oder SDR und eine geeigneten Empfangsantenne.

Scanner oder SDR gibt es zahlreich und zu günstigen Preisen, bei der passenden Antenne wird es schon schwieriger für diese Spezialanwendung, etwas zu erträglichen Preisen zu bekommen. Daher bietet sich gerade für den Satelliten-Funk-Empfang der Selbstbau an.

Für den Empfang des Satelliten-Funk für UHF-Satcom oder Inmarsat bieten sich in der Hauptsache zwei unterschiedliche Antennen-Typen an:

• Helix-Antennen
• Kreuz-Dipole

Beide Typen lassen sich noch unterschiedliche aufbauen, um die Empfangsleistung zu verbessern. So sind Helix-Antennen zum Teil vertikal ausgerichtet (Helix) oder mit einem Reflektor versehen. Kreuzdipole (man spricht von einer Turnstile-Antenne, wenn die Dipole horizontal ausgerichtet sind) haben eine sog. omnidirektionale Richtcharakteristik, d.h. sie haben ein kugelförmiges Empfangsprofil. Werden Kreuzdipole mit einem Reflektor oder zusätzlich mit Direktoren Reflektor versehen, so werden sie Kreuz-Yagis genannt und weisen eine sehr gerichtete und verengtes Empfangsprofil auf. Diese Ausführungsform führt zu einem erheblichen Gewinn gegenüber einem einfachen Dipol, ist aber auch mit einer sehr gerichteten Empfangssituation erkauft. D.h. die Antenne muss nach Möglichkeit exakt auf den Satelliten ausgerichtet sein – vergleichbar mit einer Satelliten-Schüssel für das Fernsehen. Diese beiden Grundformen werden aber auch noch aus einem anderen Grund für den Empfang gewählt, denn die Funksignale der Satelliten verändern durch die Erd- und Satellitenbewegung ihre Polarisation. Eine Antenne, die nur für eine Polarisation ausgelegt ist, dämpft durch Signale, die in der entgegengesetzten Ausrichtung ankommen erheblich. Diese Ausrichtungsveränderungen der Funkwellen kann mit einem Kreuzdipol gut entgegengewirkt werden.

 Auf der Jagd nach Satcom-Signalen

Um die UHF-Signale der Satcom-Satelliten gut empfangen zu können, kann man bei kommerziellen Antennen erkennen, dass sich eine Antennen-Form als sehr dominant etabliert hat: Der omnidirektionale Kreuzdipol.

Diese Antennen gibt es mit Reflektoren, mit Direktoren aber auch ohne. Im Unterschied zu Helix-Antennen ist deren mechanischer Aufbau erheblich einfacher in der heimischen Werkstatt zu realisieren. Zudem sind diese Antennen auch kompakter im Design und weisen eine sehr vorteilhafte Empfangscharakteristik auf. Wer mehr über die Vorteile unterschiedlicher omnidirektionaler Antennen erfahren will, dem empfehle ich diesen Vergleich.

 Das Bau-Projekt: Eine X-WING Omni Satcom-Antenne

Da ich das Rad natürlich nicht neu erfinden will, habe ich die große Suchmaschine bemüht, in der Hoffnung vielleicht eine Bauanleitung für eine Kreuzdipole-Antenne zu finden. Schnell wurde mir klar, ganz so viele Antennen-Bauanleitungen gibt es dazu nicht- vor allem keine, die klein und kompakt daher kommt.

In einem Forum bin ich dann auf einen Baubericht aufmerksam geworden, der 2010 in der Fachzeitschrift  „Monitoring Times“ veröffentlicht wurde. Die vorgestellte Selbstbau-Antenne mit dem Namen „X-Wing Omni“ (Hier die beiden Artikel: Satcom part 1, Satcom part 2 )orientierte sich an den kommerziellen Designs, hatte aber einen entscheidenden Vorteil: Sie muss nicht zwangsläufig direkt auf den zu empfangene Satelliten ausgerichtet werden!

Die ½-λ-Kreuzdipol-Antenne ist simpel im Aufbau und aus handelsüblichen Materialien zu bauen: PVC-Rohr, Aluminium-Blech, 75 OHM-Sat-Koaxial-Kabel, Schrauben und Sat-Steckverbindern.

Prinzipiell hat mich diese Antenne überzeugt, zumal ich viele positive Stimmen im Netz fand, die die Leistung der Antenne bestätigten.

Lediglich die nicht vorhandene Möglichkeit, die Antenne ggf. doch auf den Satelliten ausrichten zu können weckte in mir den Drang, das Design etwas zu verändern.

Was ich genau wie verändert habe erläutere ich 2. Teil des Projekt-Berichts.

 

Horrido und stay tuned.