Astra 2E

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AW: Astra 2E

Es passt zeitlich nicht zu den Messwerten.

 

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Ich fürchte, eher nicht.

 

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Die Sägezähne auf der Tageskurve ließen sich schön mittels thermischer Effekte erklären. Sie verschieben sich ja auch etwas zeitlich von Tag zu Tag. Ich habe noch nicht geschaut, ob die Abstände zwischen den einzelenen Sägezähnen jeweils gleich sind.

Jetzt wäre es interessant zu untersuchen, in welcher Form sich die Sägezähne auch auf der Sidelobe-Seite der Nullinie wiederfinden. Entgegengesetzt oder genauso orientiert. Bei Hin und Herschwanken des Beams durch thermische Effekte in oder an der Sendeantenne müßten sie auf der Ostseite der Null entgegengesetzt wirken.

Ein Verziehen des Parabolspiegels durch Aufheizung würde sicher nicht nur die Nullinie verschieben, sondern und wahrscheinlich vor allem den Antennengewinn. Weil wir von vergleichsweise eher winzigen Effekten sprechen wieder nur im Randbereich spürbar.


Zu der Problematik nötige Spiegelgröße in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden EIRP an verschiedenen Orten im footprint:

Eine Parabolantenne ist ein Doppelsystem aus zwei Richtstrahlern, dem Spiegel und dem Feedhorn. Die Umrechnungstabelle Spiegelgröße vs Gewinn bezieht sich nur auf den Reflektor. Viel interessanter ist aber der Einfluß des feeds. Das hat eine keulenförmige Empfindlichkeit. In Richtung der Hauptachse ist es am empfindlichsten, nach außen nimmt die Empfindlichkeit ab. Im Brennpunkt des Parabolreflektors montiert, "blickt" das feed nun immer mehr oder weniger über den Spiegelrand hinaus, gleichzeitig ist seine Empfindlichkeit wenn man vom Spiegelzentrum aus nach außen wandernd mißt im Reflektor-Außenbereich schon niedriger als im Zentrum. Dazu kommt noch ein anderer Effekt, der sich durch die Geometrie des Parabols erklärt, mit jedem Grad Blickwinkel des feeds nach außen nimmt der der Flächenzuwachs vs Winkel ab, bei flachen Spiegeln stärker als bei tiefen. Durch beide Effekte trägt der Reflektor-Außenbereich pro Quadratzentimeter Fläche weniger zum Empfang bei als die Mitte.
Wenn ich den Durchmesser eines Reflektors vergrößere, steigt die Reflektorfläche in quadratischem Verhältnis zum Durchmesser. Doppelter Durchmesser macht vierfache Fläche, das sind die +6dB in den Datenblättern der Reflektoren bei Verdoppelung der Spiegelgröße. Reflektorgewinn=10*log(A1/A2) oder 20*log(d1/d2) A:Reflektorfläche, d:Reflektordurchmesser.
Vergrößere ich aber den Durchmesser eines Spiegels, entsteht der Flächenzuwachs im Vergleich zum kleinen Referenzspiegel außen am Spiegelrand, da, wo die Empfindlichkeit des feeds geringer ist. Je größer nun der Durchmesser wird, umso stärker wirkt sich das aus, mit jedem cm mehr Durchmesser kommt AUSSEN immer mehr Fläche dazu (quadratisch!), genau da, wo sie am wenigsten bringt.

Es gibt Tabellen, denen man die nötige Spiegelgröße in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden EIRP ablesen kann. Sie gelten immer nur für ein bestimmtes feed bzw. eine bestimmte Kombination Spiegel-feed. Im Bereich kleiner Spiegel macht eine Durchmesserverdopplung noch sehr viel aus (banal gesagt, weil diese Antenne ihren größten Flächenanteil in der Mitte hat), je größer der Durchmesser wird, umso mehr schwächt sich der Zugewinn ab. Einen Spiegel von 3m auf 6m zu vergrößern bringt weit weniger, als einen 45cm Spiegel auf 90cm.

Das Ganze ist dann auch noch frequenzabhängig, ein Spiegel gegebener Größe hat mit zunehmender Frequenz einen höheren Gewinn, ganz vereinfacht erklärt, es passen bei höherer Frequenz mehr Wellenlängen in den Durchmesser, die gebündelt werden können.

Das ist der Grund, warum man nicht einfach die dBW im footprint mit den dB der reinen Antennenfläche vergleichen kann. Bezieht man obigen Effekt ein, bzw. orientiert man sich an entsprechenden Tabellen, dann paßt es wieder.

Bitte auch beachten, daß das Richtdiagramm von feeds mitnichten symmetrisch ist. Dadurch lassen sich Unterschiede zwischen V und H erklären.

Lange Erklärung, sorry für den vielen Text...

 

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Die Probleme hatten sie aber wohl nur einen Tag lang bei tierischem Sturm und Starkregen, sowohl hier als auch in Irland. Ich weiss allerdings nicht, inwieweit sich auch dort der Empfang in den letzten Wochen verändert hat, weil sie erst in einer Woche wieder nach Hause kommt.
Was Deinen Empfang angeht ist das ja wirklich schade, ruckelig ist ganz fies, wenn es gerade etwas trifft, was einen wirklich interessiert (also nicht unbedingt Flog it ;-) ). Ausgerechnet dieses Abendtief ist Mist, schliesslich sitzt der Durchschnittsmensch tagsüber auf der Arbeit und schaltet eher nach dem Abendessen TV ein. Aufnehmen ist für mich eher auch keine Alternative, dafür bin ich viel zu schlecht organisiert und vergesslich (bzw. lebe in einem halben Irrenhaus....)

 

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Ich bleibe mal noch einen kurzen Moment bei meiner Betrachtung der Sägezähne.

2F und 2E haben auch die Sägezähne zu unterschiedlichen Zeiten. Nun die Aufgabe an die Leute, die eine genauere Vorstellung von der Bahn des Sats, von seiner Geometrie und seiner Lage im Orbit haben als ich: Lassen sich die Zeitpunkte, zu denen die Sägezähne auftreten irgendwie mit obigen Parametern korrelieren? Eigentlich schwer vorstellbar, daß ein Bahndurchmesser von 30km der Mikrobahn bei im wesentlichen gleichbleibender Orientierung des Sats irgendeinen Einfluß hat, zumindest wohl eher keinen thermischen.

 

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Hier findet sich z.B. solch eine EIRP-Tabelle:

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Nein. Fuer mich sind die Saegezaehne ein Effekt der Lagekorrektur. Auf der Linken Flanke wird der Sat Richtung Mittagshoch rausgezogen, die rechte Flanke ist dann ein Eingriff via Schwungraedern um ihn wieder ein wenig zurueckzubewegen.
Ich denke das System arbeitet wie in vielen Patenten beschrieben mit einem aehnlichen vorhersagendem Algorithmus. Ziel ist es den Beam in einem vorgegebenen Rahmen zu halten. Darum wird bereits frueh vor erreichen des Mittagshochs mit den Ausgleichsbewegungen angefangen. (Und darum gibt es da auch ab und an leichte Variationen, da der Algorithmus aktuelle Messwerte mit einbezieht und versucht vorher auszugleichen).

 

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..und bitte auch beachten, daß das Richtdiagramm von Parabolantennen insgesamt mitnichten symmetrisch ist, weder bzgl. V und H, noch überhaupt! Die erste Nebenkeule kann z.B. an der Westseite des Beams eine deutlich andere Intensität erreichen als an der Ostseite. Selbstverständlich sind auch Auf-und-ab- Schwankungen der Empfangsfeldstärke entlang eines "Beamumfangs" keine Seltenheit, dementsprechend dürfte auch der Verlauf der Nullinie leicht wellenförmig gebogen sein. In Büchern zum Thema Antennen sind immer typische Beispiele von Richtdiagrammen abgebildet.

Ich habe auch eher den Eindruck, daß es den Entwicklern des 2E-Beams mehr darum ging, die nicht verwertbare Zone so breit wie möglich zu machen und weniger, die Nullinie möglichst tief.
Die Nebenkeulen sind vergleichsweise kräftig, dafür verläuft der Bereich in der Umgebung der Nullinien entsprechend flacher. Würde mich nicht wundern, wenn sie nur ganz schwach ausgeprägt wären. Vielleicht sogar nur als leichte Einsenkung.
Mir kommt es auch so vor, als sei es den Entwicklern wichtig gewesen, diesen Einfluß so weit wie möglich Richtung Beammitte auszuweiten und weniger nach außen hin, wo so oder so geringe Pegel herrschen.
Das ist aber bei mir z.Zt. noch mehr gefühlsmäßig, vor allem an der Auswirkung der abendlichen Absenkung weit nach Westen orientiert. Ich werde da bei Gelegenheit vielleicht mal die Mathematik bemühen.
Vielleicht ist es auch nur Zufall mit der abendlichen Absenkung und man nimmt sie nur dankend in Kauf.

 

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Ich bin mir eben bei den Sägezähnen auch alles andere als sicher.
Interessant ist es ja, daß es ganz eindeutig Sägezähne sind, also Sättigungsvorgänge. Da nähert sich etwas asymptotisch einem Grenzwert an. Das läßt sich für meinen Geschmack nicht mit Deiner Erklärung mit der Lagekorrektur vereinbaren. Dann wäre es eine lineare Bewegung, keine exponentielle. Wo an oder in einem Satelliten können überhaupt Sättigungsvorgänge ablaufen? Thermisch oder elektrisch, sonst fällt mir nichts ein. Elektrisch halte ich für eher unwahrscheinlich.

Und beabsichtigt (im Sinne von Sanftanlauf) kann ein exponentieller Verlauf von Lage-Korrekturmaßnahmen auch nicht sein, man würde dabei in Hinblick auf das Einbringen von Drehimpulsen ins System tunlichst verhindern wollen, daß es zwischen Auf und Ab scharfe Übergänge gibt.

 

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Und warum sollten solche Korrekturmaßnahmen nur tagsüber stattfinden? Im Abendloch ist davon keine Spur mehr zu sehen.