Projekt NOAA, umlaufende Wetter-Satelliten

Das erste Projekt im neuen Shack beschäftigt sich mit dem Empfang von Signalen der umlaufenden Wetter-Satelliten.
Einige allgemein gehaltene Informationen zum Empfang von Wetter-Satelliten rund um NOAA , bekommst du hier.

In diesem Beitrag geht es darum, was bei der Antenne beachtet werden muss und welche Komponenten ich verwende. Außerdem zeige ich einige Bilder von der Montage der Antenne und vom Verlegen des Antennen-Kabels.

Nachdem ich meinen neuen Shack aufgebaut hatte, begann ich mit der Verwirklichung eines schon sehr lange gehegten Wunsches.
Der Empfang von Daten der umlaufenden Wetter-Satelliten.

Location… Location… Location 🙂
Da diese Satelliten über die Pole fliegen, also eine Nord-Süd- bzw. Süd-Nord-Bahn am Himmel beschreiben, war zuerst die Standort-Suche für eine mögliche Antenne wichtig. Am besten geeignet wäre ein Aufbau auf dem Dach. Dort herrscht meist freie Sicht in alle Himmelsrichtungen.
Da sich direkt neben meinem Grundstück in Richtung Norden eine große Eiche mit angrenzendem Kirchengebäude befindet, habe ich keine optimale Lage für den Empfang dieser Art von Signalen. Somit entschied ich mich vorerst, die Antenne am seitlichen Mast meiner Windom-KW-Antenne aufzubauen und dort mein Glück zu versuchen.
Zusammenfassend:
Ein unverbauter Blick auf die komplette Nord-Süd-Achse ist wichtig.

Die Empfangsantenne
Die umlaufenden Wetter-Satelliten senden ihr Signal in einer rechts-drehenden Polarisation. Damit ist gewährleistet, dass sowohl beim Auf- & Untergang, als auch am höchsten Punkt am Himmel, die Polarisation der Empfangsantenne nicht getauscht werden muss.
Das stellt allerdings bei der Empfangsantenne eine gewisse Herausforderung dar. Normalerweise sind Antennen horizontal oder vertikal polarisiert. Im UKW-Bereich werden überwiegend vertikal polarisierte Antennen verwendet.
Bei zirkulär rechtsdrehender Polarisation rotiert der Feldstärkenvektor senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.
Um dies zu realisieren, benutze ich eine Umweg-Leitung, oder auch Schleife genannt.
Technisch gesehen erreiche ich die zirkulare Polarisation, indem ich die beiden Antennenebenen um 90 Grad phasenverschoben speise. Dies entspricht dann einer Viertelwellenlänge.
Hierzu folgendes Bild:

Punkte A-D: Kreuzförmiger Dipol. Länge 510 mm, gegenseitige Anordnung im 90 Grad-Winkel
Punkt E: Viertel-Lambda. 361 mm Koaxkabel, 50 Ohm (Umwege-Leitung)
Punkt F: Viertel-Lambda Transformator 25 auf 50 Ohm
Punkt G: RG 58-Kabel

Wichtig: Auf dem Bild sieht es so aus, als wären beide Dipole miteinander verbunden. Das ist natürlich nicht der Fall und darf in der Praxis auch nicht sein. Ich konnte die beiden Dipole auf meiner Zeichnung nur nicht anders anordnen, damit die Zeichnung Sinn ergibt.

Der geöffnete Kopf der Antenne sieht dann wie folgt aus:

Praktisch habe ich zum Schutz vor Witterungseinflüssen und UV-Strahlung noch einen schwarzen Schrumpfschlauch über den Plastik-Deckel gezogen und letztendlich die Dipole schräg im 45 Grad-Winkel gebohrt und eingesetzt. Somit habe ich auch noch bei einem direkten Überflug des Satelliten und auch bei über einem Winkel von 45 Grad einen halbwegs brauchbaren Signalempfang.
Auf dem Bild oben sind die Dipole noch waagerecht zu sehen.

Somit habe ich eine baugleiche Antenne, wie sie Wimo als Kreuzdipol TA-1 (3) anbietet.
Ich habe mir zum Vergleich der Maße und des Aufbaus, bei Wimo die Turnstile (3) bestellt. Mit einem dicken Grinsen im Gesicht musste ich feststellen, dass tatsächlich meine Antenne, bis auf einige Kleinigkeiten baugleich war.
Ich werde die gekaufte Antenne von Wimo behalten und diese zu einem späteren Zeitpunkt auf einem erhöhten Standort aufbauen. Der Empfänger R2FU bietet eine Diversity-Funktion an, mit der ein Empfang über eine zweite Antenne möglich ist.
Nachfolgend einige Bilder meines Eigenbaus:

Der Empfänger
Als Empfänger für die Signale entschied ich mich für den R2FX (2). Dieses Gerät besitzt eine hohe Eingangsempfindlichkeit. Diese ist bei 25 Meter Antennenleitung (Aircell-7) auch notwendig.
Außerdem überzeugte mich die AFC-Schaltung (Automatic Frequency Correction), die den Dopplereffekt der Empfangsfrequenz korrigiert.
Das Gerät besitzt auch eine Scan-Funktion, mit der 5 der insgesamt 6 Kanäle nach Signalen abgesucht werden kann.
Die Programmierung der Kanäle erfolgt über die mitgelieferte Software und das mitgelieferte Programmierkabel.
Der Empfänger wird über ein mitgeliefertes Audiokabel mit 3,5 mm Klinkenstecker an den Eingang der Soundkarte von PC angeschlossen.
Eine Bedienungsanleitung zu diesem Gerät findest du unter (2)
Die Stromversorgung erfolgt über den 5 Volt-USB-Anschluss. Ein Netzteil wird nicht mitgeliefert. Allerdings sollte jeder heutzutage noch Netzteile für USB zu Hause haben, zumindest von ausgedienten Handys.

Verlegung der Antennen-Leitung
Man sollte bei der Ermittlung der Leitungs-Länge immer zweimal messen. Diesen Vorsatz nahm ich mir bei der letzten Verlegung eines Antennenkabels zu herzen.
Auch bei diesem Projekt stellte sich dieser Grundsatz als wichtig heraus, denn ich hatte mich bei meiner ersten Messung gründlich vermessen.
Somit mussten anstelle der ermittelten 19 Meter, dann 25 Meter Antennenkabel beim Händler meines Vertrauens bestellt werden.
Diese Zwangspause nutze ich, um weitere Empfangsversuche mit meiner Antenne und einem Handfunkgerät durchzuführen.
In der Woche vor dem 1. Mai 2022 entschied ich mich, die Verlegung der Antennen-Leitung vorzunehmen.
Zuerst wurde einmal quer durch den Garten, mit einem Spaten Boden ausgehoben, um dann ein großes Leer-Rohr zu verlegen. Ebenfalls wurden durch das Leer-Rohr weitere zwei Maurer-Schnüre gezogen, damit zu einem späteren Zeitpunkt noch zwei weitere Leitungen durch das Leer-Rohr gezogen werden können, ohne, dass das Leer-Rohr erneut „ausgegraben“ werden muss. Die Kabel-Durchführung durch die Wand erfolgte bereits letzte Jahr, im Zuge der Renovierung des Shacks. Nun wurde das Antennen-Kabel durch die Wand und dann unterhalb des Freisitz-Daches verlegt. Anschließend wurde das Antennen-Kabel über einen Kabel-Kanal an der Wand senkrecht dem Boden zugeführt und dann unterirdisch über einen weiteren Kabel-Kanal zum Antennenmast geführt.

Nachfolgend eine Bilder-Galerie mit Bildern, die während dieses Projektes entstanden sind.

Dankeschön:
Ich möchte mich an dieser Stelle bei meiner Family bedanken, für die Geduld mit mir und für die Hilfe bei diesem Projekt.

Quellennachweis:
(1) = http://www.df2fq.de/produkte/r2fx.html
(2) = http://www.df2fq.de/res/R2FU-Man-Deu.pdf
(3) = https://www.wimo.com/de/ta-1?queryID=3625ea951ba1b58c7971c00dc49743eb&objectID=28094&indexName=wimo_live_wimo_b2c_eu_de_products

 

2 comments on Projekt NOAA, umlaufende Wetter-Satelliten

  1. Hallo Heiko, gut gemacht. Auch die Bescheinigung ist sehr gut formuliert und verfasst. Der Wettersatellitenempfang ist eine interessante Ergänzung zum Amateurfunk. Derzeit bereite ich mich mit Freunden auf Bootsführerscheine und die Funkzeugnisse vor. Auch da kann das später, auf dem Boot hilfreich sein …

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