Hallo Leute, ich beginne aktuell mit meiner Diplomarbeit. Kurz gesagt dreht diese sich darum, dass ich ein Funksystem für einen CubeSat entwerfen soll. Insgesamt soll das gute Stück, über zwei, von einander unabhängige, Funksysteme verfügen. Diese sollen im S-Band funken und mittels ICs aufgebaut werden. Mein Betreuer meinte, eine komplette Eigenkonstruktion/Entwicklung sei zu aufwendig, da hat er sicherlich recht. Meine Bearbeitungszeit (6 Monate) beginnt zwar, offizell, erst Anfang August aber ich denke es ist gut, nicht auf der faulen Haut zu liegen und mich schon mal an die Literaturrecherche zu machen. Als erstes, muss ich mehr über CubSats in Erfahrung bringen. Mittels, wie solltes es anders sein, Googel bin ich schon auf eine Reihe interessanter Paper gestossen. Ich würde euch aber gerne fragen, natürlich nur wenn ihr wollt, ob ihr lesenswerte Artikel, Bücher etc. zu diesem Thema kennt, ich wäre sehr dankbar dafür. Auch Literatur, welche sich mit dem Einsatz von Funktechnik befasst, wäre hilfreich. Zwar haben ich hier in der Bibliothek und natürlich auch im Netz reichlich Auswahl. Auf Hinweise von erfahrenen HF-Techniker/Ingenieuren etc. möchte ich trotzdem nicht verzichten. Nur um das noch einmal klar zu stellen, ich möchte meine Recherchearbeit nicht auslagern, ich möchte lediglich alle Quellen, welche ich erreichen kann abfragen. Mit freundlichen Grüßen Scipio
Oha, da hast Du aber ein anspruchsvolles Thema. Vor allem wenn Deine Fragen an HF-Techniker und Funk-"Erfahrene" gerichtet sind gehe ich mal davon aus, dass nur Grundlagenwissen vorhanden ist? Spezialisierungsrichtung wenigstens HF-Technik (Hoch- und Höchstfrequenztechnik und Antennen bei Prof. P. mitgenommen? ;) ) An welchem Lehrstuhl schreibst Du die Arbeit? Hochfrequenztechnik am IfN? Also Du kannst Deine Literatur schonmal auf SHF eingrenzen wenn Du im S-Band senden willst. Schau mal bei den einschlägigen Herstellern (TI ist da so ein Kandidat, der alle möglichen Frequenzbereiche mit ICs abdeckt) nach entsprechenden Transceivern im GHz-Bereich... Da findet man häufig (und besonders bei TI gibt's richtig viele App-Notes). Die nächste herausforderung wird die Antenne werden und das Layout für die Platine mit entsprechender Impedanzanpassung, was im GHz-Bereich nicht ohne ist. Schau mal bei IEEE ob sich da dazu was finden lässt, solltest den Zugang über die Uni ja haben. Bücher kenne ich ein sehr gutes: Grundlagen der Hochfrequenztechnik von Detlefsen, Jürgen Schau auch mal auf den Amateurfunkseiten zum Satellitenfunk vor allem hinsichtlich der Implementierung eines Transceiver-Systems ;)
http://de.wikipedia.org/wiki/CubeSat da gibt es auch ein paar deutsche Teilnehmer, die man fragen könnte S-Band heißt laut Wikipedia: 2,6–3,95 GHz oder simpler 2–4 GHz. vermutlich im Amateurband 2320 - 2450 MHz ? Welche Modulation, ich nehme an, digitale Datenübertragung?
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > http://de.wikipedia.org/wiki/CubeSat > da gibt es auch ein paar deutsche Teilnehmer, die man fragen könnte > > S-Band heißt laut Wikipedia: 2,6–3,95 GHz oder simpler 2–4 GHz. > vermutlich im Amateurband 2320 - 2450 MHz ? > > Welche Modulation, ich nehme an, digitale Datenübertragung? Ich denke mal den Wikipedia-Eintrag hat er wohl selbst schon mit als erstes zu dem Thema gefunden ;) Laut Bandplan lässt sich der Frequenzbereeich noch weiter einschränken auf 2,40 - 2,45 GHz. Zumindest bietet TI im GHz ein paar IQ-(De-)Modulatoren an und da wird sich sicherlich auch einiges an Lektüre finden lassen.
Alexander Wolf schrieb: > ich möchte lediglich alle Quellen, welche ich erreichen kann abfragen. Fang doch mal an der eigenen Uni an … da gibt es Leute, die sowas schon (mit-)gemacht haben. ;-)
Erstmal danke für eure Antworten, Jungs. @DaRen Ich bin mir bewusst, dass es sich hier im eine anspruchsvolle Aufgabe handelt, aber damit komme ich immer noch um einiges besser klar, als etwa mit einer "NON-Standart Methode" Berechnungen durch zu führen. Darüber hinaus habe ich bereits im Fachpraktikum mit HF-Komponenten gearbeitet, also quasi mit den Einzelteilen eines Funksystems. Wo ich meine Arbeit schreibe, ist etwas kompliziert. Ich selbst gehöre, wie sollte es anders sein, zu den Elektrotechnikern. Die aufgabe stammt aber von den Maschienenbaueren, genauer vom Institut für Luft- und Raumfahrttechnik. Unser Prof. hat zugestimmt, dass ich die Arbeit dort schreiben kann und mir auch nen Betreuer an unserem Institut organisiert. Ich hab also jetzt zwei Betreuer, einen von den Maschienenbauern und einen von den Elektrotechnikern. An Vorlesungen habe ich alles besucht und bestanden, was der HF-Bereich her gab. Abgesehen, von den beiden Vorlesungen, die sich mit LWL-Technik befassten, die habe ich nur gehört. Bist du dier sicher, dass ich nicht auch das UHF-Band berücksichtigen sollte? Immerhin überschneidet sich das S-Band auch mit diesem? Am besten ist allerdings, wenn ich bei der nächsten Konsultation erstmal die technischen Anforderungen in erfahrung bringe und niederschreibe, dazu zählt natürlich auch, auf welchen Frequenzen genau, sich das Ganze abspielen soll. Bei TI, kann ich ja erstmal das Angebot sichten und Datenblätter sammeln. Bei IEEE bin ich bereits fündig geworden, aber danke für die Bestätigung. An Amateurfunkseiten habe ich mir schon mal einiges ins Leseverzeichnis gezogen. @dl8dtl Hast natürlich absolut recht und das werde ich auch noch zur genüge tun. Ich dachte nur, dass es keine schlechte Idee wäre, sich auch mal andern Orts umzusehen. Natürlich nur, wenn ich euch nicht auf die Nerven gehe. p.s. @DaRen Woher weist du, an welcher Uni ich bin??????
Alexander Wolf schrieb: > Bist du dier sicher, dass ich nicht auch das UHF-Band berücksichtigen > sollte? Immerhin überschneidet sich das S-Band auch mit diesem? Am > besten ist allerdings, wenn ich bei der nächsten Konsultation erstmal > die technischen Anforderungen in erfahrung bringe und niederschreibe, > dazu zählt natürlich auch, auf welchen Frequenzen genau, sich das Ganze > abspielen soll. > Klar, natürlich gehört im Hinblick auf eine etwaige Nutzung der Amateurfunkfrequenzen lt. Bandplan auch der UHF-Bereich dazu. Ich habe anfangs nur pauschal angenommen, dass Du die üblichen Frequenzen im GHz-Bereich für Satellitenfunk nutzt, die zumeist im SHF-Bereich liegen. Du solltest aber natürlich erstmal genau abklären für welchen Frequenzbereich das System entworfen werden soll, dann weißt Du's genau. > p.s. @DaRen Woher weist du, an welcher Uni ich bin?????? Weil ich bis zu meinem Diplom und jetzt gelegentlich auch noch im NA-Forum unterwegs war/bin und mir der Alias doch bekannt vorkam ;) Und rein thematisch kommen da auch nicht so viele Lehrstühle in Frage :P
Ich weiß zu dem Thema nur, was ich auf Vorträgen von Amsat-Amateuren auf der UKW-Tagung gehört habe. http://www.amsat.org/amsat-dl/ Die Anforderungen für Satellitenelektronik sind höher als normal: Vibrationen beim Start, Vakuum, extreme Temperaturschwankungen und Strahlenbelastung, die vor allem Bitfehler in Flash und RAM bewirken können. Die Hard- und Software muß darauf ausgelegt sein, dass die Software irgendwann Amok läuft. Die bemannte Raumfahrt, aus öffentlichen Geldern bezahlt, ist an publikumswirksamen Amateurprojekten interessiert, vor allem Funkkontakte der ISS zu Schulen, viele Astronauten haben schon deshalb Amateurfunklizenz. Auch der "Suitsat" kam bis in die TV-Nachrichten. Ein Handfunkgerät in einen ausgedienten Raumanzug gepackt sollte ein paar Tage senden, leider riss die Antenne beim Aussetzen ab. Für kommerzielle Satellitenstarts, bei denen CubeSat mitbefördert wird sieht das etwas anders aus. Die Kunden wollen ihr Risiko minimieren, deshalb darf sich kein Teil bei Vibrationen lösen, Rütteltests sind vorgeschrieben und relativ teuer. In der Startphase muss der CubeSat stromlos sein.
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Ich glaube die Aufgabe der DA umfasst eher den Entwurf des Konzeptes und des Systems vorrangig im Hinblick auf die Funktion und weniger auf die Auslegung für rauhe physikalische Umgebungsbedingungen. Schön wäre es natürlich, wenn dann auch gleich passende ICs ausgewählt werden würden, die die Anforderungen an dem Weltraum-Einsatz erfüllen... einige Hersteller haben dafür ja auch spezielle Sparten mit geeigneten ICs... Aber bei der ganzen Thematik würde mich mal interessieren, ob die Teile (Cubesats) auch sowas wie eine "Entsorgungsfunktion" wie bspw. kontrolliertes Verglühen o.ä. haben. Andernfalls sind die Dinger an ihrem Lebensende nur weiterer Weltraumschrott, von dem es schon zu viel gibt.
René G. schrieb: > Aber bei der ganzen Thematik würde mich mal interessieren, ob die Teile > (Cubesats) auch sowas wie eine "Entsorgungsfunktion" wie bspw. > kontrolliertes Verglühen o.ä. haben. Andernfalls sind die Dinger an > ihrem Lebensende nur weiterer Weltraumschrott, von dem es schon zu viel > gibt. Ja die ist automatisch eingebaut. Die meisten Cubsats habe eine passive Bahnsteuerung also einfach einen recht starken Magneten der den Cubsat entlang des Erdmagnetfeldes ausrichtet. Durch das Gravitationsfeld der Erde werden die Cubsats immer "angezogen" und wandern immer näher an die Erde heran. Aufkommende Reste der Atmosphäre bremsen den Cubsat mit größerer Erdnähe zunehmend ab. Eine geringere Geschwindigkeit führ wieder zu einer erdnäheren Umlaufbahn. Das ist ein Teufelskreis. Darum müssen alle Satelliten/ISS in entsprechender Erdnähe regelmäßig auf höhrere Umlaufbahnen gehoben werden. Per Gesetz (ja Weltraumgesetze gibt es wirklich) müssen Cubsats nach spätestens 2 Jahren eine solch erdnahe Umlaufbahn erreicht haben, dass es zum Wiedereintritt kommt und dann ciaaaaooooo ....
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Für kommerzielle Satellitenstarts, bei denen CubeSat mitbefördert wird > sieht das etwas anders aus. Die Kunden wollen ihr Risiko minimieren, > deshalb darf sich kein Teil bei Vibrationen lösen, Rütteltests sind > vorgeschrieben und relativ teuer. In der Startphase muss der CubeSat > stromlos sein. Das geht schon viel früher los mit den Problemen. Vibrationen sind ein Problem, ohne vernünftige Auslegung kommen die Cubsats nur als Schrott an. Das Andere ist die Kälte speziell in Verbindung mit Akkus. Man braucht Akkuheizungen weil man gleich nach dem Aussetzen den größten Energieverbrauch zum Ausklappen der lebenswichtigen Solarzellen braucht. Dann braucht man space zertifizierte Komponenten in der Elektronik. Zertifizierte Akkus kosten gleich mal 10000€ oder mehr für eine Leistung vergleichbar mit einem Handyakku. Und ohne Zertifizierung wird dir kein Unternehmen einen Akku auf einer Rakete transportieren. Auch Materialwahlen sind kritisch. Stichwort Ausgasung. Nächstes Problem Wärme ... die bekommt man im All kaum weg. Da braucht man dann für den kleinsten Mikrocontroller + Spannungsregler schon ein Radiatorsystem oder eine aktive Kühlung. Ganz zu schweigen von verhältnismäßig leistungsstarken Verbrauchern wie AD-Wandler für die I/Q Digitalisierung und und und. Die TU München hat sich die Zähne ausgebissen mit ihrem Cubsat genannt MOVE. Da hat man zwar den Großteil gekauft (Controller, Sternensensor, Kommunikationssystem) und trotzdem ist das Ding nun nur noch ein Haufen Schrott im Reset-Mode - vermutlich wegen irgendwelcher strahlungsbedingter Bitflips. Die haben da allerdings mit einem sehr starken Team jahrelang entwickelt.
Übrigens: Heute um 19:11 UTC soll wieder ein Start einer Trägerrakete mit zwei CubeSats erfolgen. http://funcube.org.uk/news/ Ich werde dieses Spektakel mangels Hotelaufenthalt und Ausrüstung hier vor Ort leider nicht verfolgen können - zumindest nicht im "Äther" :-)
132 schrieb: > Man > braucht Akkuheizungen weil man gleich nach dem Aussetzen den größten > Energieverbrauch zum Ausklappen der lebenswichtigen Solarzellen braucht. CubeSat's haben meist gar keine ausklappbaren Solarzellen.
Zu deiner Aufgabe: Ich glaube ihr unterschätzt den Gesamtaufwand für sowas "ein wenig". Da kommt auch viel Mechanik dazu (Vibration!), du musst auch aufpassen, was du überhaupt verbauen darfst, nicht alle Bauteile sind RadHard. Dazu kommen dann noch Vakuumtests. EMV ist auch nicht zu vernachlässigen, denn die Systeme auf solchen Satelliten sind enorm empfindlich! Also mindestens diese Punkte solltest du noch im Hinterkopf haben. Es ist nicht so, dass man diese in nem Absatz schnell erwähnt. Nein, diese Punkte bestimmen dir, wie eine Lösung aussehen muss!
Und ab heute werden von der ISS wieder Funkkontakte mit Schulstationen durchgeführt, ein deutscher Astronaut mit amerikanischen Rufzeichen ist bis November dort. (Quelle: neue CQ-DL und "Funkamateur" Juliheft) Die auf Wikipedia genannten Cubesat-Entwickler aus Heidelberg hatten vor ein paar Jahren einen Vortrag in Weinheim, die hatten auch ein paar Cubesats als Anschauungsmaterial dabei. http://de.wikipedia.org/wiki/SRH_Hochschule_Heidelberg Da ist nicht viel Platz für ausfahrbare Solarzellen und Akkus.
Christoph: sieh Dir mal das Video aus meinem Link an. Es gibt noch sehr viel größere Panels für die CubeSats :-)
Hallo Leute, ich habe heute mit meiner Diplomarbeit begonnen. Als erstes, steht die Berechnung einer Leistungsübertragungsbilanz an, was nicht sonderlich schwer ist. Eine Frage habe ich aber dennoch dazu. Es geht darum, welche Art von Dämpfung sich auf das gegebene Szenario (was ich nachfolgnd skizieren werde) auswirkt. Abgesehen von der Freiraumwellen Dämpfung natürlich. Das Szenario: Unser Cube befindet sich in einer höhe von 600km Höhe mit einer Evelation von 10°. Frequen 2-4GHz (S-Band) Ich muss mit etwa 1W Sendeleistung auskommen und die On-board-Antenne hat etwa 3-5dBi Gewinn. Laut meinen Unterlagen ist die Atmosphärendämpfung bei Frequenzen unter 10 GHz vernachlässigbar, aber ich habe auch anders lautende Angaben. Für Wetter bedignte Effekte habe ich ähnliches gelesen. Wie sieht es aber beispielsweise mit der Dämpfung in der Ionosphäre aus?
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