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Fragen und Antworten zum Thema Funk
irc
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BeitragVerfasst: Do 2.11.2017 20:27 
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S1
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Registriert: Mo 30.10.2017 17:31
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Hallo zusammen,

ich hätte mal ein paar Fragen die mit dem Apollo-Programm der NASA zusammenhängen und hoffe das Ihr mir ein Stückchen weiterhelfen könnt. Ich möchte hier auch keine Diskussion über pro und Contra der Mondlandungen lostreten. Es geht nur um ein paar Fragen bezüglich der Antennen. Bin von Beruf zwar Industrielektroniker, aber was Antennen angeht recht ungebildet.

1) Bei Apollo 15,16 und 17 lief sämtliche Kommunikation über das S-Band bei 2,275 GHz. lt Datenblatt hatte die Sendeantenne einen Durchmesser von 0,6m und einen Öffnungswinkel von 6°. Nach meiner Rechnung würde das bedeuten, dass der Durchmesser der Sendekeule in Höhe der Erde (384400Km) einen Durchmesser von rund 102835 Km. Was mir jedoch irgendwie zu viel erscheint. gerechnet habe ich folgendes:

70° x Lambda(2,275GHz) / 0,6m = 15,37° (Öffnungswinkel)

dann weiter über Dreiecksberechnung:

a= Keulendurchmesser
b=c Entfernung Erde-Mond = 384400 Km
α= Öffnungswinkel =15,37°
__________________
a = √b² + c² - 2bc * cos(α) = 102835 Km


2) Die Signal vom Mond wurden unter anderem auch von der Bochumer Sternwarte mit ihrem 20m Radioteleskop empfangen. Bis auf den neuen Durchmesser von 20m habe ich dabei die Selben Werte wie in der vorherigen Rechnung eingesetzt und komme dann auf eine Empfangskeule in Höhe des Mondes von 3094 Km. Also fast der Gesamte Monddurchmesser.

Das würde für mich jetzt bedeuten, dass das Radioteleskop der Bochumer Sternwarte nur mittig auf den Mond hätte ausgerichtet werden müssen, um die Signal von dort zu empfangen. Auch die 3094 Km scheinen mir jedoch in Anbetracht der kurzen Entfernung von rund 400.000 Km ebenfalls zu hoch.

Ich bin jetzt etwas ratlos :?: :?: :?: Wo liegt mein Denkfehler?

Wie groß ist den nun der tatsächliche Durchmesser in Erd- bzw. Mondhöhe?

Und in welchem Zusammenhang stehen denn jetzt die aus beiden Datenblättern zu ersehenden Werte für die Öffnungswinkel, wenn aber die Rechnung einen ganz anderen Wert ergeben.

Sendeantenne Mond: 6°
Parabolantenne Bochum: 0,01° ???

Vielen Dank schon mal im voraus :)


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BeitragVerfasst: Do 2.11.2017 21:50 
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Registriert: Mi 16.7.2014 19:07
Beiträge: 1909
Hallo,

also ich verstehe jetzt nicht genau, was du mit deiner Berechnung rechnen willst, aber ich kann dir eines sagen:
Bei Apollo 11 wurde das Signal von drei über die Erde verteilte Spiegel verfolgt. Dabei ist das Signal mal verloren gegangen. Das laag aber daran, dass die Rakete aus Sicht der Erde nicht geradlinig auf den Mond zufliegt, sondern durch Ausnutzen der Erdrotation und Bewegung des Mondes über einen Bogen zu diesem fliegt. Und da befand sich die Kapsel weit ausserhalb der Antennenkeule.

Gruß

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Gruß Stefan

"Amateurfunk ist die Technik einer längst vergangenen Zukunft! "


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BeitragVerfasst: Do 2.11.2017 22:51 
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S1
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Registriert: Mo 30.10.2017 17:31
Beiträge: 3
Vielen Dank für die schnelle Antwort.

Das Bochumer Institut für Satelliten- und Weltraumforschung wurde durch die NASA in den 60er Jahren akkreditiert, als externe Einrichtung an den Apollo-Experimenten partizipieren zu dürfen. Sie waren sozusagen eine Art neutraler Beobachter.

http://www.sternwarte-bochum.de/m.php?sid=124

Es geht um folgendes. Es gibt ein Argument von "Verschörungstheoretikern", das die Signale damals zwar vom Mond kamen, aber

1) entweder von einem um den Mond kreisenden Satelliten zur Erde abgestrahlt wurden oder
2) von einer auf dem Mond platzierten (Funk)-Sonde zur Erde übertragen wurden oder
3) alternativ via EME (Moon-Bounce) zur Erde gesendet wurden.

Mir geht's um die erste Variante. Wenn die Funksignale von einem um den Mond kreisenden Satelliten stammen würden, hätten die Bochumer es ja mitbekommen, da sie ja ihre 20m Parabolantenne bei der Mondumkreisung des Sendesatelliten ständig hin und her nachführen müssten. Ergo hätten Sie gemerkt, dass da etwas nicht stimmt.

Das wollte ich einmal überprüfen und habe mich mal ans rechnen gemacht. Dabei ist mir jedoch aufgefallen, das an meiner Rechnung irgendetwas nicht stimmen kann, da der Durchmesser der Sende- Empfangskeule nach 380.000 Km schon fast so groß ist wie der Mond selber (3.474 Km). Das scheint mir jedoch zu groß zu sein. Ich hatte vorher eher vermutet, dass der Durchmesser auf dieser kurzen Distanz nur wenige Km betragen würde.

Mein Frage (nun noch einmal anders formuliert): wie groß ist die Auflösung einer 20m Parabolantenne bei 2,275 GHz in 380.000 Km. ?

Vielleicht gibt es ja jemanden der meine Rachnung mal überprüfen kann.


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BeitragVerfasst: Fr 3.11.2017 0:56 
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Registriert: Sa 26.3.2016 19:45
Beiträge: 1017
Du vergißt bei der Rechnerei, daß die sog. Keule eine ideelle (Iso-)Linie ist bei der die Spitzenleistung (Keulenspitze) um ±3dB schwächer geworden ist. Du empfängst also auch "außerhalb" der Keule noch Signale, die allerdings sehr schnell schwächer werden, je größer der Winkel wird.

Das ist keine alles-oder-nichts Grenze. Nachrechnen mag ich heute nicht mehr, vielleicht irgendwann mal. Außerdem haben mir die Apollo-Leute immer zugewunken. Habe ich deutlich gesehen und zurück gewunken. Nix Verschwörung ......

Grüsse, Peter


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BeitragVerfasst: Fr 3.11.2017 5:58 
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Registriert: Mi 16.7.2014 19:07
Beiträge: 1909
Zur Info: Der Monddurchmesser von der Erde aus betrachtet beträgt ca. 0,5°. Deine "harte" Keule der Antenne müsste also einen Öffnungswinkel von 0,5° haben, um im Abstand des Mondes zur Erde genauso groß zu sein, wie der Mond selber. Deine 6° Öffnungswinkel sind also 12 mal größer!

Von daher denke ich, wäre eine Täuschung durchaus möglich gewesen. Kritisch zu empfangen war auch nie wirklich die Zeit, als die Apollo 11 und weitere um den Mond kreisten bzw. dort waren, sondern immer nur der Weg dorthin und zurück, weil das Raumschiff eben nicht die optische, gerade Linie zwischen Mond und Erde entlang flog.

Gruß

_________________
Gruß Stefan

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BeitragVerfasst: Fr 3.11.2017 12:52 
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Registriert: Sa 26.3.2016 19:45
Beiträge: 1017
Zum Öffnungswinkel einer Parabolantenne nur kurz als Hinweis https://de.wikipedia.org/wiki/Parabolantenne

Der Öffnungswinkel ist frequenzabhängig, also etwas aufpassen bei den Daten. Man muß den Durchmesser etwas kleiner rechnen (Wirkungsgrad, Ausleuchtung), weil die eigentliche Antenne im Brennpunkt die "Scheibe" als Reflektor nimmt und nicht 100%ig "ausleuchtet", bzw. als Reflektor nutzen kann.

Nach der Wikiformel ist bei 20m D und 90% Wirkungsgrad der 3dB-Öffnungswinkel bei 5-10GHz um 0,2° bis 0,1°. Im Afu 2m Band sind wir schon bei 6,8° .

73 Peter


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BeitragVerfasst: Sa 4.11.2017 9:15 
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Registriert: Mo 30.10.2017 17:31
Beiträge: 3
Hallo liebe Leute,

danke für die Antworten :D . Bin jetzt zwar noch nicht wirklich weiter :x , aber es wird schon noch kommen. Werde mir mal in meinem Umfeld jemanden suchen der es mir genau erklärt.

Ich möchte das Thema an dieser Stelle beenden.


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