EME – Erde-Mond-Erde-Funkbetrieb
Unsere EME-Antennengruppe ist für Funkverbindungen über den Mond ausgelegt. Dabei werden Funksignale zum Mond gesendet und von dort zurück zur Erde reflektiert.
Die Antennengruppe der Clubstation besteht aus vier parallel angeordneten 8-Element-Yagis für das 2-Meter-Band.
Wie lange ist das Funksignal unterwegs?
Bei einer EME-Verbindung läuft das Funksignal von der Erde zum Mond und nach der Streuung an der Mondoberfläche zurück zur Erde. Da sich Funkwellen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, dauert dieser Weg bei mittlerer Mondentfernung insgesamt rund 2,56 Sekunden.
Die Werte beruhen auf einer mittleren Entfernung Erde–Mond von rund 384.400 km. Weil sich die Mondentfernung ändert, schwankt auch die tatsächliche Laufzeit. Die 2,56 Sekunden bezeichnen die reine Ausbreitungszeit des Signals – zusätzliche Verzögerungen durch digitale Betriebsarten oder Signalverarbeitung sind darin nicht enthalten.
Warum ist EME so anspruchsvoll?
Dämpfung und Beispielrechnung
Bei Erde-Mond-Erde-Verbindungen muss das Funksignal eine Strecke von mehreren hunderttausend Kilometern zum Mond und anschließend wieder zurück zur Erde zurücklegen. Schon die Ausbreitung im freien Raum schwächt das Signal enorm. Zusätzlich entstehen Verluste in Steckern und Kabeln; an der Mondoberfläche wird das Signal nicht wie an einem perfekten Spiegel zurückgeworfen, sondern gestreut.
Beispiel: 750 Watt an unserer Vierergruppe
Für die folgende Beispielrechnung nehmen wir 750 W Senderausgangsleistung, 0,5 dB Steckerverlust, 1,5 dB Kabelverlust und 18,8 dBi Gesamtgewinn der vier gemeinsam betriebenen Yagi-Antennen an.
Die hohe EIRP bedeutet nicht, dass der Sender oder die Antennenanlage tatsächlich knapp 99 kW elektrische Leistung erzeugen. Sie beschreibt die Wirkung der Senderleistung und des Antennengewinns im Vergleich zu einem idealen isotropen Strahler.
Was passiert auf dem Weg zum Mond und zurück?
Bei 144 MHz und einer mittleren Mondentfernung von etwa 384.400 km
beträgt die Freiraumdämpfung rund 187 dB für eine Strecke. Auf Hin- und
Rückweg zusammen sind es somit rund 252 dB reine Freiraumdämpfung.
Diese Zahl beschreibt nur die Ausbreitung zwischen Erde und Mond – sie
ist noch keine vollständige Berechnung der zurückkommenden Echo-Leistung.
Zusätzlich zur Freiraumdämpfung (nur ~-252dB (siehe Perplexity) kann
in der Ionosphäre noch eine Polarisationsdrehung hinzukommen,
so dass das ankommende Signal entsprechend weiter gedämpft wird.
Bei 90 Grad sind das zusätzlich bis zu 30dB, --> nix QSO
Der Mond ist kein idealer Spiegel. Ein Teil der eingestrahlten Energie
wird in unterschiedliche Richtungen gestreut und nur ein kleiner Teil
gelangt zurück zur Empfangsantenne. Wie groß das empfangene EME-Echo
ist, hängt unter anderem von der Mond-Rückstreuung, dem Gewinn der
Empfangsantenne, der Polarisation sowie den Verlusten und dem Rauschen
des Empfangssystems ab.
Wichtig: Aus 750 W Senderleistung, 1,5 dB Leitungsverlust und 18,8 dBi Antennengewinn lassen sich die Sende-EIRP und ERP berechnen. Eine belastbare Watt- oder Pikowatt-Angabe für das zurückkehrende Echo erfordert zusätzlich ein Modell der Mond-Rückstreuung und die Daten des Empfangssystems. Deshalb geben wir dafür hier bewusst keinen scheinbar exakten Einzelwert an.
Unsere Antennenanlage
Die vier 8-Element-Yagis bilden die Antennengruppe für den Erde-Mond-Erde-Funkbetrieb. Die folgenden Aufnahmen zeigen die Anlage bei Tag und Nacht sowie Bilder von Revisionsarbeiten.
Impressionen der EME-Anlage
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Technische Informationen
- Vier 8-Element-Yagis für das 2-Meter-Band
- Gesamtantennengewinn laut bisheriger Beschreibung: 18,8 dB
- Das HF-Equipment wird vor dem Funkbetrieb mitgebracht und verbleibt nicht dauerhaft in der Station.
Revisionsteam
DL2VH, DO3PC, DG3JO und DC9TC (DC9TC ist nicht auf den bisherigen Bildern zu sehen).