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1988 | Book | 2. edition

Funktionen des Fernwirksystems Read chapter Read first chapter

Fernwirktechnik der Raumfahrt

Telemetrie, Telekommando, Bahnvermessung

Author: Dr.-Ing. Philipp Hartl

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : Nachrichtentechnik

Included in: Professional Book Archive

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About this book

Aus den Besprechungen: "... Der Text ist flüssig zu lesen und durch viele instruktive Bilder ergänzt. Wichtige Formeln werden regelmäßig durch Zahlenbeispiele veranschaulicht. Wer das Buch ebenso wie die Vorlesung des Verfassers hintereinander studiert, wird es mit großem Gewinn aus der Hand legen.... Die Fülle des Stoffes auf engem Raum ermöglicht es jedem technisch gebildeten Leser, aus berufenem Munde eine zukunftsweisende Technik kurz und doch vollständig kennenzulernen." ntz Nachrichtentechn. Zeitschrift # 1 "... Der Verfasser hat in Deutschland praktisch an allen größeren Raumfahrtprojekten mitgewirkt und ist auf diesem Gebiet ein bekannter Fachmann. Sein Buch bringt nicht nur Ingenieuren der Nachrichten- und Hochfrequenztechnik die speziellen Probleme der Fernwirktechnik in der Raumfahrt näher, sondern führt auch Ingenieure anderer Disziplinen in dieses Gebiet ein." Zt. f. Flugwissenschaften und Weltraumforschung # 2

Table of Contents

Frontmatter
1. Funktionen des Fernwirksystems
Zusammenfassung
Vom Standpunkt der Nachrichtentechnik aus gesehen handelt es sich bei der Raumfahrt um „mobile Dienste“ über extreme große Entfernungen, d.h. um Funkübertragung von und zu bewegten Objekten. Die Fernwirkanlagen werden dabei sowohl zur Steuerung der Transportsysteme eingesetzt, d.h. der ein- und mehrstufigen Trägerraketen, als auch zur Überwachung der „Nutzlasten“. Nutzlasten sind bisher noch vorwiegend unbemannte Instrumentierungskapseln, die je nach Einsatzbereich unterschiedlich bezeichnet werden, nämlich als
  • Höhenraketennutzlasten, wenn sie auf ballistischen Bahnen fliegen und nach einer Flugdauer von mehreren Minuten zur Erde zurückkehren, dabei in der Regel aber zerstört werden;
  • Erdsatelliten, wenn sie in einer Umlaufbahn die Erde umkreisen;
  • (Raum)Sonden, wenn sie den Bereich der Erdanziehung verlassen und den eigentlichen Weltraum durchfliegen. Hierzu gehören die Mondsonden, die planetaren und Kometensonden, die interplanetaren Raumsonden und die Kometensonden, sowie zukünftige interstellaren Sonden.
Philipp Hartl
2. Signalübertragung und Rauschen
Zusammenfassung
Für die Dimensionierung eines Übertragungssystems ist es erforderlich, die Leistungs­gewinne und -verluste zu identifizieren und deren Bilanz dem störenden Rauschen gegenüberzustellen. Zu diesem Zweck werden in diesem Kapitel extrem vereinfachte Modelle der Signalübertragung benutzt. Die wesentlichsten Systemgrößen, die für die Auslegung von Sender, Empfänger und Antennen von Bedeutung sind, lassen sich so leicht erkennen. Die Vereinfachungen helfen, den Rechenaufwand klein zu halten, so daß die Durchsicht zu den fundamentalen Problemen nicht getrübt wird.
Philipp Hartl
3. Modulation
Zusammenfassung
Die bisherigen Ausführungen waren besonders auf die Belange der hochfrequenten Übertragung ausgerichtet. Die eigentliche Nachrichtenübertragung stand noch im Hintergrund. In diesem Abschnitt soll behandelt werden, wie man die Information für die Übertragung aufzubereiten hat. Das Mcßsignal sei im folgenden als primäres Signal x(t) bezeichnet.
Philipp Hartl
4. Synchronisation
Zusammenfassung
Wie bereits mehrfach erwähnt, sind kohärente Übertragungsverfahren besonders energiesparend. Sie fordern aber eine Reihe von Synchronisationsvorgängen zur
  • Synchronen Demodulation des HF-Trägers und des oder der Unterträgersignale
  • Gewinnung des Bittaktes für die Bitregenerierung
  • Rahmen- und Unerrahmensynchronisation, u.a.m.
Philipp Hartl
5. Funktechnische Bahnvermessung
Zusammenfassung
Die Bestimmung der Bahn eines Raumflugkörpers umfaßt im wesentlichen zwei Aufgaben, nämlich
  • die Vermessung eines Bahnabschnittes und
  • die Berechnung der Bahnparameter aus diesen Meßdaten mit Hilfe von Methoden der Ausgleichsrechnung.
Philipp Hartl
6. Wellenausbreitung
Zusammenfassung
Die Wellen durchlaufen bei der Signalübertragung zwischen Raumfahrzeug und Bodenstation drei verschiedene Medien, nämlich die Neutralgas-Atmosphäre, die Ionosphäre und den Weltraum. Abgesehen von Dämpfungseffekten treten durch Ionosphäre und Neutralgasatmosphäre weitere Ausbreitungseffekte auf, die als Nebeneffekte bei genaueren Messungen berücksichtigt werden müssen (Abb. 6.1 bis Abb. 6.4). Die wichtigsten davon sollen im folgenden kurz behandelt werden.
Philipp Hartl
7. Anhang
Zusammenfassung
Gegeben sei ein Erdsatellit auf einer Kreisbahn mit 3100km Höhe. Der Telemetriesender strahle mit Ps = 0,5W ein Signal ab, das in PCM/PSK/PM moduliert sei und zwar mit einem Modulationshub ∆Φ = 1,13rad ± 15 %. Die Sendefrequenz sei f =136MHz. Die Bordantenne strahle annähernd mit einem Gewinn von −4dB aus, habe aber in manchen Richtungen 0dB und in anderen −6dB Gewinn. Die Empfangsstation habe einen Gewinn von GE =22dB, einen Vorverstärker mit einer Rauschzahl von F=3dB und eine Antennenrauschtemperatur TA = 1665°K.
Philipp Hartl
Backmatter
Metadata
Title
Fernwirktechnik der Raumfahrt
Author
Dr.-Ing. Philipp Hartl
Copyright Year
1988
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-83364-9
Print ISBN
978-3-540-18851-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-83364-9