Satellitenbänder sind wichtig, weil die Frequenz Ausbreitung, Antennengröße, Ressourcen und Kompatibilität beeinflusst. Dabei sind Funkbänder für Kommunikation von spektralen Beobachtungskanälen eines Erdbeobachtungssensors zu unterscheiden.
Frequenz, Band und Kanal
Eine Trägerfrequenz bezeichnet eine Lage im Spektrum, Bandbreite ein Intervall. GHz und Gbit/s sind verschiedene Größen. Die Bezeichnung Ku legt weder Datenrate noch Leistung automatisch fest.
Allgemeine Buchstabennamen und Satellitendienste stimmen nicht vollständig überein. Ein Ku-Dienst kann Empfang um 11–12 GHz nutzen, während Ka-Dienste beispielsweise als 20/30 GHz beschrieben werden.
Erforderlich sind genaue Frequenzen, Übertragungsrichtung, Polarisation und Protokoll. Die Wellenlänge ist innerhalb eines ganzen Bandes nicht konstant: 7,5 cm beschreibt ungefähr 4 GHz, nicht jede C-Frequenz.
Kommunikation und Apertur
Bei gleichem Gewinn und Wirkungsgrad kann eine höhere Frequenz eine kleinere Apertur erlauben. Bei konstanter physischer Öffnung kann sie die Richtwirkung erhöhen und den Strahl verengen.
Verfügbare Kanäle können größere Datenmengen ermöglichen, doch Wiederverwendung, Modulation, Codierung und Last sind ebenfalls wichtig. Das L-Band legt keine allgemeine Obergrenze von 100 kbit/s fest.
Regendämpfung im Linkbudget
Regen und Gase wirken frequenzabhängig. Für einen C-, Ku- oder Ka-Dienst gehören örtliches Klima, Elevation, Polarisationszustand und Verfügbarkeitsziel in die Bewertung.
Ein Regenereignis verursacht nicht pauschal 20 dB Zusatzverlust in jeder Ku-Verbindung. Die ITU-R-Empfehlung P.838 beschreibt ein Modell für spezifische Regendämpfung; zur gesamten Pfaddämpfung werden weitere Weg- und Wetterbedingungen benötigt.
Eine größere Reserve kann helfen, muss aber mit Ressourcen, Leistung und Installation abgestimmt werden. Die bloße Wahl eines Bandnamens ist kein Nachweis ununterbrochener Verfügbarkeit.
Navigation und Signalverarbeitung
GNSS-Signale dienen zur Messung von Laufzeiten und zur Positionsberechnung mit Zeit- und Bahndaten. Die Frequenz beeinflusst Antenne, Ausbreitung und bestimmte Korrekturen.
Mehrere Frequenzen können zur Abschätzung ionosphärischer Einflüsse beitragen. Genauigkeit folgt jedoch nicht allein aus L-Band: Satellitengeometrie, Empfänger, Mehrwegeausbreitung und Korrekturen zählen mit.
Wetterbeobachtung und Datenübertragung
Ein Sensor kann im sichtbaren Licht, Infrarot oder Mikrowellenbereich beobachten. Thermisches Infrarot liefert Informationen über Oberflächen, Wolken und Atmosphäre. Die Messwerte werden anschließend als Daten zum Boden übertragen.
Der beobachtete Spektralkanal ist nicht zwangsläufig die Downlinkfrequenz. Ein thermischer Kanal um 10 µm ist kein RF-Band Ku oder Ka. Der NASA-Überblick zum Infrarot erläutert diese Beobachtung.
Absorption, die eine Kommunikationsverbindung beeinträchtigt, kann bei einer Atmosphärensondierung gerade die gesuchte Information liefern.
Begrenztes Spektrum gemeinsam nutzen
Zuteilung, Koordinierung und technische Anforderungen ermöglichen die Koexistenz. ITU und nationale Verwaltungen haben entsprechende Aufgaben; ein Buchstabenname ist keine allgemeine Sendegenehmigung.
Frequenz, Polarisation und räumliche Trennung können Wiederverwendung erlauben. Ein 10-MHz-Schutzband oder ein einziger EIRP-Grenzwert gilt nicht für alle Dienste und Terminals.
Bandwahl ist keine Latenzwahl
Bei rund 35.786 km GEO-Höhe dauert ein vertikaler Weg Erde–Satellit etwa 119 ms im Vakuum. Erde–Satellit–Erde ergibt etwa 239 ms; ein Rückweg über zwei weitere Teilstrecken etwa 477 ms.
Schräge Wege, Verarbeitung und terrestrische Netze kommen hinzu. 240 ms sind daher nicht allgemein die vollständige Hin-und-zurück-Zeit zwischen zwei Nutzern über GEO.
Versorgungsgebiet hängt von Orbit, Mindestelevation, Strahl und Dienst ab. Geometrische Sichtbarkeit eines Erdteils garantiert nicht, dass er tatsächlich versorgt wird.
Informationen für die Auswahl
- Kommunikation: Frequenzen, Terminals und Verkehrsbedarf.
- Navigation: Signale und benötigte Korrekturen.
- Beobachtung: Sensorkanäle und separater Downlink.
- Einbau: Apertur, Polarisation und Ausrichtung.
- Dienst: Verzögerung, Verfügbarkeit und Prüfbedingungen.
Der ESA-Bandüberblick liefert einen Rahmen. Konkrete Dienste brauchen eine Systembewertung statt allgemeiner Versprechen zu Datenrate, Präzision oder Reichweite.
