Ein Transponder ist ein Funk-Kommunikationsgerät, das eingehende Signale empfängt und auf einer anderen Frequenz wieder aussendet. Der Begriff ist ein Kofferwort aus Transmitter (Sender) und Responder (Antwortgeber). Im Amateurfunk sind Transponder vor allem auf Satelliten zu finden, wo sie weltweite Kommunikation ermöglichen.
Wie funktioniert ein Transponder?
Ein Transponder besteht aus mehreren Komponenten:
- Empfangsantenne: Nimmt die Uplink-Signale auf
- LNA (Low Noise Amplifier): Verstärkt die schwachen Eingangssignale rauscharm
- Mischer + Oszillator: Setzt die Frequenz um (Frequenzumsetzung)
- Bandpassfilter: Begrenzt die Bandbreite auf den gewünschten Bereich
- Leistungsverstärker: Verstärkt das Signal für die Aussendung
- Sendeantenne: Strahlt das Downlink-Signal ab
Transponder-Typen
Linear-Transponder
Ein Linear-Transponder überträgt einen kompletten Frequenzbereich (typisch 40-100 kHz) ohne die einzelnen Signale zu demodulieren. Alle Betriebsarten innerhalb der Bandbreite werden gleichzeitig übertragen:
- SSB (Einseitenband-Sprache)
- CW (Morsetelegrafie)
- SSTV (Slow Scan Television)
- PSK, RTTY und andere Digimodes
Der große Vorteil: Viele Stationen können den Transponder gleichzeitig nutzen - jede auf ihrer eigenen Frequenz innerhalb der Bandbreite.
FM-Transponder (Repeater)
FM-Transponder arbeiten wie terrestrische Relais: Sie empfangen ein FM-Signal, demodulieren es und senden es auf einer anderen Frequenz wieder aus. Im Gegensatz zum Linear-Transponder kann immer nur eine Station gleichzeitig senden.
- Gesamter Frequenzbereich wird übertragen
- Viele Stationen gleichzeitig
- SSB, CW, Digimodes möglich
- Geringe Sendeleistung nötig
Beispiele: FO-29, AO-73, QO-100
- Ein Kanal wird übertragen
- Nur eine Station gleichzeitig
- Nur FM möglich
- Einfache Ausrüstung ausreichend
Beispiele: SO-50, ISS-Repeater
Invertierender vs. nicht-invertierender Transponder
Bei Linear-Transpondern gibt es zwei Varianten der Frequenzumsetzung:
Invertierender Transponder
Die meisten Amateurfunksatelliten nutzen invertierende Transponder. Dabei wird das Frequenzspektrum "gespiegelt":
- Die niedrigste Uplink-Frequenz wird zur höchsten Downlink-Frequenz
- LSB (Lower Sideband) im Uplink wird zu USB (Upper Sideband) im Downlink
- Die Signalposition im Band ist umgekehrt
Vorteil: Doppler-Kompensation
Der invertierende Transponder hat einen praktischen Vorteil: Die Doppler-Verschiebung auf Uplink und Downlink wirken teilweise gegeneinander.
| Situation | Uplink | Downlink | Effekt |
|---|---|---|---|
| Satellit nähert sich | Frequenz ↑ | Frequenz ↓ (invertiert) | Teilweise Kompensation |
| Satellit entfernt sich | Frequenz ↓ | Frequenz ↑ (invertiert) | Teilweise Kompensation |
Bei einem nicht-invertierenden Transponder würden sich beide Doppler-Verschiebungen addieren - die Frequenzkorrektur wäre doppelt so groß.
Nicht-invertierender Transponder
Hier bleibt das Spektrum erhalten: USB bleibt USB, LSB bleibt LSB. Die niedrigste Uplink-Frequenz wird zur niedrigsten Downlink-Frequenz. Diese Variante ist bei Amateurfunksatelliten selten.
Satelliten-Modi
Der Betriebsmodus eines Satelliten wird mit zwei Buchstaben angegeben, die Uplink- und Downlink-Band bezeichnen:
| Buchstabe | Band | Frequenz |
|---|---|---|
| A | 15m | 21 MHz |
| H | 10m | 29 MHz |
| V | 2m | 145 MHz |
| U | 70cm | 435 MHz |
| L | 23cm | 1,2 GHz |
| S | 13cm | 2,4 GHz |
| X | 3cm | 10 GHz |
Beispiele:
- Mode V/U: Uplink 2m (145 MHz), Downlink 70cm (435 MHz)
- Mode U/V: Uplink 70cm, Downlink 2m
- Mode S/X: Uplink 13cm (2,4 GHz), Downlink 3cm (10 GHz) - z.B. QO-100
Beispiele aktiver Transponder
| Satellit | Modus | Uplink | Downlink | Bandbreite | Typ |
|---|---|---|---|---|---|
| FO-29 | V/U | 145.900-146.000 MHz | 435.800-435.900 MHz | 100 kHz | Linear, inv. |
| AO-73 | U/V | 435.130-435.150 MHz | 145.950-145.970 MHz | 20 kHz | Linear, inv. |
| QO-100 NB | S/X | 2400.050-2400.300 MHz | 10489.550-10489.800 MHz | 250 kHz | Linear |
| SO-50 | V/U | 145.850 MHz | 436.795 MHz | - | FM-Repeater |
Betriebstechnik
Leistungsaufteilung beachten
Ein Linear-Transponder teilt seine begrenzte Ausgangsleistung auf alle empfangenen Signale auf. Wenn eine Station zu stark sendet, bekommen alle anderen weniger Leistung im Downlink.
Doppler-Korrektur
Bei LEO-Satelliten (niedrige Umlaufbahn) ist eine kontinuierliche Frequenzkorrektur nötig:
- Empfohlen: Downlink-Frequenz konstant halten, Uplink nachführen
- Tracking-Software (GPredict, SatPC32) berechnet die Korrektur automatisch
- Bei invertierenden Transpondern ist die Korrektur geringer
Bandplan einhalten
Auch auf Satelliten-Transpondern gilt ein Bandplan:
- Unterer Bereich: CW (Telegrafie)
- Oberer Bereich: SSB (Sprache)
- Baken: Nicht auf Bakenfrequenzen senden!
Häufige Fehler vermeiden
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Kostenlos startenHäufige Fragen zu Transpondern
Was ist der Unterschied zwischen Transponder und Repeater?
Ein Repeater (Relais) demoduliert das empfangene Signal und moduliert es neu - typisch für FM. Ein Linear-Transponder überträgt einen ganzen Frequenzbereich ohne Demodulation und ermöglicht so mehrere gleichzeitige QSOs in verschiedenen Betriebsarten.
Was bedeutet "invertierender Transponder"?
Ein invertierender Transponder spiegelt das Frequenzspektrum: Die niedrigste Uplink-Frequenz wird zur höchsten Downlink-Frequenz. LSB wird zu USB. Dies reduziert den Doppler-Effekt bei LEO-Satelliten.
Warum sind Uplink und Downlink auf verschiedenen Frequenzen?
Unterschiedliche Frequenzen verhindern, dass der starke Sender den eigenen Empfänger blockiert. So kann der Satellit gleichzeitig empfangen und senden - mit nur einer Antenne.
Was bedeutet "Mode V/U"?
Die Buchstaben bezeichnen Uplink/Downlink-Band: V = VHF (2m, 145 MHz), U = UHF (70cm, 435 MHz). Mode V/U bedeutet also Uplink auf 2m, Downlink auf 70cm.
Wie viel Sendeleistung brauche ich für Satellitenfunk?
So wenig wie möglich! Typisch sind 5-25 Watt an einer Richtantenne. Zu viel Leistung übersteuert den Transponder und stört andere Nutzer.