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P. Witschel:
"Errichtung einer Satellitenfunkanlage mit automatischer Antennennachführung";
Supervisor: M. Fischer, P. Goldmann; Institut für Nachrichtentechnik und Hochfrequenztechnik, 2010; final examination: 2010-10-20.

Today satelites are often used for scientific work, but this research is so expensive that it is only reserved to financially strong institutions. Next to the developing of the expensive satellite it is also necessary to invest a lot of money in the setup of a ground station with all of its high end components. Almost every scientific ground station has to be equipped with an automatic satellite tracking solution because most scientific satellites are, with respect to the ground station, not fixed in the sky but circle the earth several times a day. With this equipment it is possible that the antenna system can follow the satellite on its orbit.

On the roof of the Institute of Communications and Radio-Frequency Engineering at the Vienna University of Technology a satellite ground station with an automatic antenna tracking system is located. The antenna are fully automatic rotatable in two axes. The development of a cheap and flexible motor driver for the antenna system is the main part of this work. Detailed information about the layout, the function and the software solution of the motor driver are given. However, there was also the need to modify and expand some of the equipment already in use. Tests of the whole system show that all development targets have been achieved.

A safty analysis on the antenna system was performed and a safty concept was developed. It prevent people, antennasystem and rotors in case of faulty operation, technical defect, large wind loads or lightning. Supervisory systems and emergency stop have been implemented and concepts for wind and lightning protection have been given.

Heute werden oft Satelliten für wissenschaftliche Arbeiten verwendet. Diese Forschung ist aber sehr teuer, weshalb sie finanziell abgesicherten Institutionen vorbehalten ist. Neben der kostenintensiven Entwicklung des Satellitens, ist es auch notwendig eine Menge finanzieller Mittel in den Aufbau einer Bodenstation, mit all ihrer High-End-Komponenten zu investieren. Fast jede wissenschaftliche Bodenstation benötigt dabei ein automatisches Antennennachführungssystem. Der Grund hierfür ist, dass viele Satelliten, im Bezug auf die Bodenstation, keinen festen Punkt am Himmel haben, sondern die Erde mehrmals am Tag umrunden. Mit dieser Ausrüstung ist es nun möglich, dass die Antennenanlage der Umlaufbahn des Satelliten folgen kann.

Auch am Dach des Institutes für Nachrichten- und Hochfrequenztechnik der Technischen Universität Wien befindet sich eine Satelliten-Bodenstation mit nachführbarer Antennenanlage. Die Antenne ist dabei über Rotoren in zwei Achsen vollautomatisch drehbar. Der Hauptteil dieser Arbeit stellt die Entwicklung eines flexiblen und preiswerten Motortreibers für die Antennenrotoren dar. Dabei werden detaillierte Informationen über das Layout, die Funktion und die Software des Motortreibers gegeben. Da es ein weiterführendes Projekt ist, gab es auch die Notwendigkeit, bestehende Geräte zu modifizieren und zu erweitern. Nach der Fertigstellung des Systems haben Tests gezeigt, dass alle Entwicklungsziele erreicht wurden.

Weiters ist die Antennenanlage auf Sicherheitsrisiken analysiert worden und es wurden Konzepte für ein Sicherheitssystem entwickelt. Es verhindern, dass Menschen, Antennenanlage oder Rotoren durch Fehlbedinung, technisches Gebrechen, große Windlasten oder Blitzschlag gefährdet werden. Für dieses Sicherheitssystem sind bereits Überwachungseinrichtungen und ein Not-Aus-System implementiert worden und Konzepte für Wind- und Blitzschutz angegeben.

http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_193387.pdf