Satellitenbodenstationen
Das Amateurfunk Innovation Lab betreibt insgesamt drei Bodenstationen für die Satelliten Missionen PEGASUS und CLIMB. Zwei Stationen (FHWN UHF, FHWN S-Band) befinden sich auf den Dächern der FH Wiener Neustadt und werden in Kooperation mit unseren Experten betrieben. Eine weitere Station (OE3XOE) wird durch unseren Obmann OE3RPU in Mönichkirchen betrieben. Die Bodenstationen nutzen hierbei neueste Entwicklungen im Bereich Software Defined Radio (SDR), wie bspw. den PlutoSDR und basieren auf dem weltweiten Bodenstationsnetzwerk SatNOGS.
SatNOGS und PlutoSDR
SatNOGS (Satellite Networked Open Ground Station) ist eine kostenlose Software und Open Source Hardware Plattform mit dem Ziel ein weltweites Satellitenbodenstationsnetzwerk aufzubauen. Der große Vorteil von SatNOGS liegt darin, dass eine Bodenstation von jedem Funkamateur in Betrieb genommen werden kann. Dadurch wächst die Community immer weiter, wodurch eine weltweite Abdeckung nach und nach realisiert wird. Zu den Funktionalitäten zählen unter anderem:
- Satellitenkommunikation (senden (TX) / empfangen (RX))
- Antennennachführung (Tracking)
- Vollständige Datenverarbeitung (Demodulierung, Dekodierung, Enkodierung, …)
- Zugriff auf über 2400 weltweite Bodenstationen, welche für die Observierung sämtlicher unterstützter Satelliten verwendet werden können
- Über 760 integrierte Satelliten
- Über 2500 unterstützte Transmitter
- Bereits über 180 Millionen verarbeitete Datensets
- Uvm.
Das SatNOGS Network ist hierbei die Webapplikation für die Planung von Satellitenobservationen im gesamten Netz der Bodenstationen. Die SatNOGS Database ist eine Crowd-Source-Anwendung, welche sämtliche unterstützte Satelliten, Transmitter und Bodenstationen listet. Darüber hinaus werden verschiedenste Statistiken bereitgestellt. Der SatNOGS Client ist die Software, die auf den Bodenstationen läuft, in der Regel auf eingebetteten Systemen (bspw. Raspberry Pi, Linux, Windows, …). Der Client bekommt die Daten für die Satellitenobservation vom Netzwerk, empfängt und verarbeitet die Daten aus den Satellitenübertragungen und übergibt diese an das SatNOGS Network für die Bereitstellung der Daten.
Der PlutoSDR stellt eine der neuesten und kostengünstigen Entwicklungen auf dem SDR-Markt dar. Der große Vorteil von SDR besteht in der Flexibilität und den niedrigen Kosten bei der Erweiterung auf neue oder geänderte Übertragungsstandards durch Software-Upgrades. Die Besonderheit des PlutoSDRs liegt darin, dass Empfangen als auch das Senden im Vollduplex-Betrieb möglich ist. Er besitzt dabei eine HF-Abdeckung von 325 MHz bis zu 3,8 GHz (erweiterbar auf bis zu 6 GHz!) bei einer momentanen Bandbreite von bis zu 20 MHz.
Bodenstation: FHWN VHF/UHF
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Die FHWN UHF Bodenstation besteht aus zwei nachgeführten 70 cm Kreuzyagiantennen auf dem Dach der FH Wiener Neustadt mit einer Seehöhe von über 265 m. Sie wird durch die FH Wiener Neustadt in enger Kooperation mit afuNK betrieben. Derzeit dient sie als Bodenstation für PEGASUS und führt täglich bis zu sechs Observationen durch. Zukünftig wird sie als UHF-Bodenstation für CLIMB in Betrieb gehen. Eine Besonderheit dieser Station ist, dass sie remote betrieben werden kann.
Aufgrund der optimalen Lage in Wiener Neustadt können Observationen bereits ab 0° Elevation durchgeführt werden. Weiters befindet sich die Station auf dem aktuellen Stand der SDR-Technologie und ist empfangsseitig vollständig in das SatNOGS Network implementiert. Dadurch werden bspw. pro PEGASUS Observation bis zu 20 Baken empfangen.
Zur Systemarchitektur zählen neben dem PlutoSDR ein Raspberry Pi, auf welchem der SatNOGS Client läuft, ein Sattrack Rotor mit einer Genauigkeit von 0,5°, ein SPID MD-01 Rotorkontroller sowie ein Mast Pre-Amplifier.
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Bodenstation: FHWN S-Band
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Die FHWN S-Band Bodenstation befindet sich gerade in der Kommissionierungsphase, um zukünftig eine S-Band Kommunikation mit CLIMB zu etablieren. Durch eines unserer Mitglieder wird im Rahmen einer Masterarbeit am Studiengang Aerospace Engineering die vollständige Kommissionierung durchgeführt. Dieses Vorhaben wird durch afuNK betreut und supervisiert.
Die Bodenstation wird zukünftig durch die FH Wiener Neustadt in Kooperation mit afuNK.at betrieben. Wie auch die UHF-Bodenstation, basiert auch die S-Band-Bodenstation auf neuester Technologie und verfügt über eine optimale Lage auf dem Dach der FH Wiener Neustadt und kann remote betrieben werden. Aufgrund einer eigenkonstruierten Feedaufnahme können mit minimalem Aufwand vielfältigste Feeds montiert werden und dadurch ein breites Spektrum an Frequenzen abgedeckt werden.
Zur Systemarchitektur zählt unter anderem ein 4.5m parabolischer nachgeführter Reflektor mit einem Gewinn von rund 47 dB bei 6 GHz. Ein SPID Big RAS Rotor mit einer Genauigkeit von 0.1°, gesteuert über einen SPID MD-01 Rotorkontroller. Darüber hinaus wurde ein Bandpass-Filter sowie ein Low Noise Amplifier (LNA) implementiert. Eine Wetterstation sorgt für einen sicheren Betrieb.
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Bodenstation: OE3XOE in Mönichkirchen
Die Bodenstation
OE3XOE
wird vom Amateurfunk Club Neunkirchen (afunk.at) selbst betrieben. Die SDR basierende Bodenstation besteht unter anderem aus einer UHF- und VHF-Kreuzyagiantenne, welche beide nachgeführt werden. Aufgrund der Seehöhe von rund 1000 m ist die Lage für Satellitenobservationen ebenfalls optimal.