Raumfahrtsysteme II

4.39. Wie kann man eine Ausleuchtung eines ungleichmäßig geformten Zielgebietes mit einer einzigen Sendeantenne erreichen? Nennen und erläutern Sie dabei zwei Möglichkeiten!

4.40. Nennen Sie die Hauptbestandteile des „Link Budgets“ (Bezeichnung und Formelzeichen) !

4.41. Nennen Sie 5 typische Stör- / Rausch- / Dämpfungsquellen beim Satellitenfunk!

4.42. Breiten sich die elektrischen Feldlinien im Schwingkreis einer Dipolantenne senkrecht zu den magnetischen Feldlinien und in Richtung der Dipolachse oder senkrecht zur Dipolachse aus?

4.43. Nennen sie mindestens zwei Vorteile von Dezibel-Angaben in der Kommunikationstechnik!

4.44. Was verstehen Sie unter Polarisation in der Antennentechnik? Wann liegt lineare Polarisation vor? Welche Vor- und Nachteile hat die Nutzung der Polarisation?

4.45. Wodurch wird die Effizienz einer Antenne beeinflusst?

4.46. Skizzieren Sie das Richtdiagramm einer typischen Parabolantenne und bezeichnen Sie die Bereiche unterschiedlicher Strahlungsdichte!

4.47. Um den Antennengewinn in Abstrahlrichtung zu erhöhen, sollte die Nebenkeulendämpfung a) möglichst gering oder b) möglichst hoch sein?

4.48. Unter welcher Bedingung befindet sich ein Dipol in Resonanz mit der Wellenlänge?

4.49. Beschreiben Sie das Funktionsprinzip einer Yagi-Antenne!

4.50. Welche Vorteile besitzen so genannte „Phased-Array-Antennen“?

4.51. Erläutern Sie den Unterschied zwischen einer Offset-Parabolantenne und einer Casegrainantenne!

4.52. Nennen Sie 10 Anforderungen bzw. Aufgaben von Satellitenantennen!

4.53. Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen der Antennenaperatur, dem Antennengewinn und der notwendigen Transmitterleistung. Warum werden sehr große Antennenaperturen am Satelliten nicht genutzt?

4.54. Warum wird für Satelliten geringer Leistung eine Kommunikation im Bereich von ca. 1 bis ca. 10 GHz bevorzugt?

4.55. Welche zwei Arten der Ausrichtung zwischen zwei Antennen müssen beachtet werden, um maximale Empfangsqualität zu erreichen?

4.56. Nennen Sie 2 Möglichkeiten der Polarisationsdämpfung!

4.57. In der Kommunikationstechnik wird das Carrier-to-Noise-Ratio (Träger zu Rauschverhältnis) zur Beurteiluing der Kommunikationsqualität herangezogen. Allerdings sind die Angaben mit Vorsicht zu genießen, da zwei verschiedene Rechenvorschriften existieren, die auch das Träger-zu-Rauschverhältnis zwar gleich bezeichnen aber unterschiedlich definieren. Wie sind nun die beiden leicht zu verwechselnden und oftmals mit demselben Formelzeichen bezeichneten Träger-zu-Rauschverhältnisse „Träger-zu-Rauschleistungsverhältnis“ und „Träger-zu-Rauschleistungsdichteverhältnis“ definiert? Nennen Sie jeweils einen Grund für deren Betrachtung!

4.58. Was versteht man unter EIRP?

4.59. In Europa gibt es in 30 verschiedenen Städten Vertretungen (Büros) des europäischen Konzerns „SPACE-CHEESE“. Die dort arbeitenden Ingenieure müssen an wöchentlichen firmeninternen Marketing-Konferenzen sowie an technischen als auch projetkübergreifenden Meetings teilnehmen. Durch die steigenden Benzinpreise steigen auch die Reisekosten. Daher gibt diese Firma eine Phase 0 Studie für ein Satellitensystem names „FantasySAT Friedrich-Engels“ in Auftrag, welches „closed-circuit“ Videokonverenzen zwischen allen Vertretungsbüros ermöglichen soll. Dieses System soll aber auch anderen möglichen Nutzern, welche von zu Hause aus arbeiten, zur Verfügung gestellt werden. a) Listen Sie mögliche Missionsziele des Satellitensystems auf! b) Welche Anforderungen (Top Mission Requirments) resultieren für das Kommunikationssystem?

4.63. Warum werden zur ISL-Kommunikation meist Frequenzen um die 60 GHz verwendet?

4.64. Nennen und erläutern Sie die drei Hauptmodulationsverfahren!

4.65. Welches sind die drei meist verwendeten Multiplex-Verfahren? Worin unterscheiden diese sich?

4.66. Warum sollte die Abtastrate zur Digitalisierung analoger Signale höher als das Nyquist - Theorem sein? Und warum werden analoge Signale grundsätzlich nicht mit einer bspw. um den Faktor 50 höheren Abtastrate digitalisiert?

4.67. Was verstehen Sie unter Quantisierung?

4.68. Wie viel Amplitudenstufen und wie viel Abtastimpulse stehen zur Digitalisierung beim 5-PAM-Verfahren zur Verfügung, wenn das Signal mit 4 Bit kodiert wird? Berechnen Sie den maximalen Quantisierungsfehler!

4.69. Wie ist die digitale Signalrate [bps] definiert?

4.70. Nennen und erläutern Sie mind. 3 Verfahren zur Umwandlung digitaler Daten in digitale Signale (sog. Signalkodierung)!

4.71. Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen richtig sind. Begründen Sie Ihre Entscheidung! a) Das Signal zu Störverhältnis durch Quantisierungsfehler sinkt mit der Anzahl der Bits pro Abtastvorgang.
b) Der Digitaliserungsfehler steigt mit der Anzahl der Abtastimpulse.

4.72. Mehrere analoge Signale der Nutzlast eines Satelliten sollen digitalisiert, auf Trägerfrequenzen moduliert und auf nur einem Übertragungsweg gebündelt zur Bodenstation übertragen werden. Die quasi-standardisierte Satellitenplattform „Fantasy-Space-Bus Rene-Descartes“ der Firma SPACE-CHEESE verwendet die Verfahren BPSK, PCM, TDMA, PAM und NRZ-S. Erläutern Sie diese Verfahren und in welcher Reihenfolge wenden Sie diese an?

4.73. Nennen Sie einen Vor- und einen Nachteil des QPSK - Verfahrens!

4.75. Wie ist die Bitfehlerrate BER definiert? Wodurch wird diese beeinflusst?

4.76. Warum wird sehr oft das BPSK - Verfahren bei niedrigem Störabstand verwendet?

4.79. Neue Satelliten unterliegen dem Trend einer Erhöhung der on-board Prozesse (Bearbeitung von Daten im Satelliten). Was sind die Gründe dafür? Welche Auswirkungen hat dies auf das Kommunikationssystem und auf andere Subsysteme?

5.14. Warum sollte die Temperatur der Elektronik eines RFZ möglichst stabil sein, auch wenn die elektronischen Komponenten innerhalb eines großen Temperaturbereiches arbeiten können?

6.1. Nennen Sie mindestens fünf der in der Luft- und Raumfahrt gebräuchlichen Projektphasen, geben Sie deren Kurzbezeichnung an (Buchstaben) und beschreiben Sie kurz die jeweiligen Aufgaben und wichtigsten Meilensteine!

6.15. Nennen Sie mindestens sechs verschiedene Tests, die an Satelliten durchgeführt werden sollten!

6.22. Erläutern Sie folgende in ESA und NASA Projekten / Aufträgen standardisierte Begriffe und deren Aufgaben / Nutzungsaspekte!
a) NCR - Non-Conformance Report - Nichteingehaltene Vorschriften/Berechnungen/nicht vorhergesehene Ereignisse
b) RFW
c) RFD
d) RID
e) DCL
f) DML

6.23. Was ist eine FMECA und warum wird diese durchgeführt?