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Die Radiosonde MRS-SRS400W von METEOLABOR

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Von F5ZV, F1SRX und DJ9VF

Siehe auch : Die Radiosonde MRS-SRS400-PTU - Die Bahn einer Ballonsonde (F) - Das Abhören von Radiosonden (F) - Ballonsonden und Radiosondierung - Die Radiosonde Meteolabor SRS-C50 -   

Beschreibung

Diese Radiosonde wird von der aerologischen Station von MeteoSuisse in Payerne benutzt um die Windrichtung und Windstärke zu messen. Deshalb wird sie vom Konstrukteur auch Windsonde genannt, da sie keine Geräte hat um PTU (Luftdruck, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit) zu messen.
Die beiden Starts dieser Sonde um 06Z und 18Z ergänzen die Starts der PTU-Sonden um 00Z und 12Z
Der Sender und die Elektronik sind gut verschlossen in einem wasserdichten Gehäuse. Sogar die Antenne befindet sich im Innern des Gehäuse. Die längliche Box ist unzerbrechlich und auch noch mit einer Plastikhülle umgeben und damit sicher gegen den Regen geschützt.
A : Antenne
B : Sender
C : Schaltkreise der Fernmessung
D : der Platz für die 9 Volt Batterie Typ 6LR61 von Duracell
Beim Aufschlag besteht keine Gefahr, daß sich die Antenne verknickt und durch die Anbringung im Gehäuse ist sie auch am Boden noch in der Lage den Träger einigermaßen abzustrahlen.

Eigenschaften

Maße : 44cm x 9cm x 7cm
Gewicht : 200 Gramm ohne die 9 Volt-Batterie
Frequenz : mangelhafte Stabilität trotz entsprechender Schaltung und einer guten thermischen Isolierung. Die Frequenz wandert langsam während des Anstieges um einige Hundert kHz und kann sich beim Aufschlag abrupt bis zu einem MHz ändern (siehe Diagramm weiter unten).
Im allgemeinen ist die benutzte Frequenz zwischen 398 und 403 MHz mit einer Bevorzugung des Bandes von 400-402 MHz. Man hört sie am besten in AM, jedoch, man kann es auch in FM-W versuchen.
Stromversorgung : Ein 9 Volt Batterie hoher Kapazität
Lebensdauer : mehr als 6 Stunden, maximal bis 18 Stunden allerdings mit dem Verlust des Trägers und einer sehr starken Frequenzwanderung.
Modulation : relativ schmales Frequenzband, moduliert mit einem Geräusch das an eine summende Steckmücke erinnert. Beim Platzen des Ballons ändert sich die Modulation. Sie hört sich dann unruhiger, etwas abgehackter und schriller an. Im anschließenden Fall erfährt die Modulation schnelles und starkes QSB während die Bandbreite der Modulation sich über einige 100 kHz ausbreitet.
Siehe weiter unten die Tonaufzeichnungen der Modulation.

Die Internetseite von METEOLABOR hat nicht viel Information über die Windsonde. Anzumerken ist noch, daß wenn die Sonde an die Adresse des Beipackzettels zurückgesandt wird, dies von der Firma mit einer kleine Summe (ungefähr 15 Euro) honoriert wird.

Fallschirm und Fallgeschwindigkeit

Aufgrund der Leichtigkeit dieser Sonde wird für den Fall kein Fallschirm verwendet. Die Sonde ist mit einer langen Schnur mit dem Ballon verbunden, der beim Fall die Geschwindigkeit auch etwas abbremst. Die Fallzeit beträgt zwischen 25 Minuten und einer Stunde, je nachdem wie die Reste des Ballons den Fall abbremsen. Das ergibt mittlere Fallgeschwindigkeiten von 1700 bis 440 m/min.
Es kommt auch vor, daß diese Sonden auf Bäumen hängen bleiben.


Fotos

A : Beutel für thermischen Ausgleich B : Senderstreifen für 403 MHz C : Antenne		A : Antenne B : Bi-Metallkondensator für die Stabilisierung der Frequenz in Abhängigkeit von der Endstufe

Modulation

Tonaufnahme der Modulation in AM
- Aufstiegsphase, konstantes Signal, belegte Bandbreite relativ schmal (20 bis 30 kHz)
- Abstiegsphase, QSB schnell und stark, Modulation zerhackt, belegte Bandbreite groß (100 bis 500 kHz), plus der Impulsspitzen des Radars
Die gesamte Aussendung belegt eine sehr große Bandbreite wie die Spektroanalyse zeigt. Die Abstände zwischen den Spektrallinien sind 2,5 MHz groß.
Spezielle Merkmale : Die Modulation ist in SSB nicht hörbar, gleichmäßig Gleiten über die Frequenz, monotones Summen wie das einer Stechmücke überlagert durch den Rhythmus des Positionsradars.


Die Frequenzdrift

Die Kurve im Bild zeigt die übliche Drift der Frequenz als Funktion über die Zeit einer SRS400W. Diese Beobachtung wurde am 9.Aug.2009 gemacht um 18:00 Uhr. Die Aufzeichnung begann als die Sonden bei 9500 m war und die Frequenz bei 403,000 MHz.
Aufstiegsphase (in grün) : die Frequenz steigt stetig an und stabilisiert sich erst in großer Höhe
Abstiegsphase (in rot) : nach einer Verzögerung von ca. 10 Minuten wandert die Frequenz wieder nach unten
Aufschlag : die Frequenz springt auf einen Schlag um 2 MHz (blaues Quadrat)
Die starke Frequenzänderung beim Aufschlag folgt keinen Regeln. Aber man muß dieses Phänomen kennen für die Suche der Sonde nach der Landung.
Da die Windsonde nicht mit einem Fallschirm ausgerüstet ist beträgt die Fallgeschwindigkeit beim Aufschlag etwa 400 m/min (6.7 m/s). Die Frequenz ändert sich nach dem Aufschlag zunächst mal nicht mehr, aber der letzte Frequenzsprung kann mehr als 2 MHz betragen.
Um das Signal wiederzufinden sind große Frequenzschritte bei der Suche im Band notwendig.

Lebensdauer

Ohne Störung ist die Betriebszeit größer als 6 Stunden und kann bis zu 23 Stunden erreichen.
- Unterhalb 5 Volt tritt wieder eine starke Frequenzdrift auf und die abgestrahlte Leistung sinkt deutlich, der Träger am Boden wird schwächer und schwächer.
- Gleichzeit verbreitert sich die Bandbreite ungemein. Das wird besonders auffällig unterhalb 4 Volt.
- Unter 3,9 Volt funktioniert der Sender nicht mehr. Auf der letzten Sendefrequenz kann man dann noch 15 bis 20 Minuten im Umkreis von bis zu 100 m ein Knistern hören.

Das Verfolgungsradar

Das Herausfinden der Position der Sonde im Luftraum geschieht mit Hilfe einer Radarstation wobei die Sonde als Transponder dient.

Über der Auffüllhalle der Ballone vom Zentrum der Meteosuisse in Payerne ist das Verfolgungsradar aufgebaut und mit einem Radom überdacht.		Das Radar ohne das Radom. Foto HB9TMW.