DOC // NL-TN-2026-019VECTOR -Z1P / 1U · MATERIALS · ORBITAL

STATUS: PUBLISHED // REV 0.3

Von 437 MHz UHF zu S-Band- und X-Band-Hochraten-Downlinks für CubeSats

Link-Budgets, Patchantennen und tägliche Gigabyte-Datenvolumina bei 2,2 GHz und 8,2 GHz

Autorin: nadir lab.
Veröffentlicht: 16. Oktober 2026
Lesezeit: 1 min
Niveau: Ingenieurwesen
Schlagwörter: CubeSat
S-band
X-band
Link budget
Downlink

Zusammenfassung

Wir vergleichen die Link-Budgets bei 525 km Bahnhöhe zwischen 437 MHz UHF (9,6 kbit/s), 2,22 GHz S-Band (2 Mbit/s) und 8,20 GHz X-Band (100 Mbit/s DVB-S2).

Inhalt

Warum höhere Frequenzen hohe Datenraten ermöglichen

Obwohl die Freiraumdämpfung quadratisch mit der Frequenz $f$ wächst:

L_{FSPL} = (\frac{4 π df}{c})^{2}

steigt auch der Gewinn einer Bodenstationsparabolantenne festen Durchmessers $D_{rx}$ proportional zu $f^{2}$ an und kompensiert die höhere Pfaddämpfung vollständig[1][2].

Vergleich bei h = 525 km, 30° Elevation (d = 954 km)

Parameter	437 MHz UHF (1P / 1U)	2,22 GHz S-Band (1U / 3U)	8,20 GHz X-Band (3U / 6U)
Sendeleistung $P_{tx}$	+22,0 dBm (0,16 W)	+30,0 dBm (1,0 W)	+33,0 dBm (2,0 W)
Satellitenantenne $G_{tx}$	+2,15 dBi (Dipol)	+6,5 dBi (Patch)	+8,5 dBi (Patch / Horn)
Freiraumdämpfung $L_{FSPL}$	144,9 dB	159,0 dB	170,3 dB
Bodenantenne	Yagi (+15,5 dBi)	2,4-m-Spiegel (+32,2 dBi)	3,7-m-Spiegel (+47,2 dBi)
Datenrate $R_{b}$	9,6 kbit/s (GMSK)	2,0 Mbit/s (QPSK)	100,0 Mbit/s (DVB-S2)
Link-Margin	+8,2 dB	+6,8 dB	+5,3 dB
Datenvolumen pro 7-min-Pass	0,5 MB	105 MB	5,25 GB

Auch 3U/6U-CubeSats mit X-Band-Sender nutzen weiterhin omnidirektionale UHF- oder S-Band-Kommandoempfänger für den Safe-Mode[3].