Antennentechnik: Systeme, Verstärker und Signalverteilung

Arten von Systemen

Es gibt Systeme für Einfamilienhäuser sowie Gebäude für die kollektive Nutzung (Gebäude mit mehreren Benutzern).

Kopfstellenausrüstung (Headend)

Die Kopfstellenausrüstung empfängt Signale von Sensoren und Systemen, um sie für die Benutzer unter guten Bedingungen zu verteilen. Dieses System im Gebäude entspricht den Sensorsignalen. Es ist der Teil der Anlage, in dem sich alle aktiven Komponenten befinden.

Verteilnetz (Distribution Network)

Das Verteilnetz leitet das Signal vom Ausgang der Kopfstelle weiter und verteilt es über Koaxialkabel, Stecker, Verteiler, Abzweiger und Anschlussdosen an die Endgeräte.

Terrestrische Antennen

Die Struktur besteht aus Leitern, die im Übertragungsbereich zwischen der abgestrahlten Leistung und der aufgenommenen Leistung gebildet werden.

Arten von Empfangsantennen

• Dipol-Antenne: Besteht aus zwei geraden Leitern gleicher Länge, die nebeneinander angeordnet sind. Die Impedanz beträgt 75 Ohm (sie vervierfacht sich bei einem Faltdipol auf 300 Ohm).
• Gefalteter Dipol: Wird auch als Schleifendipol bezeichnet und entsteht durch das Biegen einer Dipol-Antenne.
• Yagi-Antenne: Besteht aus einem Faltdipol, Direktoren (zur Erhöhung von Gewinn und Richtwirkung in Empfangsrichtung, um das Signal auf den Dipol zu konzentrieren) und Reflektoren. Reflektoren können einzeln oder doppelt ausgeführt sein; sie reflektieren das gewünschte Signal nach vorne und blockieren Signale von hinten. Die maximale Übertragung (Transfarenz) wird erreicht, wenn Z1 = Za ist.

Technische Merkmale von Antennen

Richtcharakteristik

Die Fähigkeit einer Antenne, die abgestrahlte Leistung in eine bestimmte Richtung im Raum zu konzentrieren. Die Antenne muss in Richtung der maximalen Leistungsfähigkeit ausgerichtet werden.

Gewinn (Gain)

Quantifiziert das Verhältnis zwischen der von einer Richtantenne in Richtung der maximalen Übertragungsrate abgestrahlten bzw. empfangenen Energie im Vergleich zu einer Referenzantenne.

Öffnungswinkel (Halbwertsbreite)

Der Winkel, der zwischen zwei imaginären Linien gebildet wird, die sich im Strahlungsdiagramm an den zwei Punkten schneiden, an denen der Gewinn um 3 dB geringer ist als der Maximalwert.

Bandbreite

Ermöglicht es, alle Frequenzen in der Nähe der Arbeitsfrequenz mit ausreichender Effizienz und Zuverlässigkeit zu erfassen. Beispiel: Wenn die Bandbreite 10 MHz beträgt, reicht die Frequenz von 365 MHz bis 375 MHz.

Bänder und TV-Kanäle

Diese setzen sich aus dem Bild (amplitudenmoduliert) und dem Ton (frequenzmoduliert) zusammen. Beide zusammen bilden einen Kanal.

Ausrichtung der Antenne

Ein guter Standort ermöglicht den Empfang mit einem Minimum an Hindernissen. Wichtig ist eine gute Orientierung zum Sender oder Umsetzer (Reemitter). Die Standorte sollten leicht zugänglich sein. Die Abstände zwischen den Antennen sollten mindestens 3 m seitlich und 1 m in der Höhe betragen.

Signalverstärkung

Vorverstärker

Der Vorverstärker sammelt das Signal und erhöht den Signalpegel fast ohne Rauschen, sodass es von anderen Komponenten verarbeitet werden kann. Er befindet sich in unmittelbarer Nähe der Antenne. Sein Einsatz ist besonders dann sinnvoll, wenn ein sehr schwaches Signal am Antennenausgang anliegt oder wenn das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) sehr schlecht ist.

Verstärker

Erhöht das Ausmaß der vorhandenen Signale, sodass der Ausgangspegel über dem Eingangspegel liegt. Merkmale: Gewinn: Gemessen in dB, stellt die Differenz zwischen Ein- und Ausgangspegel dar. Rauschmaß: Wird oft in dB ausgedrückt und gibt zudem den maximalen Ausgangspegel an, den der Verstärker ohne Verzerrung liefern kann.

Spezielle Verstärkertypen

• Einkanal-Verstärker (Monocanal): Verstärken einen spezifischen TV-Kanal und eliminieren den Rest. Sie werden in technischen Anlagen zur Kanaltrennung und -mischung verwendet. Sie verstärken schwache Signale durch hohen Gewinn (oft mit automatischer Verstärkungsregelung - AGC). Einige Modelle erlauben die Spannungsversorgung der Antenne.
• Mast-Verstärker: Werden in Einzelanlagen verwendet, da die Ausgangsspannung aufgrund der geringen Anzahl an Steckdosen nicht sehr hoch sein muss.
• Mehrbereichsverstärker: Diese werden in Gemeinschaftsanlagen (Kollektivanlagen) verwendet und innerhalb des Gebäudes installiert. Sie können über mehrere Eingänge verfügen und besitzen oft integrierte Filter zur Signalfilterung oder Ablehnung unerwünschter Frequenzen.
• Breitbandverstärker: Verstärken ein oder mehrere Bänder. Es gibt zwei Arten: Gemeinsame Breitbandverstärkung (alle Bänder in einem Chip) und getrennte Breitbandverstärkung (wenn die Kanalanzahl steigt).
• Mehrkanal-Verstärker: Der Verstärker verstärkt eine Gruppe von Kanälen (z. B. die Digital-Kanäle C/66 bis C/69).
• Micromatv Pro 300: Ein Verstärker, der Filter für bis zu fünf Kanäle ermöglicht.

Verteilungskomponenten

Abzweiger (Shunt)

Dienen der vertikalen Signalverteilung auf die verschiedenen Etagen innerhalb der Anlage, um die einzelnen Wohnungen zu versorgen und ein Gleichgewicht innerhalb der Installation herzustellen.

Verteiler

Werden verwendet, um das Signal auf zwei oder mehr Leitungen aufzuteilen, fast ohne Verluste. Induktive Verteiler sind die einfachste Form.

Anschlussdosen für Benutzer

An der Anschlussdose schließt der Benutzer sein Fernsehgerät an. Um fernsehen zu können, muss ein akzeptabler Signalpegel zwischen 57 und 80 dB anliegen.

Vorteile von Einkanal-Systemen

Einkanal-Systeme bieten eine höhere Leistung und die Möglichkeit, die Anzahl der verstärkten Kanäle flexibel zu erhöhen oder zu verringern. Wenn ein Modul ausfällt, ist nur dieser eine Kanal betroffen. Diese Systeme werden vor allem in großen Gemeinschaftsanlagen eingesetzt und erlauben eine präzise Abstimmung von Kanal zu Kanal.