Grundlagen und Komponenten der Satelliten-Empfangstechnik

Antennen für Satelliten-TV

Ein Satellit umkreist die Erde in einem Abstand von 35.806 km. Das Satellitensignal erreicht die Erde in einem Frequenzbereich von 12,7 bis 14,5 GHz für den Uplink (Senden zum Satelliten) und im Bereich von 10,7 bis 12,75 GHz für den Downlink.

Abgestrahlte Leistung eines Satelliten

Die abgestrahlte Leistung wird als EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power) ausgedrückt: EIRP = Ps * Gs (Sendeleistung des Satelliten multipliziert mit dem Antennengewinn des Satelliten).

Bestandteile der Satellitenantenne

Die Antenne fängt elektromagnetische Wellen bei sehr hohen Frequenzen ein und besteht aus folgenden Teilen:

• Reflektor: Zum Empfang des Satellitensignals.
• Externes Laufwerk (LNB): Empfängt das Signal vom Reflektor und befindet sich im Brennpunkt der Parabel.
• Reflektor-Halterung: Ermöglicht die präzise Ausrichtung der Satellitenantenne.

Typen von Satellitenschüsseln

Die Satellitenstrahlen werden als parallele Wellen im GHz-Bereich reflektiert.

• Prime Focus (Schwerpunktantenne): Die Außeneinheit ist in der Mitte der Parabel platziert. Die Wellen treffen auf den Reflektor und konzentrieren sich im Brennpunkt. Der Wirkungsgrad ist ca. 60 % höher bei einem Reflektor-Durchmesser ab 1,2 m.
• Offset-Antenne: Das LNB ist unterhalb des Reflektors an einem metallischen Arm seitlich versetzt angebracht. Da das LNB nicht im Weg der einfallenden Wellen steht, entsteht kein Schatten auf dem Reflektor. Dies ergibt einen Wirkungsgrad von 70 % bei einem Durchmesser von 0,6 bis 1,1 m.
• Cassegrain-Antenne: Besteht aus zwei Reflektoren. Die Wellen treffen auf den Hauptreflektor, werden auf einen konvexen Hilfsspiegel reflektiert und konzentrieren sich dann auf das Außengerät in der Mitte des Hauptreflektors. Der Durchmesser liegt zwischen 2 und 30 m.

Ausrichtung von Satellitenschüsseln

Ein gutes Signal hängt von der exakten Orientierung zum Satelliten ab. Eine gute Führung wird bestimmt durch:

• Der Azimut: Der horizontale Winkel, orientiert nach Norden oder Süden.
• Die Höhe (Elevation): Der vertikale Neigungswinkel, den der Reflektor zur Achse bildet.
• Neigungsmesser: Ein Präzisionsinstrument, das den Wert der Höhe misst; eine Halterung (Bar) platziert das LNB über dem Reflektor.

Der LNB (Low Noise Block)

Es gibt vier Schaltmöglichkeiten innerhalb des LNB: 13 V, 18 V sowie 0 kHz und 22 kHz. Ein LNB umfasst:

• LNA (Low Noise Amplifier): Der Teil, der das Signal verstärkt und das Rauschen minimiert.
• LNC (Low Noise Converter): Lokale Oszillatoren wandeln die GHz-Wellen in MHz-Frequenzen um (9750 MHz bis 10650 MHz).

Der TV-Kanal wird über ein 75-Ohm-Kabel mit F-Steckern angeschlossen. Zur Abstimmung passt der Demodulator die Frequenz an, indem er die Frequenz der lokalen Oszillatoren von der Satellitenfrequenz subtrahiert (Bereich 10,750 bis 12,750 GHz). Er besteht aus zwei Oszillatoren: einen für niedrige Frequenzen (10,750 bis 11,700 GHz) und einen zweiten für hohe Frequenzen (11,700 bis 12,750 GHz).

Weitere Komponenten der Empfangsanlage

• Konverter: Geräte, die die Umsetzung eines Kanals in einen anderen ermöglichen, sowie Verkabelungskonzepte und Geräte, deren Ausgänge in einen Eingangskanal umgewandelt werden. Merkmale: Nachbarkanalunterdrückung, Rauschmaß und Verstärkung.
• Modulatoren: Geräte, die die Eingabe von Audio- und Videosignalen erlauben, um ein moduliertes Radiofrequenz-Signal (RF) zu erzeugen. Sie werden in Satellitenempfangssystemen verwendet, wenn keine internen Modulationen vorhanden sind.
• Mischer (Mezcladors): Geräte zur Zusammenführung verschiedener TV-Signale auf ein einziges Kabel. Merkmale: Anzahl der Eingänge und Dämpfung.
• Separatoren (Verteiler): Geräte zur Trennung von TV-Signalen (Kanäle oder Bänder) für verschiedene Ausgänge. Merkmale: Trennung der Bänder, Einfügedämpfung und Kanaltrennung.
• Filter: Geräte zur Auswahl bestimmter Frequenzen, teilweise einstellbar. Merkmale: Einfügedämpfung und Nachbarkanalunterdrückung.
  • Hochpassfilter: Lässt Frequenzen oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz durch.
  • Tiefpassfilter: Lässt Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz durch.
  • Bandpassfilter: Lässt Frequenzen innerhalb eines Bereichs zwischen einer unteren und oberen Grenzfrequenz durch.
• Abschwächer: Bauteile zur Reduzierung des Signalpegels in der Anlage.
• Equalizer (Entzerrer): Elektronische Geräte zum Ausgleich der Signalpegel am Ausgang. Merkmale: Einfügedämpfung, Regelbereich pro Kanal und Anzahl der Kanäle.
• Injektoren (Einspeiseweichen): Versorgen Mastvorverstärker mit Strom, falls der Hauptverstärker dies nicht unterstützt.
• DiSEqC-Schalter: Ermöglicht das Umschalten zwischen verschiedenen Satelliten (z. B. Astra und Hispasat).
• Multiswitch: Ein Multiplexer, der Signale mehrerer Satelliten und Polarisationen an mehrere Teilnehmer verteilt.