Grundlagen der TV-Wellenausbreitung und Antennentechnik

Systeme der TV-Wellenausbreitung

Die Systeme der TV-Wellenausbreitung basieren auf elektromagnetischen Wellen. Die Ausbreitung erfolgt entweder durch die Luft oder über elektrische Leiter. Bei der Ausbreitung durch die Luft unterscheidet man zwei Hauptarten:

• Bodenwellen: Diese breiten sich entlang der Erdoberfläche aus. Da sie dabei auf verschiedene Hindernisse treffen, nimmt ihre Intensität stetig ab.
• Raumwellen: Sie verbreiten sich durch die Schichten der Atmosphäre. Diese Wellen tendieren dazu, sich von der Erde weg zu bewegen, können jedoch an verschiedenen Hindernissen oder atmosphärischen Schichten abprallen, wodurch sie wieder zur Erde zurückgelenkt werden.

Physikalische Eigenschaften

Die Polarisation der Wellen kann vertikal oder horizontal sein. Die Wellenlänge wird in Metern gemessen und definiert den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden, identischen Punkten einer Welle. Die Übertragungsgeschwindigkeit (Lichtgeschwindigkeit, ca. 300.000 km/s) ergibt sich aus der Wellenlänge multipliziert mit der Frequenz (Anzahl der Zyklen pro Sekunde).

Reichweite elektromagnetischer Wellen

Die Reichweite ist durch die maximale Sichtverbindung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne begrenzt. Je höher eine Antenne montiert ist, desto mächtiger bzw. reichweitenstärker ist sie. Zur Berechnung der maximalen Reichweite einer Antenne dient folgende Formel:

Aufbau und Komponenten von TV-Antennen

Die Standard-Impedanz bei einem Empfang beträgt 75 Ω. Die wichtigsten Bestandteile einer TV-Antenne sind:

• Dipol: Hier werden die elektromagnetischen Wellen des Fernsehens empfangen. Normalerweise wird ein Faltdipol verwendet, da dieser eine größere Anzahl an Kanälen abdecken kann. Diese Dipole müssen korrekt zur Welle orientiert sein.
• Reflektor: Er verhindert den Empfang von Wellen hinter dem Dipol und verstärkt die Signale von vorne. Es gibt verschiedene Typen wie Einzel-, Doppel- oder Schirmreflektoren.
• Direktor: Er bündelt den Empfangsstrahl für größere Entfernungen. Seine Aufgabe ist es, die Wellen direkt zum Dipol zu leiten.

Geostationäre Umlaufbahn und Satelliten

Der Abstand zwischen den Antennenelementen wird durch den Hersteller festgelegt. Die geostationäre Umlaufbahn ist der Bereich im Weltraum, in dem Satelliten positioniert werden. Sie verläuft parallel zum Äquator mit der gleichen Drehrichtung und Geschwindigkeit wie die Erde. Dadurch behält der Satellit von der Erde aus gesehen immer die gleiche Position bei. Um dies zu erreichen, befindet sich der Satellit in einer Höhe von ca. 35.806 km und fliegt mit einer Geschwindigkeit von etwa 11.000 km/h, sodass er alle 24 Stunden eine volle Umdrehung absolviert.