Polarmount-Antennen Dreh-Antennen für Satelliten - TELE-satellite ...

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Polarmount-Antennen Dreh-Antennen für Satelliten - TELE-satellite ...

FEATURE

Basiswissen

Polarmount-Antennen

Dreh-Antennen für

Satelliten

Adolf Oberhuber

In der Literatur findet man über Polarmount-Antennen,

wenn überhaupt, meist nur unzureichende und kaum

kompetente Informationen über die Wirkungsweise

dieser polar montierten motorgesteuerten Antennen.

Dies gilt auch für die dafür notwendigen Formeln und

deren Ableitung. Es soll in den folgenden Darstellungen

ein Verständnis für alle damit zusammenhängenden

Fragen gewonnen werden. Dazu zählen auch z.B. die

verschiedenen Größenangaben für Positionen sowie

Berechnungen für die Satellitenbahn neben einem

praktischen Beispiel. Insgesamt eine Zusammenstellung

von Daten und Berechnungen, die nach Ansicht des

Verfassers sonst nur verstreut zu finden sind. Im Anhang

werden Fachausdrücke erklärt und deren Herkunft

angegeben.

Alle Berechnungen und Bemerkungen

gelten uneingeschränkt für die nördliche

Halbkugel. Für die südliche sind sie sinngemäß

zu adaptieren, wie z.B. Ausrichtung

der Antenne statt nach Süden nach

Norden, Neigung der Drehachse statt

nach Norden nach Süden usw.

Für alle Berechnungen genügt ein normaler

zehnstelliger Schultaschenrechner

mit den trigonomischen Rechenoperationen.

Um mehrere Satelliten empfangen

zu können, gibt es folgende Möglichkeiten:

1.Mehrere Antennen:

Eine derartige Kombination wird nur

bei entsprechenden Gegebenheiten für

kommerzielle Anlagen verwendet, da

hierfür sowohl der benötigte

Platz vorhanden sein muss, als auch

die hohen Kosten berücksichtigt werden

müssen.

2.Eine Antenne mit zwei oder mehre-

ren LNBs:

Eine solche Ausführung ist Mehrteilnehmeranlagen

vorbehalten, da jeder

dieser Teilnehmer jederzeit ungehinderten

Zugang zu allen Programmen dieser

Satelliten haben muss. Da diese LNBs

aber natürlich nicht alle im Brennpunkt

des Parabolspiegels montiert werden

können, also „schielen“, ist der Empfang

nur von verhältnismässig nahe beieinander

liegenden Satelliten möglich. Auch

ein größerer Antennendurchmesser ist

notwendig.

3.Polarmount-Antennen:

Für entsprechend interessierte Einzelteilnehmer

bietet sich eine polar montierte

motorbetriebene Antenne an. Wie

schon der Name sagt, wird die Achse, um

die sich die Antenne dreht, polar, also in

Richtung parallel zur Erdachse montiert.

Eine solche Anlage begrenzt nicht die

Anzahl der zu empfangenen Satelliten,

sofern sie im „Sichtbereich“ des Aufstellungsortes

der Antenne liegen. 15 bis

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20 Satelliten mit ihren entsprechenden

Programmen sind mit verhältnismässig

geringem Aufwand empfangbar.

Wollte man eine Antenne normalerweise

motorisch drehen, würde man

eigentlich zwei Motoren benötigen.

Einen Motor für die Drehbewegung

(Azimut) zum entsprechenden Satelliten

und einen für dessen Höhe über dem

Erdboden (Elevation). Hier hilft aber die

Montage der Drehachse in Richtung der

Rotationsachse der Erde, also polar, um

mit einem Motor auszukommen. Dies

wird allerdings durch eine komplizierte

Montage und Einstellung der Drehachse

erkauft.

Wenn man sich mit der Aufstellung

von Satellitenanlagen theoretisch und/

oder praktisch befasst, ist es zweckmäßig,

einen Überblick über Größen

und alle damit zusammenhängenden

Verhältnisse zu haben. Da auch vielfach

die Größen selbst und ihre Ableitungen

kaum in diesem Zusammenhang zu

finden sind, wurde versucht, sie hier

zusammenzustellen.

Für die Berechnungen ist es notwendig,

sich die Größen und deren Zusammenhänge

von Erde und den Satelliten

in Erinnerung zu rufen. Auch können

bei dieser Gelegenheit u.U. verschiedene

Irrtümer richtig- und klargestellt

werden.

Die Erde

Da die Erde am Äquator infolge der

Rotation einen größeren Durchmesser

hat als die Strecke Nord-Südpol, hat

sie keine genaue Kugelform. Da die Differenzen

für unsere Berechnungen zu

gering sind, wird mit einem auch sonst

üblichen mittleren Erdradiusr von 6731

km gerechnet.


Historisch bedingt werden für die

Positions- und Richtungsangaben je

nach Verwendungszweck verschiedene

Systeme verwendet. Wenn nicht genaue

Wertangaben eine Eindeutigkeit zulassen,

benötigt man u.U. detektivische

Fähigkeiten, um zu wissen, was damit

gemeint ist.

Der Äquator bietet sich als Nullpunkt

für die geografische Breite an. Nach

Norden 90 Grad Nord oder +90 Grad,

nach Süden 90 Grad Süd oder -90 Grad

zu den Polen.

Für die geografische Länge musste ein

künstlicher Nullpunkt gefunden werden.

Der Meridian, der durch die Sternwarte

Greenwich bei London vom Nordpol zum

Südpol geht, wird seit 1884 allgemein

als Null-Meridian anerkannt. Von diesem

Meridian aus teilt man den Kreis in 360

Grad nach Osten ein. Dies ist das in der

Astronomie gebräuchliche System, ein

Linkssystem (vom Nordpol aus gesehen),

das auch für die Projektion über

die Erdoberfläche hinaus in das Weltall

gilt. So ist es möglich, dass auch Himmelskörper,

wie z.B. Satelliten auf ihrer

geostationären Umlaufbahn, mit diesem

System eindeutig bezeichnet werden

können.

In der Abb. 1 sind vier Punkte mit

ihren Positionen eingezeichnet und mit

den verschiedenen Bezeichnungen in

der nachstehenden Tabelle gegenübergestellt.

In unseren Längen- und Breitengraden

werden meist die relativen Bezeichnungen

vom Nullmeridian aus nach West und

Ost verwendet. Diese ist zwar die längste

Angabe, aber sämtliche Irrtümer

sind damit ausgeschlossen. Da sich die

Satelliten in der Äquatorebene bewegen,

ist bei ihnen eine Breitenangabe überflüssig,

da sie Null Grad ist.

Die wichtigsten Größen bei der Aufstellung

einer Polarmount-Antenne sind

neben der möglichst genauen aus der

Senkrechten nach Norden geneigten

Aufstellung des Antennenmastes, die

Bestimmung der Südrichtung im Aufstellungsort.

Dazu wird meistens ein Kompass

benützt. Wie aber die nachstehend

beschriebenen Fehlerquellen zeigen,

sind diese Angaben meist ungenau und

im Prinzip problematisch.

1. Der magnetische Nordpol, der durch

die Magnetnadel angezeigt wird, ist mit

dem geografischen Nordpol nicht identisch

und wandert von Jahr zu Jahr, weshalb

z.B. nautische Seekarten, in enen

ja die Nordrichtung genau eingezeichnet

werden muss, fast jedes Jahr neu

überarbeitet zu kaufen sind. Um sich die

Größenordnung, um die es sich hier handelt

zu ermessen, folgendes Beispiel für

einen bestimmten Zeitpunkt:

Der magnetische Nordpol lag nördlich

von Kanada auf

- ca. 100 Grad westlicher Länge und

- ca. 75 Grad nördlicher Breite

- und war vom geografischen Nordpol

ca. 1500 km entfernt.

Der magnetische Südpol war vom geografischen

ca. 2500 km entfernt und lag

auf

- ca. 140 Grad östlicher Länge und

- ca. 65 Grad südlicher Breite.

Der Kompassfehler wird umso größer,

je weiter wir uns nach Norden bewegen

(aber

geogr. Länge).

abhängig von der

2. Auch unter der Erdoberfläche sind

u.U. Bedingungen vorhanden, die das

Magnetfeld beeinflussen.

3. In der Nähe der Messungen befinden

sich oft metallene Gegenstände wie

Metalldächer, Geländer, Betoneisen usw.,

Absolut Relativ Relativ gebräuchlich

P1 20/30 Grad +20/+30 Grad 20 Grad östl. Länge/30 Grad nördl. Breite

P2 320/30 Grad -40/+30 Grad 40 Grad westl. Länge/30 Grad nordl. Breite

P3 335/-30 Grad -25/-30 Grad 25 Grad westl. Länge/30 Grad südl. Breite

P4 15/-20 Grad +15/-20 Grad 15 Grad östl. Länge/20 Grad südl. Breite

Sat. Astra 19,2 Grad +19,2 Grad 19,2 Grad Ost

Sat. Hispasat 330 Grad -30 Grad 30 Grad West

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die das Magnetfeld massiv beeinträchtigen

können.

4. Auch die Sonnenflecken-Tätigkeit

kann das Magnetfeld der Erde verzerren.

5. Das Glas, mit dem die Magnetnadel

abgedeckt ist, kann elektrostatisch

aufgeladen sein und verursacht große

Fehlmessungen, wenn man nicht vorsichtig

genug ist, vor allem, wenn es

aus Kunststoff besteht.

Berücksichtigt man alle diese Punkte,

können mit einem Kompass ganz gute

Ergebnisse erzielt werden. Die genaueste

Bestimmung der Südrichtung erfolgt

aber durch Anpeilen eines Satelliten,

der möglichst genau im Süden des Aufstellungsortes

der Antenne liegt. Da die

Satelliten meistens in einem Abstand

von ca. 3 Grad liegen, ist diese Methode

am genauesten. Prinzipiell ist aber

zunächst die möglichste genaue Position

im Aufstellungsort der Antenne nach der

geografischen Länge und Breite herauszufinden.

Dazu verhelfen Angaben

von Radio- und Fernsehmechanikern,

örtlichen Gemeinden und das Internet,

auch entsprechende Landkarten, sowie

Bekannte, die ein elektronisches Navigationssystem

(GPS) besitzen.

Vielfach hat sich die „Unsitte“ breitgemacht,

die Abweichungen von Satelliten

aus der Südrichtung nach Ost oder West

(Azimut) mit dem Kompasskurs anzugeben,

wobei zu berücksichtigen ist, dass

beim Kompass der Nullpunkt im Norden

liegt. Süden also 180 Grad beträgt. Die

Kompassrose ist in 360 Grad eingeteilt

und ist ein Rechtssystem.

0 Nord, 90 Ost 180 Süd 270 West.

Wenn ein Satellit angenommen 3 Grad

östlich der Südrichtung liegt, hat er eine

Kompassanzeige von 177 Grad. Einfacher

wäre die Angabe 3 Grad östlich,

oder aber „Azimut +3 Grad“ (Ost).

Manchmal werden auch ältere Marschkompasse

verwendet, um die Südrichtung

zu bestimmen. Bei diesen ist

zwar der Nullpunkt auch im Norden,

der gesamte Kreis wird aber in 64 Teile

geteilt (ein Teil =5,625 Grad) und ist ein

Linkssystem.

0 Nord, 16 West, 32 Süd, 48 Ost


Die Satelliten

Damit eine Funkverbindung von Satel-

liten zur Erde kommerziell verwendet

werden kann, müssen sie ihre Position

über der Erde beibehalten (geostationär

sein), damit ihr Empfang mit einer konstanten

Antenne möglich ist. Die Satelliten

müssen daher folgende Bedingungen

erfüllen:

1. Sie müssen sich in der Äquatorebene

bewegen.

2. Sie müssen sich in der gleichen

Richtung wie die Erde bewegen.

3. Sie müssen so weit von der Erde

entfernt ihre Bahn ziehen, dass sie für

eine Umrundung 24 Stunden benötigen

(genau 23h 56m 04s ).

Um diese Bedingungen zu erfüllen,

muss das 3. von Kepler angegebene

Gesetz angewendet werden:

Die Kuben der Halbachsen verhalten

sich wie die Quadrate der Umlaufzeiten.

Die Umlaufbahnen sind nach dem 1.

Keplerschen Gesetz immer Ellipsen. In

unserem Fall einer Kreisbahn sehr angenähert.

Die große Ellipsenachse a wird

daher durch den Radius R ersetzt und die

Satellitenmasse m gegen die Erdmasse

M vernachlässigt. Man erhält dann aus

dem 3. Keplerischen Gesetz mit den

Konstanten:

U = 23h 56m 04s = 86 164 sek

U ist die Umlaufzeit

G = 6,668.10 -11 N.m2 .kg-2 G ist die Gravitationskonstante

M = 5,976.10 24 kg

M ist die Erdmasse

Abb.2

Die Geschwindigkeit des Satelliten ist

dann:

(Die Satelliten befinden sich 42 160

– 6378 km = ca. 36 000 km über dem

Äquator)

Die

Polarmount-Antennen

Wenn man die Drehantenne am Nordpol

oder im Erdmittelpunkt aufstellen

könnte, würde sie alle Satelliten auf

ihrer geostationären Bahn empfangen

können. Dies ist aber auch vom Nordpol

aus nicht möglich, da alle Satelliten

unter dem Horizont liegen und deshalb

nicht empfangen werden können. Das

bedeutet, dass der Empfangsbereich

der Antenne aus der Südrichtung nach

Osten und Westen bei einer Aufstellung

am Äquator am größten ist und nach

Norden immer mehr abnimmt und bei

einer nördlichen und südlichen Breite

von ungefähr 80 Grad zu Null wird.

Darüber geben aber spätere Rechnungen

Auskunft. Da die Aufstellung der

Antenne nur auf der Erdoberfläche möglich

ist, ergeben sich Verhältnisse laut

der Abb. 3.

Der Aufstellungsort der Antenne ist im

Punkt P auf der Erde und hat die nördliche

Breite φ. Richtet man die Antenne

genau nach Süden z.B. auf einen Satelliten

S1 aus und dreht sie um die polparallele

Achse PP` auf den Satelliten S2

zu, so trifft sie ihn nicht genau, da ihr

Radius kleiner ist als die Strecke PS2.

Sie schneidet die Äquatorebene im Punkt

S2`, also tiefer. D.h. aber, dass die Elevation

(siehe Abb. 5) der Antenne vergrößert

werden müsste. Der Fehler wird

umso größer, je grösser die Abweichung

aus der Südrichtung ist. Ob er aber in

der Praxis berücksichtigt werden muss,

hat eine Kontrollrechnung ergeben: Bei

einer geografischen Breite von 47 Grad

und einem ω von 60 Grad erhält man

einen Fehler von -0,41 Grad, der praktisch

vernachlässigbar ist.

Abb. 3

M = Mittelpunkt der Erde

R = Erdradius (6371 km)

P = Aufstellungsort der Antenne

φ = Nördliche Breite von P

S1 = Südrichtung

S1 und S2 sind Satelliten

(angenommene)

MS1 = MS2 = Radius der

Satellitenbahn ( 42 160 km)

PS1 = PS2` = Radius der

Drehantenne

Wenn nun ein Betrachter im Punkt

P auf die Satelliten „sieht“, so erhält er

ein Bild nach Abbildung 4a. Ein Satellit

genau im Süden erscheint am höchsten,

die anderen reihen sich wie an einer Perlenschnur

kreisförmig auf, werden aber

tiefer, um dann unter dem Horizont zu

verschwinden Der Betrachter sieht,

wegen der Schwerkraft zum Erdmittelpunkt

gerichtet, seinen Horizont waagrecht

vor sich (siehe auch Abb. 8).

Abb. 4

Bei der polar montierten Antenne

ergibt sich ein anderes Bild. Sie dreht

sich um die Polarachse und „sieht“ die

Satelliten nebeneinander in gerader

Richtung (dies ist ja der Sinn einer solch

montierten Antenne). Der Abstand zum

Horizont ist dagegen bei der Drehung

variabel, wie das Bild in der Abbildung 4b

zeigt. Es ist selbstverständlich, dass die

Antenne keinen Bogen machen kann, da

sie sich nur um eine Achse dreht, eben

um die polar ausgerichtete Achse.

Aus den bisherigen Erläuterungen

kann man ersehen, welch große Vorteile

eine polar montierte Antenne mit Motorsteuerung

hat, um zu einer Vielzahl von

Satelliten mit ihren Programmen zu

kommen. Der Aufwand dafür ist verhältnismässig

gering, das größte Problem

dürfte in der Suche nach einer geeigneten

Aufstellung liegen. Ein Receiver

mit einer eingebauten Motorsteuerung

sollte vorhanden sein. Eine Steuerung

mit einem separaten Gerät ist nicht sinnvoll.

Wenn dann noch dazu ein eigener

Computer zum Sortieren und Ergänzen

der vielen Programme vorhanden ist,

die man über eine RS 232-Schnittstelle

in den Receiver übertragen kann, erhält

man ein fast vollkommenes Informationssystem.

Über Sprachbarrieren helfen

vielfach Bilder. Programme aller weltweiten

Satelliten erhält man aus dem

Internet, so auch z.B. von der Zeitschrift

TELE-Satellit“.

Elevation nach Süden

Eine der wichtigsten Einstellungen für

die Montage einer Polarmount-Antenne

ist die möglichst genau aus der Senkrechten

nach Norden geneigten Lage des

Mastes für die Halterung der Antenne.

Eine geringe Nord-Süd-Abweichung kann

später bei der Justierung noch ausgeglichen

werden, während eine Ost-

West-Abweichung nicht mehr durch den

Antennenmast korrigierbar ist. Wie schon

in der Einleitung erwähnt, ist eine weitere

Voraussetzung die Kenntnis der geografischen

Länge und Breite im Aufstellungsort

der Antenne zumindest auf ein Grad

genau. Diese Daten sind durch Firmen der

Radio-Fernseh-Branche, durch das Internet

oder durch Bekannte, welche ein GPS-

System besitzen, zu erfahren. Vor allem

die geografische Länge ist wichtig, da sie

für die Berechnung der Elevation und der

Einstellung für die Südrichtung ausschlaggebend

ist. Für die genaue Festlegung der

Südrichtung ist ein Kompass höchstens

für eine generelle Orientierung geeignet,

da damit zu viele Fehler einhergehen.

Eine bessere Methode, um die genaue

Südrichtung zu finden ist es, einen Satelliten

anzupeilen, der möglichst genau der

geografischen Länge entspricht. Natürlich

ist eine entsprechende Sichtkontrolle

über einen Fernseher oder Monitor notwendig,

um nicht einen falschen Satelliten

(die doch sehr nahe beisammen

liegen) zu erhalten. In der Abbildung 5

sind die entsprechenden Winkel eingezeichnet,

die für die folgenden Berechnungen

benötigt werden.

M = Erdmittelpunkt

N = Nordpol

P = Aufstellungsort der Antenne

φ = Geografische Breite des Aufstellungsortes

R = 6,371 Erdradius

MS = 42,16 Radius der Satellitenbahn

ε = Elevation

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Abb. 5

P`S = 42,16 – 6,371.cosφ

ε = µ −φ

Und damit wird die Elevation ε nach

Süden:

(In den Rechnungen wurden die Radien

von Erde u. Satellitenbahn gekürzt.)

In der Abbildung 6 ist dargestellt, um

welchen Winkel man die Drehachse für

die Antenne nach Norden neigen muss,

damit sie parallel zur Polachse ist.

Abb. 6

Die Neigung nach Norden gegen die

Waagrechte beträgt: φ (entspricht der

geografischen Breite)

Die Neigung nach Norden gegen die

Vertikale beträgt: γ = 90 - φ

Neigung

der Antenne

zum Satelliten

Nachdem man die Drehachse um den

entsprechenden Winkel nach Norden

verändert hat, ist die Antenne noch um

einen Winkel δ nach unten gegen den

rechten Winkel zur Drehachse zu drehen,

damit sie genau auf einen Satelliten im

Süden des Aufstellungsortes trifft.

Abb.7

Der Winkel δ wird als Deklination

(Abweichung) bezeichnet.

Maximaler

Empfangsbereich

Eine derartige Berechnung kann

natürlich nicht auf örtliche Gegebenheiten,

wie Häuser, Bäume, usw. am Aufstellungsort

eingehen. Es kann nur der

maximale Winkel, der durch den Horizont

begrenzt wird, berechnet werden.

Dieser Winkel gilt von der Südseite aus

nach Osten und Westen

Abb.8

Der maximale Empfangsbereich ω ist

abhängig von der geografischen Breite

des Aufstellungsortes der Antenne,

nimmt nach Norden immer weiter ab, bis


er bei 81 Grad nördlicher Breite zu Null

wird. Der maximale Empfangsbereich ist

am Äquator mit 81 Grad gegeben. Dies

gilt natürlich nur für jene Satelliten, die

sich auf der geostationären Bahn bewegen.

Der Winkel ω ist von der Südrichtung

nach Osten und Westen errechnet. Um

die maximalen Satellitenpositionen

(Azimut) zu finden, ist folgende Formel

zu benützen:

Nach Osten: λ + ω (Für die geografis

c h e L ä n g e λ d e s A u f s t e l l u n g s o r t e s d e r

Antenne ist das richtige Vorzeichen zu

beachten.

Für alle Nach Westen: λ - ω Positionen

östlich vom Null-Meridian ist λ positiv)

Polarisation

In der Abbildung 4b wurde schon

dargestellt, dass sich die Elevation bei

der Drehung der Antenne automatisch

ändert. Dies bedeutet aber gleichzeitig,

dass sich ihr Verhältnis zu den Satelliten

bei der Drehung nicht ändert und damit

die Polarisationsebenen für alle Satelliten

gleich sind und nicht verändert

werden müssen. Trotzdem sind Receiver

mit eingebauter Motorsteuerung meist

mit einer Vorrichtung ausgestattet, um

ev. „Schieflagen“ von Satelliten ausgleichen

zu können.

Dies erfolgt in einem LNB mit eingebautem

Polarisator entweder durch eine

stromdurchflossene Spule oder eine

impulsgesteuerte Zunge. Es ist dann eine

eigene Leitung zur Antenne notwendig.

Durch die immer exaktere Steuerung

der Satelliten sind solche Massnahmen

meist überflüssig.

Parabol-

Offsetantennen

In der Abbildung 9 sind die Grundformen

der Antennen für Wellenlängen

von einigen Zentimetern (ca, 10 GHz)

gegenübergestellt. In der professionellen

Technik werden nur Parabolantennen

mit einem zentralen Empfangsgerät

(LNB) verwendet, während sich im privaten

Bereich bis zu einer Antennengrösse

von ca. 1,2 Meter die in der Abbildung

9a gezeigte Offset-Antenne wegen der

senkrechteren Lage des Schirms durchgesetzt

hat. Sie ist damit gegen Witterungseinflüsse

wie Wasser und Schnee

unempfindlicher.

Abb. 9

Die Motorsteuerung

Die klassische Steuerung für die Drehbewegung

der Antenne erfolgt durch

einen „Stabmotor“ (Aktuator). Dieser

besteht aus einer Spindel, die durch

einen Gleichstrommotor in der Länge

verändert wird. Dieser Motor wird einheitlich

mit 36 Volt betrieben und durch

Polumschaltung in der Richtung verändert.

Für die genaue Positionierung ist

im Motor eine Photozelle installiert, die

durch eine gelochte Scheibe die Impulse

für die Positionierung liefert.

Zu Beginn musste ein eigenes Steuergerät

diese Aufgaben erfüllen, doch

bald kamen immer mehr Receiver auf

den Markt, die alle für die Steuerung und

Anzeige notwendigen Aufgaben eingebaut

hatten.

Das Netzgerät für die 36 Volt liefert

einen Strom meist über 2 Ampere, die

Motore benötigten in der Regel weniger

als 1 A. Diese Geräte werden aber leider

immer seltener und vielfach durch H-H-

Motore ersetzt.

Vorteil: Robuste Ausführung, kaum

Reparaturen. Auch für grössere Antennen

geeignet

Nachteil: Eigene Leitung (5-polig) zur

Antenne. (+ und -36 Volt, Masse, +5 V

für Elektronik, Zähl-Impulsleitung)

DiSEqC

Dadurch, dass immer mehr Steueraufgaben

zu u.U. mehreren Antennen

oder LNBs benötigt wurden, konnten

viele Aufgaben durch eine intelligente

Impulssteuerung über das Antennenkabel

gelöst werden. Es lag also auch nahe,

die Motorsteuerung über dieses Kabel

durchzuführen

(DiSEqC). Als Spannung für den Motor

bot sich die Steuerspannung von 13 bzw.

18 Volt an, die für die Bereichsumschaltung

schon vorhanden ist. Den benö-

tigten Motorstrom von ca. 0,2 bis 0,3 A

können für derartige Zwecke geeignete

Receiver ohne weiteres aufbringen.

Vorteil: Keine eigene Leitung zur

Antenne, sondern über das Antennenkabel

mit DiSEqC-Steuerung. Bei einer

Reparatur bleibt noch zumindest der

Empfang von z.B. Astra.

Nachteil: Da die Motorspannung einmal

13 Volt und dann je nach Bereich wieder

18 Volt sein kann, ist die Geschwindigkeit

und Stärke der Drehbewegung unterschiedlich.

Kleinere Spiegel.

H-H

Seit einiger Zeit tauchen von immer

mehr Firmen sogenannte H-H-Motorsteuerungen

auf, die aber nicht in die

Rubrik Polarmount-Antennen gehören,

da sie der kreisförmigen Aufreihung

der Satelliten über dem Horizont nach

der Abbildung 4a folgen. Die Steuerung

erfolgt durch das Antennenkabel. Auf

Grund ihrer Funktion muss die Antenne

mit dieser Motorsteuerung mechanisch

verbunden sein. Dies bedeutet aber, dass

bei einer Reparatur dieser Steuerung die

Antenne abgebaut werden muss.

Vorteil: Verhältnismässig einfache

Montage, da nur die geogr. Breite und

Südrichtung einzustellen ist.

Nachteil: Bei einer Reparatur steht

keine Empfangsanlage mehr zur Verfügung.

Kleine Spiegel.

Ein praktisches

Beispiel

Für ein praktisches Beispiel wurde

München gewählt. Als Erstes werden die

dafür notwendigen Daten für den Aufstellungsort

eingeholt und sämtliche ev.

notwendigen Berechnungen durchgeführt:

Geografische Länge:

λ = 12,1 Grad Ost

Geografische Breite:

φ = 48,1 Grad Nord

Prüfung des Empfangsbereiches:

Dies bedeutet, dass prinzipiell nach

Osten λ + ω = 12 +77 = 89 Grad und

nach Westen λ - ω = 12 – 77 = -65 Grad

Satelliten empfangbar sind, Azimut +89

bis -65 Grad. In der Praxis werden jedoch

vermutlich nur die Satelliten zwischen

dem Hispasat 30 Grad West (Azimut

42,1 Grad West) und dem Panam-Sat

45 Grad Ost (Azimut 32,9 Grad Ost) in

Frage kommen. Dazwischen liegen ca.

20 Satelliten mit über 1500 frei empfangbaren

Programmen.

Es sind nun die übrigen Berechnungen

durchzuführen, obwohl u.U. nicht alle

(je nach Fabrikat) gebraucht werden:

Neigung

Norden:

der Drehachse nach

φ = 48,1 Grad gegen die Waagrechte

γ = 90 - φ = 90 – 48,1 = 41,9 Grad

gegen die Senkrechte

Nachdem alle Berechnungen durchgeführt

wurden, ist für die Aufstellung

der Antenne ein geeigneter Ort auszuwählen.

Dieser muss zunächst nach

der besten Empfangslage ausgesucht

werden, aber unter Berücksichtigung

der stabilen Befestigung des Antennenmasts

(Windlast und Erdung) und

gegebenenfalls von anderen Beschränkungen.

Die örtlichen Vorschriften sind

natürlich einzuhalten.

Diese Montage des Antennenmasts

soll bevorzugt durch eine Fachfirma

erfolgen, die für die Stabilität gegen

Windlast und die ev. benötigte blitzschutzmäßige

Erdung sorgt. Sie ist auch

mit den örtlichen Vorschriften vertraut

und ist dafür verantwortlich.

Nachdem alle offenen Fragen geklärt

sind, ist an die Anschaffung der benötigten

Geräte und Zubehörteile zu denken,

bei geringen technischen Kenntnissen

ev. unter Mithilfe einer Fachfirma.

Als nächstes wird die Antennenhalterung

zusammengebaut und die errechneten

Werte auf den vorhandenen

Markierungen eingestellt. Dann erfolgt

die Befestigung dieser Halterung am

Antennenmast und daran der Antennenspiegel

mit LNB. Nach Anschluss eines

Monitors oder Fernsehers wird die ganze

Anlage auf dem Mast solange gedreht,

bis ein entsprechender Satellit im Süden

angepeilt werden kann. Dazu bietet

sich der Hot-Bird auf 13 Grad Ost an,

der fast genau (0,9 Grad) mit der geo-

grafischen Länge übereinstimmt. Damit

nicht ein falscher Satellit angepeilt wird,

muss eine Empfangskontrolle durch ein

entsprechendes Programm erfolgen. Es

bietet sich ev. folgendes Programm an:

ZDF digital 11,054 GHz Vertikal

Symbolrate 27 500

SID 8011

Video PID 570

Audio PID 571

PCR PID 570

Zu beachten ist dabei, dass alle Werte

voreingestellt werden müssen, da dieses

Programm auch auf ASTRA vorhanden

ist. Ebenso ist zu beachten, dass die

Marke nach Süden an der Antennenhalterung

genau übereinstimmt, während

die ganze Anlage auf dem Mast gedreht

wird.

Nach erfolgreichem Empfang sind die

Befestigungsschrauben festzuziehen

und nun kann ein Schwenk, ev. ein Probelauf

mit Motor, bis zu den Bereichsenden

erfolgen, die meist mit Hilfe eines

Softanschlages am Receiver eingestellt

werden können, damit die Antenne nicht

an irgend ein Hindernis oder das Ende

der Motorsteuerung anschlägt.

Ergibt sich an einem Satelliten an den

Bereichsenden ein nicht genügender oder

gar kein Empfang, so ist durch leichtes

Verbiegen der Antenne nach unten oder

oben festzustellen, welchem der Bilder

in der Abbildung 10 der Fehler entspricht

und damit für Abhilfe zu sorgen. Fehler

bei der Montage des Masts treten jetzt

unangenehm in Erscheinung.

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Abb. 10

a: Die Drehachse ist zu wenig nördlich

b: Die Drehachse ist zu nördlich

c: Der Mast hängt nach Osten

d: Der Mast hängt nach Westen

Es kann durch Nachjustieren von Ele-

vation und Neigung der Drehachse, aber

immer von der Südrichtung aus, der

Fehler behoben werden.

Anhang

Zusammenstellung

λ = Geografische Länge

φ = Geografische Breite

ε = Elevation nach Süden

δ = Deklination

ω = Empfangswinkel vom Süden

Maximale Sat. Position (Azimut)

nach Westen: λ - ω

nach Osten: λ + ω

Neigung der Drehachse nach Norden:

Gegen die Waagrechte: φ

Gegen die Senkrechte: γ = 90 – φ

Erdradius = 6,371 km

Sat.-Radius = 42,160 km

Fachwörter

Äquator (lat): Gleicher

Azimut (arab): Winkel zwischen Längenkreis

des Beobachtungsortes und dem Höhenkreis

eines Gestirns

Deklination (lat): Abweichung

DiSEqC (Abkürzung): Digital Satellite

Equipment Control ( Digitale Satellitenzubehör-

Steuerung).Übertragung von Daten über die

Antennenleitung durch Impulssteuerung des

22 kHz-Tons. Eine Entwicklung von Philips, die

fast beliebig ausbaubar ist. Es können sogar zur

Kontrolle Rückkanäle verwirklicht werden.

Elevation (lat): Erhebung, Erhöhung

Geodätisches System (Gea grch Erde):

System mit dem die Erde mit gedachten Linien

überzogen wird.

Horizont (grch): Gesichtskreis, Horizontale-

Waagrechte

Kepler: Naturforscher 1571 – 1630. Keplersche

Gesetze:

1. Die Planeten bewegen sich in Ellipsen, in

deren einem Brennpunkt die Sonne steht.

2. Die von der Sonne bis zum Planeten gedachte

Gerade überstreicht in gleichen Zeiten gleiche

Flächen.

3. Die Quadrate der Umlaufzeiten verhalten sich

wie die Kuben der mittleren Entfernungen von

der Sonne.

LNB: Low Noise Block-Converter (rauscharmer

Block-Umsetzer, der im Brennpunkt des

Parabolspiegels die hohen SAT-Frequenzen

durch Mischung mit einem Oszillator in 950

bis 2150 MHz umwandelt, die durch ein

Antennenkabel zum Empfänger abgeleitet

werden können).

Meridian (lat): Länge, Längenkreis.

(0-Meridian: Längenkreis vom Nordpol über

Greenwich bei London zum Südpol. Er wird als

Nullmeridian seit 1884 allgemein anerkannt).

Monitor (lat): Messgerät zur Überwachung,

Bildschirm.

Polar (grch): Drehpunkt. Polarmount: Nach den

Polen montiert.

Polarisation (lat): Richtung (von Wellen).

Satellit (lat): Begleiter.

Verwendete griechische Buchstaben:

λ Lambda δ Delta ω Omega π Pi

γ Gamma ε Epsilon μ My φ Phi

Literatur: Prof. Dr. Hans Heinrich Voigt, Univ.

Sternwarte Göttingen „ Abriss der Astronomie“

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