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Satelliten-Empfangsanlagen

Die Idee, einen künstlichen Satelliten für die Kommunikation zu verwenden, tauchte erstmals am Ende des Zweiten Weltkriegs auf. Der Britische Mathematiker und Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke hatte vorgeschlagen, in einer Höhe von 36.000 km über dem Äquator einen Kommunikationssatelliten auf eine geostationäre Umlaufbahn zu bringen, von wo dieser bis zu 40% der Erdoberfläche mit Fernseh- und Radiosignale erreichen kann. Von unzählige Empfangsstationen innerhalb einer solchen Fläche könnten das Signal empfangen werden.

Ein Satellit in einer geostationären Umlaufbahn über dem Äquator, dreht sich um die Achse der Erde, so dass seine Rotationgeschwindigkeit perfekt mit der Rotation der Erde übereinstimmt und kann somit stets den gleichen Teil der Erdoberfläche mit Signalen die ganze Zeit abdecken. Für Beobachter auf der Erde scheint der Satellit an einem bestimmten Punkt am Himmel unbeweglich zu sein. Ein solcher Satellit kann Tausende von lokalen Radio- oder TV-Sender ersetzen.

Aufgrund der Gravitationskräfte von Mond, Sonne und der anderen Himmelskörper weicht der Satellit immer etwas von seiner idealen Umlaufbahn ab. So ist es immer wieder notwendig, einige Korrekturen seiner Position mit Hilfe der Motoren, die von der Erdoberfläche ferngesteuert werden, zu machen. Um ein TV-Studio auf der Erde mit einem bestimmten Satelliten auf der geostationären Umlaufbahn zu verbinden, wird eine "Uplink" Antenne verwendet. Sie konzentriert die Funkwellen und strahlt sie in Richtung des Satelliten.

Kommunikationssatelliten verwenden zwei Sätze von Frequenzen. Eine Gruppe dient für die Übertragung von Programmen oder Daten in Richtung des Satellit, die andere zum Übertragen der Signale vom Satelliten zur Erde.

Die Parabolantenne des Satelliten erfasst ankommende Signale von der Erde und leitet sie an einen Empfänger weiter. Nach der Bearbeitung werden die TV-Signale an den Satellitensender übertragen und über die Satellitenantenne an die Erdoberfläche zurückgeschickt. Die TV-Signale vom Satelliten werden auf der Erdoberfläche von Schüsselantennen empfangen, aber die Signalstärke unterscheidet sich auf verschiedenen Regionen der Erdoberfläche. Die Satelliten-Antenne strahlt die Signale in einem bestimmten Muster (Fußabdruck genannt), die einen wesentlichen Bereich der Erdoberfläche abdeckt. Die Signale sind am stärksten in der Mitte eines Satelliten-Fußabdruck und am schwächsten an seinem Rand. Parabolantennen an der Außenseite der Grundfläche müssen einen größeren Durchmesser aufweisen, als diejenigen in der Mitte.

Für Centimeterwellen, die meist für ein Satellitensignalübertragung verwendet werden, liegt der Frequenzbereich bei ca. 3 bis 30 GHz. Einer der Gründe für diese kurzen Radiowellen ist der störende Einfluß des kosmischen Rauschens für Frequenzen von 1 GHz und niedriger. Bei Frequenzen über 15 GHz werden die Signale stark durch Wasserdampf und durch Sauerstoffmoleküle in der Atmosphäre geschwächt. Signale oder Wellen der elektromagnetischen Strahlung, die von Satelliten auf der Umlaufbahn gesendet werden, haben eine gewisse permanente räumliche Orientierung. Am häufigsten wird die Strahlung linear polarisiert, entweder vertikal oder horizontal. Einige Satelliten sind auch in der Lage, polarisierte Spiralmustersignale zu senden. Dies sind elektromagnetische Wellen mit einer Drehung um die Strahlungsrichtung, entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn.

Die Tabelle zeigt die häufigsten verwendeten Frequenzbänder für die Satellitenkommunikation .

Band Frequency range (GHz)
L 1.0 - 2.0
C 3.6 - 6.5
X 7.25 - 8.4
Ku 10.7 - 18
Ka 18-105

Die wohl beliebtesten Satelliten für das direkte Satellitenfernsehen sind Hotbird (bei 13,0 E von o Greenwich) und ASTRA (19,2 E), mit den folgenden Frequenzen im Band Ku für "Downlink " -Übertragung: 10700 MHz - 11.700 MHz (so genannten Low-Band) und 11700 MHz - 12.750 MHz (High-Band). Derzeit senden die Satelliten bereits meist digital in DVB-S oder DVB-S2. Wie bekannt ist, ermöglicht die digitale Übertragung eine Kompression der Daten und in einem Frequenzbereich lassen sind wesentlich mehr TV und Radio Programme, im Vergleich zu herkömmlichen analogen Verfahren, senden.

Ein typisches Satellitenempfangssystem umfasst eine Parabolantenne, die das Signal von einem Satelliten zu einem Brennpunkt reflektiert, der vor der Antenne angeordnet ist. Gerade über diesen Punkt, der sogenannte "Feedhorn ", werden die Signale erfasst, die von der Schale reflektiert wurden und überträgt sie in ein anderes Gerät; einen rauscharmen Verstärker (LNA). Im LNA werden die ankommenden Signale verstärkt und zu einem Abwärtswandler geschickt, wo die ankommende Signalfrequenz zu einer Ausgangsfrequenz geändert wird (sogenannte Zwischenfrequenz). Sein Wert wird durch die Differenz der lokalen Oszillatorfrequenz des Wandlers und der Eingangssignale von der Antenne angegeben.

Die Signale der Ausgangszwischenfrequenz gehen von dem Abwärtswandler über ein Koaxialkabel an den Satellitenempfänger. Die oben beschriebenen Teile, das heißt die Feedhorn, LNA und Abwärtswandler werden in der Regel in einen Block integriert, auch LNB genannt. Lokale Oszillatorfrequenzen von derzeit hergestellten Ku-Band LNBs sind in der Regel auf dem universellen Standard basierend: 9,75 GHz für Low-Band und 10,60 GHz für High-Band-Empfang. Der LNB umfasst entweder einen Oszillator von 9750 MHz (mit einem solchen LNB ist es möglich, nur eine geringe Bandsignale zu empfangen), oder zwei Oszillatoren, die erste von 9750 MHz und das zweite von 10600 MHz - das ist eine sogenannte Universal-LNB, die es möglich macht, Höhen und Tiefen zu erhalten. Das Umschalten zwischen Polarisationsebenen und Frequenzbändern wird vom Empfänger durchgeführt. Die Polarisationsebenen werdend durch ein 13/17 V DC oder durch einen geeigneten DiSEqC Befehl gesteuert. Die Bänder werden durch eine abwechselnd 22-kHz-Signal überlagert, 13/17 V DC auf dem Koaxialkabel (Amplitude ca.. 0,6 V) gesteuert oder durch einen anderen DiSEqC-Befehl. Die folgende Tabelle 2 zeigt eine Übersicht über die wichtigsten Arten von Ku-Band LNBs auf dem Markt und deren verwendete Ausgangsfrequenz (IF), für die Frequenzbereiche von 10.700 bis 11.700 MHz im Low-Band und 11.700 bis 12.750 MHz im hohen Band.

LNB type Number of outputs Outputs description Oscillator frequency Output IF
Single 1 1. LB (V, H) 9750 MHz 950-1950 MHz
Single universal 1 1. LB (V, H), HB (V, H) 9750 MHz + 10600 MHz 950-2150 MHz
* Dual 2 1. LB (V) 9750 MHz 950-1950 MHz
2. LB (H) 9750 MHz 950-1950 MHz
* Twin 2 1. LB (V, H) 9750 MHz 950-2150 MHz
1. LB (V, H) 9750 MHz 950-2150 MHz
* Twin Universal 2 1. LB (V, H), HB (V, H) 9750+10600 MHz 950-2150 MHz
2. LB (V, H), HB (V, H) 9750+10600 MHz 950-2150 MHz
* Quatro Universal 4 1. LB (V) 9750 MHz 950-1950 MHz
2. LB (H) 9750 MHz 950-1950 MHz
3. HB (V) 10600 MHz 1100-2150 MHz
4. HB (H) 10600 MHz 1100-2150 MHz
* Quad 4 1. LB (V, H), HB (V, H) 9750+10600 MHz 950-2150 MHz
2. LB (V, H), HB (V, H) 9750+10600 MHz 950-2150 MHz
3. LB (V, H), HB (V, H) 9750+10600 MHz 950-2150 MHz
4. LB (V, H), HB (V, H) 9750+10600 MHz 950-2150 MHz

V - vertical polarization
H - horizontal polarization
LB - low band
HB - high band

LNBs mit * gekennzeichneten Feldern sind geeignet, mit EMP-Centauri-Multischalter verwendet zu werden.

Ein Empfangssystem nach Fig. 2, wo ein Single-LNB im Brennpunkt platziert ist, kann nur für den Empfang von TV-Programmen auf einem Satelliten-Empfänger verwendet werden, das heißt in der Regel auf einem TV-Gerät. Um eine Verbindung von zwei oder mehr Satelliten-Receiver mit einem LNB, das heißt auf einer Parabolantenne, ist es notwendig, einen anderen LNB-Typ zu verwenden und ein Gerät zwischen LNB und Satelliten-Receiver, den sogenannten Multischalter, einzufügen. LNB-Typen, die geeignet sind für den Einsatz mit Multischalter, werden mit dem Symbol Q in der Tabelle markiert sind 2. "Dual" und "Twin" LNBs sind geeignet, um niedrige Bandkanäle zu verteilen; ein "Quattro Universal" muss verwendet werden, um sowohl niedrige, als auch hohe Bandkanäle zu verteilen .

Alle EMP-Centauri-Schalter sind verwendbar für die Verteilung von analogen und digitalen Signalen. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Schalter für Innenbereich. Für Satellitenempfang von anderen als dem Ku-Band, können Sie entsprechende LNB für dieses Frequenzband zu nutzen, aber die Ausgangszwischenfrequenzsignale müssen in einem Frequenzbereich von 950-2300 MHz liegen.

Der Betrieb und die Nutzung von Multischalter wird am besten sein. Die folgenden Beschreibungen erklären die EMP-Centauri Produkte und zeigen Beispiele für deren Anwendung.

last update: 24-08-2015

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