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
140 TELE-satellite International — The World‘s Largest Digital TV Trade Magazine — 06-07-08/2012 — www.TELE-satellite.com
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“