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Polarmount-AntennenDreh-Antennen für SatellitenAdolf Oberhuber

Basiswissen

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.

20 Satelliten mit ihren entsprechenden Programmen sind mit verhältnismässig geringem Aufwand empfangbar.

Wollte man eine Antenne normaler-weise 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 zweck-mäßig, einen Überblick über Größen und alle damit zusammenhängenden Verhältnisse zu haben. Da auch vielfach die Größen selbst und ihre Ableitun-gen kaum in diesem Zusammenhang zu finden sind, wurde versucht, sie hier zusammenzustellen.

Für die Berechnungen ist es notwen-dig, sich die Größen und deren Zusam-menhänge von Erde und den Satelliten in Erinnerung zu rufen. Auch können bei dieser Gelegenheit u.U. verschie-dene Irrtümer richtig- und klargestellt werden.

Die ErdeDa die Erde am Äquator infolge der

Rotation einen größeren Durchmesser hat als die Strecke Nord-Südpol, hat sie keine genaue Kugelform. Da die Dif-ferenzen für unsere Berechnungen zu gering sind, wird mit einem auch sonst üblichen mittleren Erdradiusr von 6731 km gerechnet.

Alle Berechnungen und Bemerkungen gelten uneingeschränkt für die nördliche Halbkugel. Für die südliche sind sie sinn-gemäß zu adaptieren, wie z.B. Ausrich-tung der Antenne statt nach Süden nach Norden, Neigung der Drehachse statt nach Norden nach Süden usw.

Für alle Berechnungen genügt ein nor-maler zehnstelliger Schultaschenrechner mit den trigonomischen Rechenoperatio-nen. Um mehrere Satelliten empfangen zu können, gibt es folgende Möglichkei-ten:

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 Mehrteil-

nehmeranlagen vorbehalten, da jeder dieser Teilnehmer jederzeit ungehinder-ten 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 beieinan-der liegenden Satelliten möglich. Auch ein größerer Antennendurchmesser ist notwendig.

3.Polarmount-Antennen:Für entsprechend interessierte Einzel-

teilnehmer bietet sich eine polar mon-tierte 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 Aufstel-lungsortes der Antenne liegen. 15 bis

FEATURE

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Historisch bedingt werden für die Positions- und Richtungsangaben je nach Verwendungszweck verschiedene Systeme verwendet. Wenn nicht genaue Wertangaben eine Eindeutigkeit zulas-sen, 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 gese-hen), das auch für die Projektion über die Erdoberfläche hinaus in das Weltall gilt. So ist es möglich, dass auch Him-melskörper, 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 gegenüber-gestellt.

In unseren Längen- und Breitengraden werden meist die relativen Bezeichnun-gen vom Nullmeridian aus nach West und

Ost verwendet. Diese ist zwar die läng-ste Angabe, aber sämtliche Irrtümer sind damit ausgeschlossen. Da sich die Satelliten in der Äquatorebene bewegen, ist bei ihnen eine Breitenangabe über-flüssig, da sie Null Grad ist.

Die wichtigsten Größen bei der Auf-stellung einer Polarmount-Antenne sind neben der möglichst genauen aus der Senkrechten nach Norden geneigten Aufstellung des Antennenmastes, die Bestimmung der Südrichtung im Aufstel-lungsort. Dazu wird meistens ein Kom-pass 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 iden-tisch und wandert von Jahr zu Jahr, wes-halb z.B. nautische Seekarten, in enen ja die Nordrichtung genau eingezeich-net werden muss, fast jedes Jahr neu überarbeitet zu kaufen sind. Um sich die Größenordnung, um die es sich hier han-delt 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 geo-grafischen 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 bewe-gen (aber abhängig von der geogr. Länge).

2. Auch unter der Erdoberfläche sind u.U. Bedingungen vorhanden, die das Magnetfeld beeinflussen.

3. In der Nähe der Messungen befin-den sich oft metallene Gegenstände wie Metalldächer, Geländer, Betoneisen usw.,

Absolut Relativ Relativ gebräuchlichP1 20/30 Grad +20/+30 Grad 20 Grad östl. Länge/30 Grad nördl. BreiteP2 320/30 Grad -40/+30 Grad 40 Grad westl. Länge/30 Grad nordl. BreiteP3 335/-30 Grad -25/-30 Grad 25 Grad westl. Länge/30 Grad südl. BreiteP4 15/-20 Grad +15/-20 Grad 15 Grad östl. Länge/20 Grad südl. BreiteSat. Astra 19,2 Grad +19,2 Grad 19,2 Grad OstSat. Hispasat 330 Grad -30 Grad 30 Grad West

die das Magnetfeld massiv beeinträchti-gen können.

4. Auch die Sonnenflecken-Tätigkeit kann das Magnetfeld der Erde verzer-ren.

5. Das Glas, mit dem die Magnetna-del abgedeckt ist, kann elektrostatisch aufgeladen sein und verursacht große Fehlmessungen, wenn man nicht vor-sichtig genug ist, vor allem, wenn es aus Kunststoff besteht.

Berücksichtigt man alle diese Punkte,

können mit einem Kompass ganz gute Ergebnisse erzielt werden. Die genaue-ste Bestimmung der Südrichtung erfolgt aber durch Anpeilen eines Satelliten, der möglichst genau im Süden des Auf-stellungsortes 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 her-auszufinden. Dazu verhelfen Angaben von Radio- und Fernsehmechanikern, örtlichen Gemeinden und das Internet, auch entsprechende Landkarten, sowie Bekannte, die ein elektronisches Navi-gationssystem (GPS) besitzen.

Vielfach hat sich die „Unsitte“ breitge-macht, die Abweichungen von Satelliten aus der Südrichtung nach Ost oder West (Azimut) mit dem Kompasskurs anzuge-ben, 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. Einfa-cher wäre die Angabe 3 Grad östlich, oder aber „Azimut +3 Grad“ (Ost).

Manchmal werden auch ältere Marsch-kompasse verwendet, um die Süd-richtung 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

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Die SatellitenDamit 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 kon-stanten Antenne möglich ist. Die Satelli-ten müssen daher folgende Bedingungen erfüllen:

1. Sie müssen sich in der Äquatore-bene 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 ange-nähert. 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 sekU ist die UmlaufzeitG = 6,668.10-11 N.m2.kg-2

G ist die GravitationskonstanteM = 5,976.1024 kgM ist die Erdmasse

Abb.2Die 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 Nord-pol oder im Erdmittelpunkt aufstellen könnte, würde sie alle Satelliten auf ihrer geostationären Bahn empfangen können. Dies ist aber auch vom Nord-pol 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 Rechnun-gen Auskunft. Da die Aufstellung der Antenne nur auf der Erdoberfläche mög-lich ist, ergeben sich Verhältnisse laut der Abb. 3.

Der Aufstellungsort der Antenne ist im Punkt P auf der Erde und hat die nörd-liche Breite φ. Richtet man die Antenne genau nach Süden z.B. auf einen Satel-liten S1 aus und dreht sie um die pol-parallele 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 Ele-vation (siehe Abb. 5) der Antenne ver-größert 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 prak-tisch vernachlässigbar ist.

Abb. 3

M = Mittelpunkt der ErdeR = Erdradius (6371 km)P = Aufstellungsort der Antenneφ = Nördliche Breite von PS1 = SüdrichtungS1 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 Per-lenschnur kreisförmig auf, werden aber tiefer, um dann unter dem Horizont zu verschwinden Der Betrachter sieht, wegen der Schwerkraft zum Erdmittel-punkt gerichtet, seinen Horizont waag-recht 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 Motor-steuerung hat, um zu einer Vielzahl von Satelliten mit ihren Programmen zu kommen. Der Aufwand dafür ist verhält-nismässig gering, das größte Problem dürfte in der Suche nach einer geeig-neten Aufstellung liegen. Ein Receiver mit einer eingebauten Motorsteuerung sollte vorhanden sein. Eine Steuerung mit einem separaten Gerät ist nicht sinn-voll. 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 Informati-onssystem. Über Sprachbarrieren helfen vielfach Bilder. Programme aller welt-weiten Satelliten erhält man aus dem Internet, so auch z.B. von der Zeitschrift „TELE-Satellit“.

Elevation nach SüdenEine der wichtigsten Einstellungen für

die Montage einer Polarmount-Antenne ist die möglichst genau aus der Senk-rechten nach Norden geneigten Lage des Mastes für die Halterung der Antenne. Eine geringe Nord-Süd-Abweichung kann später bei der Justierung noch aus-geglichen 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 geografi-schen Länge und Breite im Aufstellungs-ort der Antenne zumindest auf ein Grad genau. Diese Daten sind durch Firmen der Radio-Fernseh-Branche, durch das Inter-net 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 ausschlag-gebend 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 Satel-liten anzupeilen, der möglichst genau der geografischen Länge entspricht. Natür-lich ist eine entsprechende Sichtkontrolle über einen Fernseher oder Monitor not-wendig, um nicht einen falschen Satel-liten (die doch sehr nahe beisammen liegen) zu erhalten. In der Abbildung 5 sind die entsprechenden Winkel einge-zeichnet, die für die folgenden Berech-nungen benötigt werden.

M = ErdmittelpunktN = NordpolP = Aufstellungsort der Antenneφ = Geografische Breite des Aufstel-

lungsortesR = 6,371 ErdradiusMS = 42,16 Radius der Satellitenbahnε = Elevation

Abb. 5

P`S = 42,16 – 6,371.cosφε = µ −φUnd 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. 6Die 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 Gegebenhei-ten, wie Häuser, Bäume, usw. am Auf-stellungsort eingehen. Es kann nur der maximale Winkel, der durch den Hori-zont 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

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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 bewe-gen.

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 geografi-sche Länge λ des Aufstellungsortes der Antenne ist das richtige Vorzeichen zu beachten.

Für alle Nach Westen: λ - ω Positionen östlich vom Null-Meridian ist λ positiv)

PolarisationIn 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 Satel-liten gleich sind und nicht verändert werden müssen. Trotzdem sind Receiver mit eingebauter Motorsteuerung meist mit einer Vorrichtung ausgestattet, um ev. „Schieflagen“ von Satelliten ausglei-chen zu können.

Dies erfolgt in einem LNB mit einge-bautem 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 Grund-formen der Antennen für Wellenlängen von einigen Zentimetern (ca, 10 GHz) gegenübergestellt. In der professionel-len Technik werden nur Parabolanten-nen mit einem zentralen Empfangsgerät (LNB) verwendet, während sich im priva-ten Bereich bis zu einer Antennengrösse von ca. 1,2 Meter die in der Abbildung 9a gezeigte Offset-Antenne wegen der senkrechteren Lage des Schirms durch-gesetzt hat. Sie ist damit gegen Witte-rungseinflüsse wie Wasser und Schnee unempfindlicher.

Abb. 9

Die MotorsteuerungDie klassische Steuerung für die Dreh-

bewegung der Antenne erfolgt durch einen „Stabmotor“ (Aktuator). Dieser besteht aus einer Spindel, die durch einen Gleichstrommotor in der Länge verändert wird. Dieser Motor wird ein-heitlich mit 36 Volt betrieben und durch Polumschaltung in der Richtung verän-dert. 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 Steu-ergerät diese Aufgaben erfüllen, doch bald kamen immer mehr Receiver auf den Markt, die alle für die Steuerung und Anzeige notwendigen Aufgaben einge-baut 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 Anten-nen geeignet

Nachteil: Eigene Leitung (5-polig) zur Antenne. (+ und -36 Volt, Masse, +5 V für Elektronik, Zähl-Impulsleitung)

DiSEqCDadurch, dass immer mehr Steuer-

aufgaben zu u.U. mehreren Antennen oder LNBs benötigt wurden, konnten viele Aufgaben durch eine intelligente Impulssteuerung über das Antennenka-bel 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 Bereichsumschal-tung 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 Antennen-kabel 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 unter-schiedlich. Kleinere Spiegel.

H-HSeit einiger Zeit tauchen von immer

mehr Firmen sogenannte H-H-Motor-steuerungen 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 Verfü-gung. Kleine Spiegel.

Ein praktisches Beispiel

Für ein praktisches Beispiel wurde München gewählt. Als Erstes werden die dafür notwendigen Daten für den Auf-stellungsort eingeholt und sämtliche ev. notwendigen Berechnungen durchge-führt:

Geografische Länge: λ = 12,1 Grad OstGeografische 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 emp-fangbaren Programmen.

Es sind nun die übrigen Berechnungen durchzuführen, obwohl u.U. nicht alle (je nach Fabrikat) gebraucht werden:

Neigung der Drehachse nach Norden:

φ = 48,1 Grad gegen die Waagrechteγ = 90 - φ = 90 – 48,1 = 41,9 Grad

gegen die Senkrechte

Nachdem alle Berechnungen durch-geführt wurden, ist für die Aufstellung der Antenne ein geeigneter Ort aus-zuwählen. Dieser muss zunächst nach der besten Empfangslage ausgesucht werden, aber unter Berücksichtigung der stabilen Befestigung des Anten-nenmasts (Windlast und Erdung) und gegebenenfalls von anderen Beschrän-kungen. 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 blitz-schutzmäßige 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 benötig-ten Geräte und Zubehörteile zu denken, bei geringen technischen Kenntnissen ev. unter Mithilfe einer Fachfirma.

Als nächstes wird die Antennenhalte-rung zusammengebaut und die errech-neten Werte auf den vorhandenen Markierungen eingestellt. Dann erfolgt die Befestigung dieser Halterung am Antennenmast und daran der Antennen-spiegel 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 VertikalSymbolrate 27 500SID 8011Video PID 570Audio PID 571PCR 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 Antennenhal-terung 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 Pro-belauf mit Motor, bis zu den Bereichsen-den 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.

Abb. 10

a: Die Drehachse ist zu wenig nördlichb: Die Drehachse ist zu nördlich

c: Der Mast hängt nach Ostend: 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.

AnhangZusammenstellung

λ = Geografische Längeφ = Geografische Breiteε = Elevation nach Süden

δ = Deklination

ω = Empfangswinkel vom SüdenMaximale Sat. Position (Azimut)

nach Westen: λ - ωnach Osten: λ + ω

Neigung der Drehachse nach Norden:Gegen die Waagrechte: φGegen die Senkrechte: γ = 90 – φErdradius = 6,371 kmSat.-Radius = 42,160 km

FachwörterÄquator (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 Piγ Gamma ε Epsilon μ My φ Phi

Literatur: Prof. Dr. Hans Heinrich Voigt, Univ. Sternwarte Göttingen „ Abriss der Astronomie“