LNB Bauformen

Bei mir betreibe ich den LNB für QO100, einschließlich eines POTY (siehe später im Abschnitt "Howto TX") zusammen mit einem normalen LNB für Astra 19,2° Sat-TV-Empfang an einer gemeinsamen 120cm Schüssel. Die beiden LNBs berühren sich dabei fast.

Eine 80cm-Schüssel hat in einen kürzeren Ausleger als eine 120cm-Schüssel. Möglicherweise lassen sich dann die beiden LNBs nicht nebeneinander an der gleichen Schüssel betreiben. Es empfiehlt sich daher ein "Raketen" LNB, oder "Rocket LNB" für den TV-Empfang. Bei diesen LNBs gibt es keinen ausladendes Rillenhorn am Kopf zum Bündeln der HF, sondern einen länglichen dieelektrischen "Sammler", der einen deutlich kleineren Außendurchmesser aufweist. Diese schmal bauenden LNBs werden in machen Angeboten auch als "3°" LNBs bezeichnet, da sich mit zwei nebeneinander sitzenden LNBs dieses Types Satelliten mit nur 3° Abstand am Horizont empfangen lassen.

Klassischer LNB in breiter Bauform mit Rollenhorn linkls und in schmaler Bauform "Rakete" rechts:



Antenngewinn einer Parbolantenne

Die Berechnung des Antennengewinns einer Offset-Parabolantenne ist ähnlich wie bei einer herkömmlichen Parabolantenne, jedoch müssen einige zusätzliche Parameter berücksichtigt werden, die sich aus der Offset-Konfiguration ergeben.

Der Antennengewinn G einer Offset-Parabolantenne kann durch folgende Formel berechnet werden:

G = Gref - 10 · log10(1 / cos(θ))

Wobei:

  • Gref ist der Antennengewinn einer äquivalenten Parabolantenne mit gleichem Durchmesser, die im Zentrum des Reflektors positioniert ist.
  • θ ist der Winkel zwischen der optischen Achse der Parabolantenne und der Richtung des Zielobjekts (Azimut- oder Elevationswinkel).

Um den Antennengewinn Gref zu berechnen, kannst du die Formel für den Antennengewinn einer herkömmlichen Parabolantenne verwenden:

Gref = 10 · log10(4πA / λ2)

Wobei A die effektive Fläche der Parabolantenne und λ die Wellenlänge des Signals ist.

Die effektive Fläche A einer Offset-Parabolantenne wird durch den spezifischen Strahlengang und die Geometrie der Antenne beeinflusst. Eine genaue Berechnung erfordert daher oft komplexere Modelle oder Simulationen, um den genauen Wert zu bestimmen. In der Praxis wird A oft empirisch ermittelt.


Typische Herstellerangaben für marktübliche Offset-Parabolantennen in Deutschland:
~35 dBi bei 60cm für 12GHz -> 33,4 dBi bei 10GHz
~37 dBi bei 80cm für 12GHz -> 35,4 dBi bei 10GHz
~40 dBi bei 100cm für 12GHz -> 38,4 dBi bei 10GHz
~43 dBi bei 125cm für 12GHz -> 41,4 dBi bei 10GHz

Beim Nachrechnen fällt auf, das die Antennen offenbar zumindest verlustfrei arbeiten. Das ist schwer zu glauben, daber nehmen wir das mal so hin.

Randbetrachtung:
Wir reden über 10GHz, mit einer Wellenlänge von 3cm. Ohne weiter in die Betrachtung von Oberflächengüten der Antennen einzugehen, hier eine anschauliche Betrachtung:
Es gibt die Faustformel, das alles was mehr als 10% der Wellenlänge ausmacht, besonders betrachtet werden muss. Angewendet auf eine Parabolantenne für 10GHz bedeutet dies, eine Abweichung von mehr als 3mm von der idealen Parabolstruktur den Antennengewinn merklich verringert.
Wenn wir uns jetzt eine marktübliche Parabolantenne für TV-Empfang anschauen, so fällt es schwer zu glauben, das die maximal 3mm Abweichung über die ganze Oberfläche, inklusiv der Befestigungspunkte, nicht überschritten werden.

Praxisvergleich 60er Spiegel zu 120 Spiegel

Ich nutze jetzt einen einzigen 120cm-Spiegel für den Empfang von Astra 19,2 und QO100. Der Spiegel zielt etwa auf die Mitte zwischen den beiden Satelliten. Dadurch wird sich sowohl für den Astra als auch für QO100 ein kleiner Verlust des Wirkungsgrades des Spiegels einstellen. Aufgrund der Spiegelung der Signale, sitzt der LNB für Astra östlich auf dem Ausleger der Antennen und der für QO100 westlich.

Ich empfange mit dem aktuellem 120er Spiegel die Rauschglocke des den NB-Transponder mit gut 4dB über dem Grundrauschen des Empfangszweiges. Eine weitere Optimierung des Empfangszweiges ist daher technisch nicht mehr unbedingt notwendig, es würde sich lediglich die Rauschglocke erhöhen, aber nicht der SNR. Der Signal-Rauschabstand der unteren Bake liegt bei mir bei ~32,5 dB.

Entsprechend den Vorbetrachtungen zum Antennengewinn von Parabolspiegeln passt das ungefähr zusammen. Eine 120er Schüssel hat gegenüber einer 60er Schüssel einen Gewinn von etwa 8dB. Das passt so etwa zu den theoretischen Werten: 28dB SNR beim 60er Spiegel + plus 8 dB mehr Antennengewinn - 4dB Rauschglocke = 32 dB SNR.

Fazit

Bei meiner bis vor kurzem genutzten 60er Offset-Schüssel konnte ich bei der unteren CW-Bake vom QO100 einen Signal-Rauchabstand von 28dB messen. (Wert ist aus der Erinnerung, muss ich nochmal nachprüfen). Die Rauschglocke des Transponders war nicht zu erkennen.

Für den reinen Empfang des Schmalband-Transponders reicht eine handliche 60cm-Schüssel aus. Eine 120er Schüssel ist eigentlich schon übertrieben groß, oberhalb von 100cm Durchmesser wird sich keine Verbesserung des Empfanges (bzw. des Signal-Rauschabstandes) beim Empfang mehr einstellen.

 

 

DC2HC

So sieht die QO100 (und Astra 19,2) Antenne bei mir aus: