DE29822127U1

DE29822127U1 - Satellite receiving antenna for satellites in an included orbit

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Publication number: DE29822127U1
Application number: DE29822127U
Authority: DE
Original assignee: TECHNISAT SATELLITENFERNSEHPRO
Current assignee: TECHNISAT SATELLITENFERNSEHPRO
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2008-12-12

Description

TechniSat Satellitenfernsehprodukte GmbH
TechnicPark
54550 DaunTechniSat Satellite Television Products GmbH
TechnicPark
54550 Daun

Satellitenempfangsantenne für Satelliten in einem Inclined OrbitSatellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit BeschreibungDescription

Damit geostationäre Kommunikationssatelliten mittels einer feststehenden Satellitenantenne empfangen werden können, ist es erforderlich für den Satellitenbetreiber, die Position seines Satelliten innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches zu stabilisieren. Diese Stabilisierung geschieht mittels kleiner Raketentriebwerke (auch 'Truster" genannt). Diese werden mit Treibstoff betrieben, den der Satellit an Bord hat. Die Lebensdauer eines solchen geostationären Satelliten wird im wesentlichen somit von seiner Treibstoffmenge bestimmt, denn ohne Treibstoff ist keine Stabilisierung der Position des Satelliten mehr möglich, so daß dieser dann aus seiner Bahn gerät und schlußendlich in der Erdatmosphäre verglüht.In order for geostationary communication satellites to be received using a fixed satellite antenna, it is necessary for the satellite operator to stabilize the position of their satellite within a certain tolerance range. This stabilization is achieved using small rocket engines (also called "trusters"). These are powered by fuel that the satellite has on board. The lifespan of such a geostationary satellite is therefore essentially determined by its fuel quantity, because without fuel, the position of the satellite can no longer be stabilized, so that it then goes off course and finally burns up in the Earth's atmosphere.

Die Satellitenbetreiber können die Lebensdauer eines Satelliten entsprechend verlängern, wenn sie auf eine genaue Positionierung verzichten und ihren Satelliten statt dessen in einen sogenannten "Inclined Orbit" befördern. Dadurch werden wesentlich weniger Korrekturen notwendig, was eine Treibstoffersparnis im Vergleich zur normalen geostationären Umlaufbahn zur Folge hat. Aus Sicht der Satellitenempfangsanlage betrachtet stellt sich hier allerdings dann das Problem, daß hier der Satellit nur zu einer bestimmten Zeit empfangen läßt, falls die Elevation der Empfangsantenne fest eingestellt ist. Um einen kontinuierlichen Empfang eines Satelliten zu gewährleisten, der sich im Inclined Orbit befindet, ist es also notwendig, die Elevation der Satellitenempfangsantenne entsprechend den Abweichungen des Satelliten nachzuführen.Satellite operators can extend the lifespan of a satellite if they forego precise positioning and instead place their satellite in a so-called "inclined orbit". This means that significantly fewer corrections are necessary, which results in fuel savings compared to the normal geostationary orbit. From the point of view of the satellite reception system, however, the problem here is that the satellite can only be received at a certain time if the elevation of the receiving antenna is fixed. In order to ensure continuous reception of a satellite in an inclined orbit, it is therefore necessary to adjust the elevation of the satellite receiving antenna in accordance with the deviations of the satellite.

Üblicherweise geschieht das durch aufwendige Positionierungsanlagen, mit denen sowohl die Elevation als auch der Azimut einer Satellitenemipfangsantenne eingestellt werden können. Diese Positionierer haben zwar einige Vorteile, jedoch sind die Kosten zu hoch, falls nur ein Satellit empfangen werden soll, der sich im Inclined Orbit befindet.This is usually done using complex positioning systems that can adjust both the elevation and the azimuth of a satellite receiving antenna. These positioners do have some advantages, but the costs are too high if only one satellite in an inclined orbit is to be received.

Mit der im folgenden vorgestellten Erfindung ist es möglich, mit einfachen Mitteln eine Elevationsnachführung der Empfangsantenne zu ermöglichen, so daß Satelliten, die sich im Inclined Orbit befinden, kontinuierlich empfangen werden können. Dabei kommt eine einfache Mechanik mit einem einfachen Stellmotor zum Einsatz. Dieser wird über ein entsprechendes Steuergerät selbständig betrieben. Die Kriterien zur Steuerung des Stellmotors gewinnt das Steuergerät anhand der Qualität des empfangenen Satellitensignales. Dabei ist es möglich, eines oder mehrere Qualitätsmerkmale als Kriterium heranzuziehen. Denkbar ist so zum Beispiel eine Optimierung auf den höchsten Empfangspegel. Dieses hätte zudem den Vorteil, daß hiermit eine Optimierung sowohl auf digitale als auch analoge Transponder des Satelliten möglich wäre. Beim Empfang von digitalen Transpondern könnte zur Optimierung auch beispielsweise die Bitfehlerrate vor der Fehlerkorrektur herangezogen werden. Die Optimierung der Elevation kann wahlweise kontinuierlich erfolgen oder zur Schonung der Mechanik in bestimmten Zeitintervallen (zum Beispiel alle zehn Minuten). Die eigentliche Steuerelektronik zur Elevationsnachführung kann im Gehäuse des Stellmotors selbst untergebracht werden. Das Signal der Empfangsantenne kann mittels eines Koaxialkabels direkt in das Steuergerät eingespeist werden und über eine Durchschleiffunktion an einen handelsüblichen Satellitenreceiver weitergegeben werden, wobei dieser dann mit seiner LNB-Versorgungsspannung sowohl das Steuergerät als auch den Stellmotor versorgen kann.The invention presented below makes it possible to enable elevation tracking of the receiving antenna using simple means, so that satellites in an inclined orbit can be received continuously. A simple mechanism with a simple servomotor is used. This is operated independently via a corresponding control unit. The control unit obtains the criteria for controlling the servomotor based on the quality of the received satellite signal. It is possible to use one or more quality features as a criterion. For example, optimization for the highest reception level is conceivable. This would also have the advantage that optimization would be possible for both digital and analogue transponders of the satellite. When receiving digital transponders, the bit error rate before error correction could also be used for optimization. The optimization of the elevation can either be carried out continuously or at certain time intervals (e.g. every ten minutes) to protect the mechanics. The actual control electronics for elevation tracking can be housed in the housing of the servomotor itself. The signal from the receiving antenna can be fed directly into the control unit using a coaxial cable and passed on to a commercially available satellite receiver via a loop-through function, whereby the latter can then supply both the control unit and the servo motor with its LNB supply voltage.

Anhand des in Fig. 1 gezeigten Beispiels läßt sich die Funktion der Erfindung beschreiben.The function of the invention can be described using the example shown in Fig. 1.

Die Satellitenempfangsantenne (1) mit dem LNB (6) ist an einer speziellen Halterung angebracht, so daß sie über den Drehpunkt (2) in ihrer Elevation eingestellt werden kann. Dieses geschieht über den Stellmotor (3), Dabei handelt es sich um einen Schubstangenmotor, dessen Schubstange sich in Richtung des Pfeiles (4) bewegt. Sowohl die Halterung der Empfangsantenne als auch der Motor sind über entsprechende Halterungen an dem Haltemast (5) befestigt. Das von dem LNB (6) empfangene Signal wird über ein Koaxialkabel an das Steuergerät (7) gegeben, das sich im Gehäuse des Stellmotors (3) befindet. Am Ausgang des Steuergerätes (7) wird das Empfangssignal der Antenne weiter über ein Koaxialkabel (8) Richtung Satellitenreceiver geführt. Über dieses Kabel erfolgt auch die Speisung des Steuerteils, des Stellmotors und des LNBs. Die Antenne wird, wie eine handelsübliche Satellitenempfangsanlage, von dem Installateur in Elevation und Azimut so eingestellt, daß ein optimaler Empfang des gewünschten Satelliten möglich ist. Das Steuergerät überprüft nun in bestimmten Zeitabständen (z. B. alle zehn Minuten) den Empfangspegel. Dabei steuert das Steuergerät dann z. B. über den Stellmotor die Elevation der Empfangsantenne nacheinander etwas höher und dann etwas niedriger als die Ausgangsposition ein und wertet die Veränderung des Signalpegels aus. Falls beide Elevationsänderungen eine Verringerung des Signalpegels zur Folge haben, wird die Empfangsantenne wieder auf die Elevationsgrundeinstellung zurückgefahren, da hier der Bestempfang möglich ist. Bei einer Verbesserung des Empfangspegels bei der eingestellten höheren oder niedrigeren Elevation wird eine weitere Optimierung in der entsprechenden Elevationsrichtung betrieben, bis hier der höchste Empfangspegel gefunden ist. Dieser Wert wird von dem Steuergerät dann als neue GrundeinstellungThe satellite reception antenna (1) with the LNB (6) is attached to a special bracket so that its elevation can be adjusted via the pivot point (2). This is done via the servomotor (3). This is a push rod motor whose push rod moves in the direction of the arrow (4). Both the bracket of the reception antenna and the motor are attached to the support mast (5) via corresponding brackets. The signal received by the LNB (6) is sent via a coaxial cable to the control unit (7), which is located in the housing of the servomotor (3). At the output of the control unit (7), the reception signal from the antenna is passed on via a coaxial cable (8) towards the satellite receiver. This cable also supplies the control unit, the servomotor and the LNB. Like a standard satellite reception system, the antenna is adjusted in elevation and azimuth by the installer so that optimal reception of the desired satellite is possible. The control unit then checks the reception level at certain intervals (e.g. every ten minutes). The control unit then uses the servo motor to set the elevation of the receiving antenna one after the other slightly higher and then slightly lower than the starting position and evaluates the change in the signal level. If both elevation changes result in a reduction in the signal level, the receiving antenna is moved back to the basic elevation setting, as this is where the best reception is possible. If the reception level improves at the higher or lower elevation set, further optimization is carried out in the corresponding elevation direction until the highest reception level is found here. This value is then used by the control unit as the new basic setting.

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gespeichert. Nach einer bestimmten Zeit (in unserem Beispiel 10 Minuten) wird diese Prozedur erneut durchgeführt. Da die notwendigen Elevationsänderungen zum Empfang eines Satelliten im Inclined Orbit nur einige Grad betragen, die sich kontinuierlich über den ganzen Tag ändern, ist eine kontinuierliche Überwachung des Empfangspegels in den meisten Fällen nicht notwendig. Eine Kontrolle des Empfangspegels mit Elevationsnachführung ist somit nur in bestimmten Zeitabständen notwendig, was ohne einen nennenswerten Verlust bei der Signalqualität zu realisieren ist, wobei die Mechanik der Empfangsantenne allerdings deutlich geschont wird.saved. After a certain time (in our example 10 minutes) this procedure is carried out again. Since the elevation changes required to receive a satellite in an inclined orbit are only a few degrees, which change continuously throughout the day, continuous monitoring of the reception level is not necessary in most cases. A check of the reception level with elevation tracking is therefore only necessary at certain intervals, which can be achieved without any significant loss in signal quality, although the mechanics of the reception antenna are significantly protected.

Aufgrund der einfachen Gestaltung von Mechanik und Steuergerät läßt sich eine solche Anlage wesentlich kostengünstiger erstellen als bisher auf dem Markt befindliche.Due to the simple design of the mechanics and control unit, such a system can be built much more cost-effectively than those currently on the market.

Claims

TechniSat Satellitenfernsehprodukte GmbH TechnicPark 54550 Daun Satellite reception antenna for satellites in an inclined orbit

1. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit, characterized in that the elevation of the antenna is tracked.

2. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit according to claim 1, characterized in that the elevation tracking is carried out by means of a servo motor.

3. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit according to claims 1 and 2, characterized in that the elevation tracking is carried out independently.

4. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the independent elevation tracking is controlled based on the received satellite signal.

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TechniSat Satellite TV Products GmbH TechnicPark 54550 Daun

5. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit according to claims 1, 2, 3 and 4,

characterized,

that the electronics for controlling the elevation tracking are integrated in the housing of the servo motor.

6. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit according to claims 1, 2, 3,4 and 5,

characterized,

that operation with commercially available satellite receivers is possible.

7. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit according to claims 1, 2, 3, 4, 5 and 6,

characterized,

that the elevation tracking can be carried out either continuously or at specific time intervals.

8. Satellite receiving antenna for satellites in an inclined orbit according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7,

characterized,

that the power supply of the control unit and the servo motor is via the LNB power supply of a commercially available satellite receiver.