DE4404978C2 - Antennenanordnung für Satellitenempfang und Verfahren zur Übermittlung von Steuersignalen - Google Patents
Antennenanordnung für Satellitenempfang und Verfahren zur Übermittlung von SteuersignalenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur
Übermittlung von Steuersignalen nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 3.
Die Einstellung einer Antenne für den Empfang von Satelliten-
Programmen gestaltet sich mit der Zunahme der Zahl der
Programme und Satelliten zunehmend schwieriger. Durch die
Aufnahme des Sendebetriebes im 12-GHz-Bereich neben dem 11-
GHz-Bereich wird ein weiterer Einstellvorgang erforderlich,
der die Einstellung weiter kompliziert. Bisher erfolgt die
Einstellung der Antennenposition mittels einer externen
Steuereinheit, die jeweils bei Programmumschaltung zur
Einstellung der optimalen Antennenposition betätigt werden muß
und die Motorverstellung über ein mehradriges Steuerkabel
bewirkt, wobei zur Regelung des Verstellweges in der Regel
impulsgebende Reed-Kontakte vorgesehen sind, deren an die
Steuereinheit abgegebene Impulse als Maß für den Verstellweg
dienen. Die Einstellung der Antenne ist zum einen umständlich,
zum anderen sind zwei Kabel von der Antenne in den Bereich des
Empfängers zu führen, nämlich eines zur Übertragung der
Empfangssignale und eines zur Steuerung des Motors.
Zur Vereinfachung ist in der DE-OS P 43 28 842 eine
Antennenanordnung für den Satellitenempfang beschrieben, mit
deren Hilfe die Einstellung der Empfangsanlage dadurch
wesentlich vereinfacht wird, daß zu ihrer Einstellung anstelle
der Einzelausrichtung des Antennenreflektors lediglich eine
lineare Verstellung eines entsprechend augebildeten Empfangs-
Konverters erforderlich ist.
Für automatischen TV-Sat-Empfang, bei dem die Antennenposition
automatisch bei Programmwechsel eingestellt wird, sind in dem
Artikel "Satelliten-TV: Komfort nur gegen Aufpreis" (in
Funkschau 5/1988, S. 30-32) zwei Lösungen für die Anordnung von
Empfänger und Steuereinheit beschrieben, nämlich zum einen der
Steuer-Receiver, bei dem Empfänger und Steuereinheit in einem
Gehäuse untergebracht sind, und zum anderen die Bausteinanlage
aus zwei Einzelgeräten, bei der bei Einknopfbedienung bei
Auswahl eines neuen Programms (Sendefrequenz) automatisch die
gespeicherten Werte aus dem Steuergerät abgerufen werden.
Bausteinanlagen ergeben sich oft aus einer Nachrüstung bei
vorhandenem, geeignetem Empfänger. Bei Bausteinanlagen mit
Einknopfbedienung ist jedoch ein zusätzliches Kabel zwischen
Empfänger und Steuereinheit erforderlich, was zusätzlichen
Aufwand bedeutet.
Aus der G 93 06 071.8 ist eine Satellitenempfangsantenne, die
einen Antennenreflektor mit einem von einem Stellmotor
betätigten auf dem Läufer eines Spindeltriebes angeordneten
Empfangskonverter und einer mit dem Empfangskonverter und
einem Wiedergabegerät über ein Koxialkabel verbundenen
Empfangssteuereinheit bekannt, bei der die Positionierung des
Empfangskonverters durch elektronische Steuerung mit Hilfe der
vorhandenen Skew-Funktion des Satellitenreceivers über das
Koaxialkabel zwischen Satellitenreceiver und
Empfangskonverters erfolgt. Diese Art der Steuerung ermöglicht
zwar die elektronische Einstellung der Position des
Empfangskonverters, jedoch könnte die Position nur mit
speziellen, mit geeignetem Speicher und geeigneter Elektronik
für die Position des Empfangskonverters versehenen
Wiedergabegeräten bzw. Satellitenreceivern automatisch
eingestellt werden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übermittlung von
Aktuatorsteuersignalen an Satellitenantennenanordungen ist
schon länger, z. B. aus der EP 0314930, bekannt, bei dem bzw.
der zur Vermeidung von Kabelverbindungen über das Koaxialkabel
zwischen Empfangskonverter und Empfänger hinaus ein Typ von
Aktuatoren über die (Frequenz-)Modulation der
Spannungsversorgung des Empfangskonverters mit einer im
Hinblick auf die Empfindlichkeit der
Empfangskonverterelektronik auf Schwankungen in der
Spannungsversorgung kleinen Amplitude gesteuert wird.
Insbesondere ist die Anwendung dieses Verfahrens zur
Einstellung der Polarisationsebene beschrieben. Es wird jedoch
vorausgesetzt, daß der Empfangskopf eine Schaltung zur
Stabilisierung der Eingangsversorgungsspannung aufweist.
Darüber hinaus erfolgt die Ausrichtung manuell über die
Bedienung von Tasten an einer Modulationseinheit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Positionierung
einer Satellitenantenne bei Programmwechsel vorzusehen, das
keine zusätzlichen Kabel für die Steuerung und keine
zusätzlichen Schaltungen im Satellitenreceiver erfordert.
Die Aufgabe eine Vorrichtung bereitzustellen, wird gelöst
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Aufgabe ein Verfahren anzugeben, wird gelöst durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3.
Die erfindungsgemäße Antennenanordnung erlaubt eine
automatische Einstellung der gesamten Empfangsanlage auf die
jeweils optimalen Empfangsbedingungen in Abhängigkeit von dem
angewählten Programm. Weiterhin kann sie als
Nachrüsteinrichtung durch die Nutzung vorhandener
Einrichtungen am Empfänger ohne großen Aufwand eingesetzt
werden.
Die zweifache Verwendung des Dauersignals, nämlich zur
Sendebereichseinstellung und zur Übermittlung der Signale zur
Positionierung der Antenne, erlaubt es, die
Empfangssteuereinrichtung ohne zusätzliche Kabel nahe der
Antenne anzubringen. Dadurch wird es möglich, ohne
zusätzlichen Speicher und ohne Zusatzelektronik in dem
Wiedergabegerät bzw. Satellitenreceiver allein über diesen die
automatische Positionierung der Antenne einfach durch
Programmwahl zu steuern.
Die Abspeicherung der Satellitenpositionen in einer
Empfangssteuereinheit direkt am Motor erlaubt darüber hinaus
die Vorprogrammierung der Position von Satelliten schon im
Werk, was die Justierung der Antenne für den Installateur
erheblich vereinfacht. Bei Austausch des Satellitenreceivers
ist eine aufwendige Neuprogrammierung der Positionen des
Empfangskonverters nicht notwendig.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch
die kennzeichnenden Merkmale des Unteranspruchs 2 gegeben.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch
die kennzeichnenden Merkmale des Unteranspruchs 4 gegeben.
Weitere Einzelheiten der in den Patentansprüchen
gekennzeichneten Erfindung werden nachstehend anhand der
beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 die schematische Ansicht einer Antennenanordnung für
den Satellitenempfang
Fig. 2 das Blockschaltbild der Empfangselektronik der in Fig.
1 wiedergegebenen Antenne
Fig. 3 einen Schnitt nach A-A durch Fig. 1 und
Fig. 4 eine Sicht auf die skalierte Kontaktstrecke der
Einstelleinrichtung.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Antennenanordnung für
Satel
litenempfang besteht aus einem von einem Stellmotor 1 betätigten, auf
dem Läufer 3 eines Spindeltriebes angeordneten, mit dem Wiedergabegerät
7 einerseits und dem Antennenreflektor (nicht dargestellt) andererseits
verbundenen Empfangs-Konverter (LNB) 6.
Zwischen dem Empfangs-Konverter 6 und dem Wiedergabegerät 7 ist
eine als Ganzes mit 4 bezeichnete Empfangs-Steuereinheit angeordnet,
die ein Speicherglied 5 zur Speicherung der verschiedenen, jeweils
einer Sendefrequenz zugeordneten Positionen des Empfangskonverters 6,
einen Istwert-Aufnehmer bzw. -Geber 14 und eine Auswertelektronik 8
enthält und ausgangsseitig mit einem Regler 1a für den Stellmotor 1 und
eingangsseitig mit einem bei jeder Programmwahl ein Steuersignal abge
benden Generator 9 verbunden ist. Ein solcher Generator kann als
eigenes Bauteil in der Empfangssteuereinheit vorgesehen werden, es wird
hierzu jedoch zweckmäßig ein anderweitig in der Empfangsanlage vorhan
dener Generator, beispielsweise ein in neueren Wiedergabegeräten (7)
enthaltener 22 kHz-Generator (9) eingesetzt, mit dessen Hilfe die
Umschaltung von dem Sendebereich 11 GHz auf 12 GHz erfolgt, wobei bei
Signal-Abschaltung der 11 GHz-Bereich und bei Signal-Zuschaltung der 12
GHz-Bereich eingeschaltet sind. Die - gegebenenfalls auch mehrfache -
kurzzeitige, d. h. nur wenige Millisekunden betragende Signal-Unter
brechung bei 12 GHz-Betrieb bzw. entsprechend ein- oder mehrfache -
kurzzeitige Abgabe des Signals bei 11 GHz-Betrieb zum Zwecke der
Positionierung des Konverters mit Hilfe Empfangs-Steuereinheit verur
sacht keinerlei am Wiedergabegerät feststellbare Rückwirkungen oder gar
Nachteile in Bezug auf den Programm-Empfang.
Die erfindungsgemäße Einstelleinrichtung für Satelliten-Antennen
arbeitet wie folgt.
Bei Installation der Anlage erfolgt zunächst ihre Initialisierung.
Zu diesem Zweck wird die Empfangs-Steuereinheit 6 von Hand nacheinander
auf jeweils die für jeden erreichbaren bzw. gewünschten Sender optimale
Position ausgerichtet und die Position durch Betätigung der hierfür am
Wiedergabegerät 7 vorgesehenen (Memory)-Taste im Speicher 5 abge
speichert. Die Vorbereitungen für die selbsttätig automatische Anten
neneinstellung sind damit abgeschlossen.
Im regelmäßigen Betrieb bewirkt jede Programm-Umschaltung durch den
Benutzer des Wiedergabe-Gerätes 7 die Abgabe bzw. den Abruf eines Sig
nals von dem Generator 9, beispielsweise einem serienmäßig in dem
Wiedergabegerät enthaltenen 22 kHz-Generator, das über einen Verstärker
der Auswertelektronik zugeführt wird und dort eine Steuersequenz aus
löst, die zunächst vermittels des Istwert-Aufnehmers 14 die Ist-Po
sition des Empfangs-Konverters 6 sowie von dem Speicher 5 die zuge
hörige Soll-Position abruft und nach deren Vergleich erforderli
chenfalls die Regelbefehle an den Motorregler 1a abgibt, durch die
vermittels des Motors 1 die Position des Empfangs-Konverters 6 auf die
vorgegebene Soll-Stellung nachgeregelt wird. Die Auslösung der Steuer
sequenz kann einmal oder mehrmals, etwa drei- bis viermal erfolgen, um
für den Fall, daß eine Steuersequenz nicht oder unrichtig übertragen
wird, die Sollwert-Positionierung des Empfangs-Konverters sicherzustel
len. Eine Rückwirkung auf die Empfangsleistung oder Empfangsqualität
ist durch die nur wenige Millisekunden dauernde Unterbrechung des
Signals nicht zu befürchten. In der Zeichnung ist der Motorregler 1a
als ein in das Empfangs-Steuergerät integriertes Bauelement dar
gestellt, es kann jedoch auch in diesem Falle ein möglicherweise
anderweitig vorhandener Motorregler mit eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in Verbindung mit den bekann
ten und üblichen Inkremental-Gebern eingesetzt werden. Zur Vermeidung
der bei Einsatz dieser Elemente auftretenden Nachteile erfolgt jedoch
vorteilhaft die Istwert-Aufnahme und Istwert-Einstellung zweckmäßig
durch Echtwegerfassung und direkte nicht auf einen Nullpunkt bezogene
Positionierung mittels der - siehe auch die Fig. 3 und 4 - in der Spin
delmutter 10 des Läufers 3 geführten Spindel 2, wobei im Spindelgehäuse
11 eine Platine 16 mit Skalierung aus zwei parallelen, mit der
Steuerschaltung 8 verbundene Kontaktreihen mit einer beliebigen Zahl
von in regelmäßigem Abstand angeordneten Kontaktpaaren 12, 13 und am
Läufer 3 bzw. der Spindelmutter ein Doppelkontakt-Federplättchen 15
vorgesehen sind, mit dessen Hilfe proportional zum Verstellweg des
Läufers 3 jeweils fortschreitend eines der Kontaktpaare 12, 13 als Maß
für die aktuelle Stellung des Läufers kurz geschlossen und ein entspre
chendes Meßsignal als Ist-Wert in die Steuerschaltung 14, 8 zu
rückgeführt wird. Es erfolgt auf diese Weise eine unmittelbare und von
einer voreinzustellenden Null-Stellung unabhängige Erfassung und Kon
trolle der jeweiligen Position des Empfangskonverters, so daß Fehlein
stellungen praktisch ausgeschlossen sind.
Claims (4)
1. Antennenanordnung für Satellitenempfang, enthaltend einen
Antennenreflektor mit einem von einem Stellmotor (1)
betätigten, auf dem Läufer (3) eines Spindeltriebes (2, 3)
angeordneten Empfangskonverter (6), und einer mit dem
Empfangskonverter (6) und einem Wiedergabegerät (7) über
ein Koaxialkabel verbundenen Empfangssteuereinheit (4)
mit einem Speicher zur Speicherung der verschiedenen,
jeweils einer Sendefrequenz zugeordneten Positionen des
Empfangskonverters und mit einem Istwertaufnehmer zur
Aufnahme der Position des Empfangskonverters, dadurch
gekennzeichnet,
daß der Speicher (5) und der Istwertaufnehmer (14) in der
Empfangssteuereinheit (4) angeordnet sind, die die
Signale vom Empfangskonverter an das Wiedergabegerät
weiterleitet und die eine mit dem Speicher (5), dem
Istwertaufnehmer (14), einem Regler (1a) zur Steuerung
des Stellmotors (1) und dem Koaxialkabel verbundene
Auswerteelektronik (8) enthält, und daß die
Empfangssteuereinheit (4) bei Programmumschaltung von
dem Wiedergabegerät (7), das einen Generator (9) zur
Erzeugung von Dauersignalen zur Umschaltung des
Sendebereichs enthält, über das Koaxialkabel gesendete
Signale, die in einem oder mehrfachen kurzzeitigen
Unterbrechen des eingeschalteten Dauersignals bzw.
Abrufen des Dauersignals, wenn es abgeschaltet ist,
bestehen, empfängt, und daß entsprechend diesen Signalen
von der Auswerteeinheit (8) die Ist-Position des
Empfangskonverters abgerufen, die dem Programm
entsprechende Sollposition aus dem Speicher (5) gelesen,
Ist- und Sollwert verglichen und je nach Abweichung der
Motor (1) über den Regler (1a) so angesteuert wird, daß
der Empfangskonverter die Sollposition erreicht.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
daß im Spindelgehäuse des Spindeltriebes eine Skalierung
aus zwei parallelen, mit der Steuerschaltung (9)
verbundenen Kontaktreihen mit einer beliebigen Zahl von
in regelmäßigem Abstand angeordneten Kontaktpaaren
(12, 13) und am Läufer (3) des Spindeltriebes (2, 3) ein
Doppelkontakt-Federplättchen (15) vorgesehen sind, mit
dessen Hilfe proportional zum Verstellweg des Läufers (3)
jeweils fortschreitend eines der Kontaktpaare (12, 13) als
Maß für die aktuelle Stellung des Läufers kurz
geschlossen und ein entsprechendes Meßsignal als Ist-Wert
in die Steuerschaltung zurückgeführt wird.
3. Verfahren zur Übermittlung von Steuersignalen von einem
Wiedergabegerät (7) mit einem der Erzeugung eines den
Sendebereich bestimmenden Dauersignals für einen
Empfangskonverter (6) dienenden Generator (9) an eine
Empfangssteuereinheit (4) über ein Koxialkabel zur
Übermittlung der Empfangssignale und der
Sendebereichssteuersignale, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Programmumschaltung von dem Wiedergabegerät das
Dauersignal zur Bestimmung des Sendebereichs gemäß einer
Steuersequenz kurzzeitig ein- oder mehrmals unterbrochen
wird, wenn es im eingeschalteten Zustand ist, bzw.
angeschaltet wird, wenn es in einem ausgeschalteten
Zustand ist, und daß die Empfangssteuereinheit (4) diese
Signale zur Steuerung der Antenne empfängt und den
Empfangskonverter (6) auf die gewünschte Position
einstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung der Position durch Abfragen der Ist-
Position des Empfangskonverters (6), Auslesen einer Soll-
Position aus dem Speicher und Regelung des Motors (1)
entsprechend der Abweichung zwischen Soll- und Ist-
Position erfolgt.
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