DE9306071U1

DE9306071U1 - Vorrichtung zur motorischen Führung eines Empfangskonverters zum Zwecke des Empfangs von verschiedenen Satellitenpositionen bei feststehender Parabol- oder Offsetantenne

Info

Publication number: DE9306071U1
Application number: DE9306071U
Authority: DE
Original assignee: SUPER SAT ELECTRONIC HANDELS G
Current assignee: SUPER SAT ELECTRONIC HANDELS G
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1993-04-22
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2003-04-23

Description

Vorrichtung zur motorischen Führung eines Empfangskonverters zum Zwecke des Empfangs verschiedenen Satellitenpositionen bei feststehender Parabol- oder Offsetantenne.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung, die bei feststehender Parabol- bzw. Offsetantenne den Empfang von verschiedenen Satelliten ermöglicht.

Bei der Erfindung wird folgendes angenommen:

1. Der Satellit ist so weit entfernt, daß der von ihm empfangene elektromagnetische Signal in Form parallel kommender Strahlen läuft.

2. Bei den Frequenzen im GHz-Bereich sind für metallische Hohlspiegel die Gesetze der geometrischen Optik anzunehmen.

3. Der Antennenspiegel wird aus einem idealen Paraboloid ausgeschnitten.

4. Der letzte zu empfangende Satellit soll sich nicht mehr als 30° von dem ausgewählten Satellit befinden.

Die Erfindung wird in folgenden anhand eines in 2 Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigen:

Fig.1 die schematische Ansicht einer Antennenanordnung zum Zwecke des Empfangs

verschiedenen Satellitenpositionen.
Fig.2 die Vereinigung von Strahlen, die geneigt zur Achse des Spiegels laufen.

Die in der Fig.1 dargestellte Satellitenantenne (1) wird fest eingestellt und ausgerichtet auf einen Satellit. Die parallel ankommenden Strahlen, werden im Brennpunkt fokussiert. Im Brennpunkt befindet sich der Empfangskonwerter (LNB).Um die nicht parallel zur Antennenachse kommende Strahlen der Nachbarsatelliten zu empfangen, wird das LNB auf einer Geraden, rechts und links vom Fokuspunkt bewegt. Auf dieser Bahn empfängt das LNB die Stahlen der Nachbarsatelliten. Warum man die verschiedenen Fokuspunkte der Nachbarsatelitten erhält wird weiter näher erklärt.

Angenommen, man betrachtet einen, in der Fig.2 dargestellten Kugelabschnitt mit der Mitte im Punkt (4), der auf der Innenseite verspiegelt ist und dort von elektromagnetischer Strahlung getroffen wird, werden alle parallelen Strahlenbündel beliebiger Richtung genauso beeinflußt, wie es eben für ein einziges beschrieben wurde. Auf der Antennenachse (3) ist der Vereinigungspunkt (2) solcher Strahlen angedeutet, die parallel zu dieser Achse ankommen. Daneben ist eine zweite Gerade (5) gelegt, die ebenfalls senkrecht auf den Spiegel trifft und daher der Achse (3) physikalisch gleichwertig ist. Sie soll kurz als Nebenachse bezeichnet werden. Die parallel zu (5) auf den Spiegel fallenden Strahlen, die in der Nähe der Nebenachse laufen, werden in einem Punkt (6) vereinigt. Stellt man sich vor, daß der Neigungswinkel der beiden Achsen von Null an wächst, dann bewegt sich der Schnittpunkt (6) auf einer Kugelfläche mit (4) als Mittelpunkt. In unserem Fall ist nur ein 2-Dimensionales Problem zu betrachten, da uns nur die Abweichung der Deklination der verschiedenen Satelliten im Bezug auf den Satellit, auf den unsere Antennenanordnung eingestellt wird, interessiert. Um es praktisch anzuwenden ist das alles für einen Parabolspiegel berechnet.

Alle Berechnungen wurden für einen Antennenspiegel mit folgenden Parameter durchgeführt: Durchmesser des Spiegels im Längsschnitt -1 m (im Querschnitt 80 cm)

Brennweite - 640 mm

Gleichung unserer Parabel in einem Koordinatensystem, deren Ursprung mit dem Scheitel der

Parabel gleich ist, hat folgende Form:

y=3₎90625-10"⁴x²

f(x)=8.B88398625*x^A2

X	.88	fix)
-488	.88	62.58888
-388	.88	35.15625
-208	.88 QQ	15.62588
-188	.00 .88	3.98625 QQQQQ
188	.88	.00000 3.98625
288	.88	15.62588
388	.88	35.15625
488	62.58888

Brennpunkt (8.8:648.8)

DQQ.	\ : :
DOO
688-
*AQ(H*
lotJ·
208
8

-488 -288 8 208

Diese Zeichnung enthält auch Koordinaten einiger zu unserer Parabel gehörenden Punkten. Für die maximale gebrauchte Abweichung von der Parabelachse (30°) werden die Strahlen noch gut genug fokussiert um von einem Empfangskonwerter mit dem Feed-Durchmesser 5 cm noch empfangen zu werden. Also für die maximale gebrauchte Abweichung wird die aktive Fläche des Spiegels zumindest 50 % betragen. Das reicht um die "starken" Satelliten zu empfangen (die cm Antennen funktionieren bei den "starken" Satelliten z.B.. ASTRA einwandfrei). Die Schnittpunkte der reflektierenden Strahlen wurden in folgender Tabelle zusammengestellt. Als "Schnittpunkt" bezeichnet man in dem Fall den schmälsten Punkt der Verunschärfung (siehe Zeichnung 1und6 ).

Koordinate X	Koordinate Y
-241,927	664,672
-217,492	670,514
-193,343	672,762
-168,970	673,643
-139,589	684,791
-115,064	681,760
-90,532	677,592
-66,975	670,581
-41,649	665,837
-17,409	658,262
0,000	640,000

Die Approximation dieser Punkte wurde mit einer Polynom-Regression durchgeführt (Zeichnungen 13 und 14). Zeichnung (14) enthält die Ergenbnis einer Approximation diefür die berechneten und symmetrisch zu den berechneten liegende Punkte durchgeführt wurde . Mit Versuchen wurde festgestellt, daß selbst bei der Approximation mit dem Polynom 1 .Grades (also mit einer Gerade), Zeichnung 11, diese Vorrichtung gut funktioniert. Der Krümmungsradius des verwendeten Parabolspiegels, also auch der Krümmungsradius der Brennkurve ist so groß, daß sich ein Ausschnitt der Kurve ganz gut mit einer Gerade approximieren läßt.

Das spielt bei der Erfindung die entscheidende Rolle. Gewichtsmäßig handelt sich in dem Fall um vergleichsweise leichte Elemente. Die Masse eines LNB's beträgt ca. 500 g, wobei die Masse, die bei einer gewöhnlichen Drehanlage zu bewegen ist, ca. 10 kg beträgt. Da sich noch, wie berechnet und experimentell nachgewiesen, um eine geradlinige Bewegung handelt, ist das Problem der Führung des Empfangskonverters sehr vereinfacht (Fig.3). Dies erlaubt eine einfache Lösung des Antriebs.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt:

Zeichnung A/B) Beispiel einer Vorrichtung zur axialen Bewegung des Empfangskonwerters mit

Hilfe einer Gewindestange.
Zeichnung C) Beispiel einer Vorrichtung zur axialen Bewegung des Empfangskonwerters mit Hilfe eines Zahnrades und einer Zahnstange.

Bei der Anordnung nach Zeichnung (A) wurden auf dem Schlitten (4) des Axial-Rillen-Kugellagers (5) ein Gewindeblock (6) und die Halterung des Empfängerkopfes (3) befestigt, wobei das LNB (Feedhorn) (3) kann mit einem Winkel, oder direkt auf dem Schlitten (4) befestigt werden. Der durch den Gewindeblock (6) gehende (führende) Gewindestab (2) wird mit Hilfe eines Motors (1) in Bewegung gesetzt. Ob bei dem Motor eine Übersetzung ew. Getriebe notwendig ist, ist nur von deren Bauart abhängig. Durch einfaches Umschalten erreicht man Drehung der Antriebsachse, und weiter des Gewindestabes (2), in - und entgegen der Uhrzeigerrichtung. Infolgedessen erreicht man die gewünschte Bewegung des Schlittens und des LNB's in beiden Richtungen d.h. rechts und links von dem "Hauptfokuspunkt".

Bei der Anordnung nach Zeichnung (B) wurde anstat des Axial-Rillen-Kugellagers eine Anordnung angewendet bei der die zweite Stange (ohne Gewinde) RoIe eines Gleitlagers erfüllt. Genau wie bei dem ersten Beispiel ist nur von der Bauart des Motors abhängig ob eine Übersetzung ew. Getriebe notwendig ist. Auch in dem Fall erreicht man, durch einfaches Umschalten, Drehung der Antriebsachse, und weiter des Zahnrades in - und entgegen der Uhrzeigerrichtung.

Bei der Anordnung nach Zeichnung C wurde auf dem Schlitten des Axial-Rillen-Kugellagers (1) eine Zahnstange (4) befestigt wobei wie oben kann das LNB (Feedhorn) (2) mit einem Winkel, oder direkt auf dem Schlitten befestigt werden.

Die Zahnstange (4) und der Schlitten werden mit Hilfe eines Zahnrades getrieben. Der Antrieb und die Steuerung sind gleich wie in beiden anderen Fällen gelöst.

Die Änderung der Bewegungsrichtung erhält man, in allen Fällen, indem der Motor vom Sat-Receiver über Skew-Funktion mit Hilfe einer Elektronik gesteuert wird.

Selbstverständlich können die oben beschriebenen Beispiele der Anordnung noch vielfacher Hinsicht geändert werden, ohne die Grundidee - ein Empfängerkopf geradlinig zu bewegen - zu verlassen.

Claims

Ansprüche:

1. Satellitenempfangsantenne mit einer fest montierten Antennenschüssel und einem im Brennpunkt der Antennenschüssel angebrachten, beweglichen Empfangskopf (LNB, Feedhorn) dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangskopf auf einer Bewegungseinrichtung (Zeichnungen A/B/C) montiert ist, und die Bewegung in einer gradlinigen Bahn ausgeführt wird.

2. Bewegungseinrichtung nach 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangskopf mit Hilfe einer Gewindestange und eines motorischen Antriebs axial auf einer gradlinigen Bahn bewegt wird.

3. Bewegungseinrichtung nach 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangskopf mit Hilfe eines Zahnrades und einer Zahnstange und eines motorischen Antriebs axial auf einer gradlinigen Bahn bewegt wird.

4. Motorantrieb der Bewegungseinrichtung nach 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Motor wie folgt angetrieben wird:

a) Spannungsversorgung mittels LNB-Betriebsspannung.

b) Elektronische Steuerung un Positionierung des Empfangskopfes mit Hilfe der vorhandenen Skew-Funktion (mechanisch oder magnetisch) des Satellitenreceivers.

c) Elektronische Steuerung des Motors und Positionierung des Empfangskopfes über das Koaxialverbindungskabel zwischen dem Satellitenreceiver und dem Empfangskopf.

d) Spannungsversorgung des Motors über das Koaxialverbindungskabel zwischen dem Satellitenreceiver und dem Empfangskopf.

Positionierung des Empfangskopfes erfolgt mit Hilfe einer Zusatzelektronik, die an Reed-, Potentiometer- oder Optiksensor angeschloßen wird. Jede Umdrehung der Gewindestange wird in elektrische Signale umgewandelt. Mit Hilfe dieser Signale wird die Position des Konverters festgestellt.