EP0116133A1 - Verfahren und Einrichtung zum Ausrichten von Satelliten-Empfangsantennen - Google Patents
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- EP0116133A1 EP0116133A1 EP83111707A EP83111707A EP0116133A1 EP 0116133 A1 EP0116133 A1 EP 0116133A1 EP 83111707 A EP83111707 A EP 83111707A EP 83111707 A EP83111707 A EP 83111707A EP 0116133 A1 EP0116133 A1 EP 0116133A1
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- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/247—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set with frequency mixer, e.g. for direct satellite reception or Doppler radar
Definitions
- the invention relates to a method and a device for aligning the receiving antenna of a satellite receiving system, in which the received signal is converted into an intermediate frequency position via an outdoor module ("outdoor unit”), to the satellite transmitting antenna.
- Directional radio links have long been known to align the antennas to achieve the greatest possible high-frequency energy transmission.
- it is not only necessary to set the receiving antenna mechanically precisely to the satellite position it is also necessary that the transmission and reception frequencies match as closely as possible, because the narrow half-value width of the main lobes and the very low reception level in contrast to terrestrial directional radio links in particular the beacon signal (11.7 GHz) that is constantly emitted by the satellite to determine its position, and it is extremely difficult to find it.
- high-quality and very expensive broadband tunable receivers of high resolution are used in known devices of the type mentioned.
- such complex devices are generally not acceptable for satellite reception systems for private use in community or even single antenna systems, but even for cable television systems.
- the invention is therefore based on the object of providing a method and a device of the type mentioned at the outset which enable the receiving antenna to be aligned quickly and precisely with the transmitting antenna of the satellite in a simple and inexpensive manner.
- a measuring receiver with level display connected on the output side to the external module which can only be set with high resolution in a narrow frequency range corresponding to the permissible drift of the satellite beacon signal converted into the intermediate frequency position is set to the satellite beacon frequency coupled into the external module on the input side by means of a low power reference transmitter.
- a visible level indicator will already be available after this setting, even with a roughly aligned antenna, so that the fine alignment can be carried out easily and quickly.
- the required power, frequency accuracy (approx. 1 Hz) and stability of the reference transmitter are just as small as the requirements for the measuring receiver (tuning range slightly larger than the permissible drift of ⁇ 5 kHz, bandwidth 10 kHz), so that simple and inexpensive devices can be used.
- frequency deviations (time and temperature dependent) in the external module can be disregarded because they do not reach any significant size with the short response time.
- advantages mentioned make the method according to the invention, together with its simple feasibility, also suitable for use by antenna installers who are not particularly trained.
- the reference transmitter according to claim 2 is connected to the input of the external modules (e.g. via a coaxial cable), the necessary transmitter power is minimal and no transmitter antenna is required.
- the radiation into the receiving antenna takes place via a transmitting antenna, preferably a shortened ⁇ / 2 radiator. This eliminates the need for cables - shut down. In addition, even with low power of the reference transmitter, the irradiation is sufficient for the measuring section to function properly, regardless of its location.
- the device according to the invention is particularly economical if, according to claim 4, a dielectric stabilized resonator oscillator is used as the reference transmitter.
- an embodiment of the device according to the invention results in the greatest possible independence of the individual modules with respect to the operating power supply.
- the figure shows the schematic structure of an exemplary embodiment of a device for carrying out the method according to the invention.
- a satellite receiving antenna 1 which - e.g. with the help of cards - roughly aligned to the known satellite position, has a parabolic reflector 2 and an external assembly 4 attached to supports 3 for converting the received satellite signals into a first intermediate frequency signal, which is transmitted via a coaxial line 5 to a not shown Internal assembly is fed for further processing.
- an absolutely precise alignment of the receiving antenna 1 with the transmitting antenna of the satellite is necessary.
- an antenna 6 of a dielectrically stabilized resonator oscillator 7 (reference transmitter) designed as a shortened ⁇ / 2 monopole is used after it has been started up the switch 8 radiates the satellite beacon signal (11.7 GHz) and, after implementation in the external assembly 4, is fed as a corresponding IF signal (95o MHz) to a measuring receiver 9 switched into the coaxial line 5.
- This is precisely matched to the frequency of this IF beacon signal by means of a bandwidth regulator 10 and a frequency fine regulator 11 on the one hand, and a level meter 12 on the other hand.
- the maximum receiver sensitivity for satellite reception is set, so that after the reference transmitter 7 is switched off, the fine alignment of the receiving antenna 1 is considerably simplified. As a rule, this can be carried out particularly simply because, after rough alignment of the receiving antenna 1 and implementation of the frequency tuning mentioned, the satellite transmission signal is already visibly displayed on the level meter.
- the reference transmitter 7 does not have to radiate into the receiving antenna 1 at the front or even from the main beam direction; in spite of its low RF power ( ⁇ 1 mW), it is sufficient if it is somewhere within a practically sensible spatial area around the receiving antenna 1 is set up around it, since even reflected signals are sufficient for the measuring section to function properly.
- the measuring receiver 9 is a selective fixed frequency receiver with a resolution of 10 kHz and a small tuning range of 940-960 MHz, that is somewhat larger than the permissible IF drift of ⁇ 5 MHz. Compared to known high-quality measuring receivers for Freer frequency setting without reference transmitter is much cheaper.
- the reference transmitter 7 can be connected to the measuring transmitter 1 via a plug connection (not shown) to form a structural unit and can be detached again if necessary. This makes it easy to transport on the one hand and universal mobile use on the other.
- the operating power supply is advantageously carried out via the coaxial line 5 from the inner assembly, the reference transmitter 7 for the power supply having an invisible battery when operating separately.
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Abstract
Zur Ermöglichung des Ausrichtens einer Empfangsantenne (1) auf die Sendeantenne eines Satelliten wird vor der Feineinstellung von Azimut- und Elevationswinkel der Empfangsantenne (1) ein ausgangsseitig an die Außenbaugruppe (4) angeschlossener Meßempfänger (9) mit Pegelanzeige (12), der nur in einem schmalen, etwa der zulässigen Drift des in die ZF-Lage umgesetzten Satelliten-Bakensignals entsprechenden Frequenzbereich mit hoher Auflösung einstellbar ist, auf die mittels eines Referenzsenders (7) geringer Leistung eingangsseitig in die Außenbaugruppe (4) eingekoppelte Satelliten-Bakenfrequenz eingestellt.
Als Referenzsender (7) dient verzugsweise ein dielektrisch stabilisierter Resonator-Oszillator.
Der Referenzsender (7), sowie der Meßempfänger (9) und gegebenenfalls weitere Bausteine im Baukastensystem mit gemeinsamer Betriebsstromversorgung werden lösbar zusammengefasst.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ausrichten der Empfangsantenne einer Satelliten-Empfangsanlage, bei der das empfangene Signal über eine Außenbaugruppe ("outdoor-unit") in eine Zwischenfrequenzlage umgesetzt ist, auf die Satelliten-Sendeantenne.
- Durch das, z.B. von Richtfunkstrecken seit langem bekannte Ausrichten der Antennen soll die größtmögliche Hochfrequenz-Energieübertragung erreicht werden. Dazu ist es nicht nur nötig, die Empfangsantenne mechanisch exakt auf die Satellitenposition einzustellen, es müssen vielmehr auch die Sende- und Empfangs - frequenzen möglichst genau übereinstimmen, da aufgrund der ge - ringen Halbwertsbreite der Hauptkeulen und die im Gegensatz zu terrestrischen Richtfunkstrecken sehr kleinen Empfangspegel insbesondere des zur Fositionsangabe vom Satelliten ständig ausgesendeten Bakensignals (11,7 GHz), dessen Auffinden äußerst schwierig ist. Zu diesem Zweck werden bei bekannten Einrichtungen der genannten Art hochwertige und sehr teuere breitbandig abstimmbare Empfänger hoher Auflösung verwendet. Derartig aufwendige Geräte sind jedoch bei Satelliten-Empfangsanlagen für den privaten Bereich in Gemeinschafts- oder gar in Einzel-Antennenanlagen, aber selbst bei Kabelfernsehanlagen in der Regel nicht akzeptabel.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. der auf einfache und kostengünstige Weise ein schnelles und genaues Ausrichten der Empfangsantenne auf die Sendeantenne des Satelliten ermöglicht ist.
- Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß vor der Feineinstellung von Azimut- und Elevationswinkel der Empfangsantenne ein ausgangsseitig an die AuBenbaugruppe angeschlossener Meßempfänger mit Fegelanzeige, der nur in einem schmalen etwa der zulässigen Drift des in die Zwischenfrequenzlage umgesetzten Satelliten-Bakensignals entsprechenden Frequenzbereich mit hoher Auflösung einstellbar ist, auf die mittels eines Referenzsenders geringer Leistung eingangsseitig in die Außenbaugruppe eingekoppelte Satelliten-Baken-Frequenz eingestellt wird.
- Mit Hilfe dieses Kalibrierverfahrens ist mit geringem Aufwand die größtmögliche Empfindlichkeit des Empfängers bereitgestellt und damit eine wesentliche Vereinfachung der Ausrichtung der Empfangsantenne auf die Satelliten-Sendeantenne erreicht.
- In der Regel wird nach dieser Einstellung sogar bereits mit grob ausgerichteter Antenne eine sichtbare Fegelanzeige vorhanden sein, sodaß die Feinausrichtung problemlos und schnell erfolgen kann. Die erforderliche Leistung, sowie Frequenzgenauigkeit (ca. 1 Hz) und - Stabilität des Referenzsenders sind dabei ebenso verhöltnismäbig gering wie die Anforderungen an den Meßempfänger (Abstimmbereich etwas größer als die zulässige Drift von ±5 kHz, Heßbandbreite ca. 10 kHz), sodaß dafür einfache und kostengünstige Geräte verwendbar sind.
- Außerdem können Frequenzabweichungen (zeit- und temperaturab - hängig) in der Außenbaugruppe unberücksichtigt bleiben, weil sie bei der kurzen Einstellzeit keine nennenswerte Größe erreichen. Darüber hinaus machen die angeführten Vorzüge das erfindungsge - mäße Verfahren zusammen mit seiner einfachen Durchführbarkeit auch für die Anwendung durch nicht besonders geschulte Antenneninstellateure geeignet.
- Bei AnschluB des Referenzsenders gemäß Anspruch 2 an den Eingang der Außenbaugruppen (z.B. über ein Koaxialkabel) ist die notwendige Senderleistung minimal und es wird keine Sendenntenne be - nötigt.
- Dagegen erfolgt bei der Ausführung nach Anspruch 3 die Einstrahlung in die Empfangsantenne über eine Sendeantenne, vorzugsweise einen verkürzten λ/2 Strahler. Hierbei entfällt das Kabelen - schließen. Außerdem ist auch bei geringer Leistung des Referenzsenders beinahe unabhängig von dessen Standort die Einstrahlung für eine einwandfreie Funktion der Meßstrecke ausreichend.
- Die erfindungsgemSße Einrichtung ist besonders preisgünstig, wenn gemäß Anspruch 4 ein dielektrisch stabilisierter Resonator - Oszillator als Referenzsender verwendet ist.
- Eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nach Anspruch 5 durch den Aufbau im Baukastensystem gegeben, wobei entweder nur der Referenzsender und der Meßempfänger, oder diese gemeinsam mit weiteren Bausteinen (z.B. für Wartungszwecke) zu einer lösbaren mobilen Einheit zusammenfaßbar sind. Hierfür kann nach den Bedürfnissen des Einzelfalles entweder eine zentrale oder eine dezentrale Betriebsstromversorgung zweckmäßig sein. Für die erste Alternative sind in den Ansprüchen 6 und 7 einfache und preisgünstige Möglichkeiten angegeben, wobei die einzelnen voneinander bzw. vom Gerät lösbaren Bausteine selbstverständlich mit eigenen Akkumulatoren ausgerüstet sein können.
- Eine Ausführung der erfindungsgemüßen Einrichtung gemäß Anspruch 8 ergibt dagegen die hinsichtlich der Betriebsstromversorgung größtmögliche Unabhängigkeit der einzelnen Bausteine voneinander.
- Die Figur zeigt den schematischen Aufbau eines Ausführungsbei - spiels einer Einrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- Eine Satelliten-Empfangsantenne 1, die - z.B. mit Hilfe von Kar - ten - grob auf die bekannte Satellitenposition ausgerichtet ist, weist einen parabolförmigen Reflektor 2 und eine an Stützen 3 befestigte AuBenbaugruppe 4 zur Umsetzung der empfangenen Satelli - tensignale in ein erstes Zwischenfrequenzsignal-auf, welches über eine Koaxialleitung 5 einer nicht dargestellten Innenbaugruppe zur weiteren Verarbeitung zugeführt ist.
- Für einen guten Empfang ist bei den geringen LeistungsfluBdichten des Bakensignals (ca. -130 dBW/m2) eine absolut genaue Ausrich - tung der Empfangsantenne 1 auf die Sendeantenne des Satelliten notwendig. Dazu wird über eine als verkürzter λ/2 Monopol ausge - bildete Antenne 6 eines dielektrisch stabilisierten Resonator-Oszillators 7 (Referenzsender) nach seiner Inbetriebnahme durch den Schalter 8 das Satelliten-Bakensignal (11,7 GHz) einge - strahlt und nach der Umsetzung in der AuBenbaugruppe 4 als entsprechendes ZF-Signal (95o MHz) einem in die Koaxialleitung 5 eingeschalteten Meßempfänger 9 zugeführt. Dieser wird mittels eines Bandbreitenreglers 1o und eines Frequenzfeinreglers 11 einerseits, sowie eines Pegelmessers 12 andererseits exakt auf die Frequenz dieses ZF-Bakensignals abgestimmt. Dadurch ist die maximale Empfängerempfindlichkeit für den Satellitenempfang eingestellt, sodaß nach dem Abschalten des Referenzsenders 7 die Feinausrichtung der Empfangsantenne 1 wesentlich vereinfacht ist. Im Regelfall kann diese besonders einfach durchgeführt werden, weil nach Grobausrichtung der Empfangsantenne 1 und Durchführung der angeführten Frequenzabstimmung bereits eine sichtbare Anzeige des Satelliten-Sendesignals am Pegelmesser erfolgt.
- von Der Referenzsender 7 muß nicht vorne oder gar aus der Haupt - strahlrichtung in die Empfangsantenne 1 einstrahlen, es genügt vielmehr,trotz seiner geringen HF-Leistung ( < 1 mW), wenn er irgendwo innerhalb eines praktisch sinnvollen räumlichen Be - reiches um die Empfangsantenne 1 herum aufgestellt ist, da selbst reflektierte Signale für eine ausreichende Funktion der Meß - strecke genügen.
- Der Meßempfänger 9 ist ein selektiver Festfrequenzempfänger mit einer Auflösung von 1o kHz und einem kleinen Abstimmbereich von 940 - 960 MHz, also etwas gröBer als die zulässige ZF-Drift von ± 5 MHz. Gegenüber bekannten hochwertigen Meßempfängern zur Freer quenzeinstellung ohne Referenzsender ist wesentlich billiger. Der Referenzsender 7 ist mit dem Meßsender 1 über eine nicht dargestellte Einbausteckverbindung zu einer baulichen Einheit verbindbar und im Bedarfsfalle wieder lösbar. Dadurch ist einer - seits eine einfache Transportierbarkeit und andererseits ein universeller mobiler Einsatz möglich.
- Die Betriebsstromversorgung erfolgt in vorteilhafter Weise über die Koaxialleitung 5 von der Innenbaugruppe aus, wobei der Referenzsender 7 für die Stromversorgung bei getrenntem Betrieb einen nicht sichtbaren Akkumulator aufweist.
Claims (8)
1. Verfahren und Einrichtung zum Ausrichten der Empfangsan - tenne einer Satelliten-Empfangsanlage, bei der das empfangene Signal über eine Außenbaugruppe in eine Zwischenfre - quenzlage umgesetzt ist, auf die Satelliten-Sendeentenne, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Feineinstellung von Azimut- und Elevationswinkel der Empfangsantenne (1) ein ausgangsseitig an die Außenbaugruppe (4) angeschlossener Meßempfänger (9) mit Fegelanzeige (12), der nur in einem schmalen, etwa der zulässigen Drift des in die ZF-Lage umgesetzten Satelliten-Bakensignals entsprechenden Frequenz - bereich mit hoher Auflösung einstellbar ist, auf die mittels eines Referenzsenders (7) geringer Leistung eingangsseitig in die Außenbaugruppe (4) eingekoppelte Satelliten-Beken - frecuenz eingestellt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzsender (7) an den Eingang der Außenbaugruppe (4) angeschlossen ist.
3. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn - zeichnet, daß der Referenzsender (7) auf die Empfangsan - tenne (1) einstrahlt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzsender (7) als dielektrisch stabilisierter Resonator-Oszillator ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn - zeichnet, daß der Referenzsender (7) und/oder der Meßempfänger (9) mobile Bestandteile eines Gerätes für Einstellung, Wartung und Früfung der Satelliten-Empfangsanlage ist bzw. sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge - - kennzeichnet, daB der Referenzsender (7) und/oder der MeBempfänger (9) ihre Betriebsstromversorgung über die Zuleitung (5) zur AuBenbaugruppe (4) erhalten und der MeBempfänger (9) dazu in die Zuleitung (5) eingeschaltet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB der Referenzsender (7) und/oder der Meßempfänger (9) ihre bzw. seine Betriebsstromversorgung aus dem Gerät für Ein - stellung, Wartung und Prüfung der Satelliten-Empfangsanlage beziehen bzw. bezieht.
E. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge - kennzeichnet, daß der Referenzsender (7) und/oder der Meßempfänger (9) jeweils eine eigene Betriebsstromversorgung haben.
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