Parabolantenne (TV)


Parabolantenne (TV)
Parabolantenne zum Empfang von Satellitenrundfunk

Eine Parabolantenne für den Satellitenrundfunkempfang, oft auch Satellitenschüssel genannt, empfängt Rundfunkprogramme wie Radio, Fernsehen oder andere Dienste wie z. B. Internetzugang über Satellit, die von einem Satelliten auf einer geostationären Erdumlaufbahn ausgestrahlt werden. Aufgrund der großen Distanz von etwa 36.000 km sind die Signale auf der Erde sehr schwach. Um sie zu empfangen, genügen z.B. für die Astra-Satelliten im Ku-Band Parabolantennen mit einem Durchmesser von 60 cm.

Inhaltsverzeichnis

Aufbau

Hauptartikel: Parabolantenne

Die Antenne besteht aus dem Parabolspiegel und dem Empfangskopf mit Hornantenne, integriertem Frequenzumsetzer und ZF-Verstärker (Low Noise Block Converter, LNB). Der Parabolspiegel bündelt durch Reflexion die Signalwellen in seinem Brennpunkt. Dort befindet sich der Empfangskopf, der die Signale verarbeitet. Je nach Ausführung leiten ein oder mehrere Koaxialkabel die Empfangssignale an einen Receiver oder eine Verteileranlage („Sat-Anlage“) weiter.

Der Parabolspiegel

Hauptartikel: Parabolspiegel

Die Größe einer Parabolantenne wird mit dem Durchmesser des Parabolspiegels angegeben. Die gebräuchlichsten Antennentypen haben einen Durchmesser von 60 bis 120 cm. Die Fläche und damit die Empfangsenergie wächst quadratisch mit dem Durchmesser. Beispielsweise ist die Empfangsfläche einer 85-cm-Antenne doppelt so groß wie die einer 60-cm-Antenne. Anders als die terrestrischen Sendefrequenzen im VHF- oder UHF-Band wird die Strahlung im Ku-Band merklich durch Feuchtigkeit gedämpft. Die Signalstärke kann um mehr als 6 dB abnehmen. Bei der Installation von zwei oder mehreren LNBs (Multifeed) sind größere Antennendurchmesser empfehlenswert.

Offsetantenne

Die (heute fast ausschließlich verwendete) Offsetantenne ist im Prinzip Teil einer rotationssymmetrischen Parabolantenne-Antenne. Die Spiegelfläche ist nicht mehr kreisrund, sondern oval. Im Gegensatz zur rotationssymmetrischen Parabol-Antenne „schaut“ die Offsetantenne nicht direkt zum Satelliten, sondern weist eine erhebliche Winkelabweichung (Offsetwinkel) auf. Der LNB benötigt dieselbe Winkelabweichung in die andere Richtung, damit er sich trotzdem im Brennpunkt des Antennenspiegels befindet.

Als Vorteil dieser Antennenform hängt der LNB nicht mehr im Strahleingang, es geht also keine Empfangsenergie verloren. Auch hat der Reflektor etwas günstigere Abmessungen. Da der Reflektor der Offsetantenne senkrechter steht als bei einer gleich ausgerichteten symmetrischen Parabolantenne, sammeln sich nicht so leicht Schnee und Verschmutzung im Reflektor an.

Leider wird durch den Offsetwinkel (hier α genannt) als Differenzwinkel im Vergleich mit einer rotationssymmetrischen Parabol-Antenne die effektive Fläche des Parabolreflektors etwa um cos(α) kleiner.

Material

Seitenansicht einer Satellitenantenne mit Kunststoffspiegel

Parabolspiegel bestehen heute meist aus lackiertem Stahl oder Aluminium. Der Lack ist immer matt, da sonst das Sonnenlicht gebündelt auf den LNB reflektiert würde, wenn die Sonne hinter dem Satelliten steht. Kunststoffspiegel werden wegen des höheren Preises selten verwendet. Bei ihnen ist ein Metallgitter im Kunststoff eingearbeitet, das die Strahlung reflektiert. Anders als bei Aluminiumspiegeln gehen die Befestigungsschrauben nicht durch die Spiegelfläche, sondern der Kunststoff geht auf der Rückseite von der Spiegelform in eine Halterung über. Der Kunststoff kann jede Farbe haben oder auch durchsichtig sein, so dass die Antenne an Fassaden kaum auffällt. Des Weiteren gibt es Drahtgitterantennen. Ihr Vorteil ist, dass sie dem Wind nur geringeren (aber nicht zu vernachlässigenden) Widerstand leisten, ihr Nachteil ist die Rostgefahr bei Lackbeschädigungen. Sie sind meist schwarz lackiert, um unauffällig zu sein.

Der Empfangskopf (LNB)

Montierter LNB
Hauptartikel: Rauscharmer Signalumsetzer

Im Brennpunkt des Parabolspiegels befindet sich der Empfangskopf. Zum Empfang von Satellitenprogrammen mit relativ kleinen Antennen wird in Europa das Ku-Band (10,7 bis 12,75 GHz) genutzt. Die Verstärkung der Satellitensignale erfolgt dabei durch Low Noise Block Converter (LNB, selten auch LNC). Dieser setzt das Signal in einen Frequenzbereich von 950 bis 2150 MHz um, diesen kann ein Satellitenreceiver empfangen.

Bei Einführung der Satellitentechnik stellte man zunächst hauptsächlich LNBs her, die den damals gebräuchlichen Frequenzbereich von 10,95 bis 11,7 GHz abdeckten, auf dem max. 48 analoge Programme übertragen werden konnten. Später wurde auch der Bereich 10,7 bis 10,95 GHz für den Satellitenempfang genutzt. Der gesamte Bereich von 10,7–11,7 GHz wird heute Low-Band genannt. Der erste Satellit, der Frequenzen unterhalb 10,95 GHz nutzte, war der Astra 1C.

Im Laufe der Zeit wuchs die Anzahl der Programme, und man ging dazu über, das gesamte Ku-Band zu nutzen. Der ‚neue‘ Frequenzbereich zwischen 11,7 und 12,75 GHz wird als High-Band bezeichnet. Dazu entwickelte man LNBs, die den gesamten Frequenzbereich abdeckten. Zur Unterscheidung werden diese Universal-LNB genannt. Auf dem High-Band werden hauptsächlich digitale Programme abgestrahlt. Das ist jedoch historisch bedingt und hat keinen technischen Hintergrund. An einen Universal-LNB kann man sowohl analoge als auch digitale Receiver anschließen.

Die 1996 begonnene Umstellung von analogem auf digitales Fernsehen DVB-S wurde etwa 2002/2003 abgeschlossen, allein deutsche Programme wurden vorläufig zur Grundversorgung auch noch analog ausgestrahlt, was aber am 30. April 2012 eingestellt wird.

Besondere Bauformen

Spezialantenne zum Empfang von bis zu 16 Satellitenpositionen im Ku-Band

Multifeedhalter

Normalerweise ist es üblich, Parabolantennen unmittelbar auf den Satelliten auszurichten. Da jedoch auch benachbarte Satelliten mit einer Antenne zu empfangen sind, nutzt man Multifeedhalter, um zwei (oder mehr) LNBs an einer Antenne zu befestigen, wobei mehrere LNBs in verschiedenen Brennpunkten der Satellitenantenne fest positioniert werden (pro Satellit ein LNB). Da mindestens ein LNB in diesem Fall nicht auf den Brennpunkt ausgerichtet ist, nennt man solche Antennen auch „schielende Spiegel“.

Drehbare Antennen

Wenn der Einsatz mehrerer LNBs zu aufwändig ist, setzt man einen Antennenmast mit Motor und einer Polarmounthalterung ein, die bei Drehung den Himmelsäquator abfährt, auf dem sich die geostätionären Satelliten befinden. Solche Anlagen sind allerdings nur für einen Teilnehmer geeignet. Eine drehbare, stationäre Satellitenantenne kann bei freier Sicht nach Süden in Mitteleuropa ca. 30 verschiedene Satellitenpositionen mit Fernsehprogrammen abfahren. Auf diese Weise vervielfacht sich die theoretisch nutzbare Bandbreite auf mehr als 100 GHz. Spezielle Antennenrotoren sind ab ca. 40 € erhältlich, die Installation erfordert etwas Geschick. Drehbare Anlagen mit 1 m Spiegelgröße empfangen derzeit in Mitteleuropa mehr als 6.000 Radio- und Fernsehprogramme, von denen knapp die Hälfte frei empfangbar ist.

Steuerbefehle für Multifeed- sowie Drehanlagen werden mittels DiSEqC-Befehlen übertragen.

Verkabelung

Zur Verkabelung der Parabolantenne wird ein Koaxialkabel mit F-Steckern verwendet. Es ist empfehlenswert, Kabel mit mehrfacher Abschirmung ( > 90 dB) und einer geringen Dämpfung zu verwenden. Es sollte darauf geachtet werden, dass der Innenleiter nicht aus verdrillten Kupferdrähten besteht, sondern aus einem ganzen Kupferstrang.

Mehrparteien-Satellitenlösung

Parabolantennen an einer Hausfassade

Während in Einfamilienhäusern die Entscheidung für eine Parabolantenne schnell getroffen werden kann, ist das in Mehrparteienhäusern oft schwierig. Nicht selten dürfen an solchen Objekten nur in Sonderfällen individuelle Antennen angebracht werden. Um Einzelantennen, wie im Bild gezeigt aus optischen Gründen zu vermeiden, wurden folgende Lösungen für Satellitenrundfunk-Empfangsanlagen (Sat-Anlagen) entwickelt, welche mit einer Gemeinschaftsantenne auskommen (vgl. auch Digital Satellite Equipment Control):

Satblock-Verteilung

Hauptartikel: Satblock-Verteilung

Die in puncto Programmvielfalt und Zukunftssicherheit beste Lösung ist es, das Satellitensignal mit einem Multischalter und einer sternförmig strukturierten Antennenverkabelung zu verteilen (Satblock-Verteilung). Dazu ist meist eine aufwändige Adaptierung oder Neuverkabelung der Antennenanlage notwendig, was nicht immer möglich ist. Es ist für jeden Empfänger (Zweit-/Dritt-Fernseher, TWIN-Receiver) jeweils eine eigene Leitung vom Multischalter notwendig, unter Umständen werden also mehrere Kabel für jede Wohnung benötigt.

Die Wahl der Polarisationsebene erfolgt bei der Satblock-Verteilung durch Änderung der Höhe der Fernspeisespannung, die zwischen Innenleiter und Außenschirm des Koaxialkabels anliegt. 14 V signalisieren hier vertikal, 18 V horizontal. Unter Verwendung von durchgängig DiSEqC-Protokoll fähiger Technik reduzieren moderne DVB-S-Receiver eine LNB-Versorgungsspannung auf energiesparende 12 Volt[1], eine Wahl der Polarisationsebene erfolgt dann ausschließlich durch DiSEqC-Befehle.

Der komplette Sat-Frequenzbereich (10,7-12,75 GHz = 2 GHz) passt nun nicht in das ZF-Band (950-2150 MHz = 1,2 GHz). Deshalb wird er in zwei Bereiche unterteilt, das Low-Band mit 10,7-11,9 GHz und das High-Band mit 11,55-12,75 GHz. Die LNBs älterer Satellitenanlagen konvertieren häufig nur das Low-Band. Dieses ist zurzeit noch mit einigen analogen Signalen belegt. Digitale Signale waren dagegen hauptsächlich im (neueren) High-Band bis 12,75 GHz zu finden. Digitale (auch HD-)Programme werden in Zukunft auch in das Low-Band eingestellt, da die analoge Übertragung von Programmen mit der Zeit eingestellt wird.

Deshalb benötigen digitaltaugliche Sat-Anlagen einen neueren sogenannten Universal-LNB, der wahlweise das obere oder das untere Band in das SAT-ZF-Frequenzband umsetzt. Die Wahl des Empfangsfrequenzbands bei einem solchen LNB, an dem direkt ein Receiver angeschlossen werden kann, erfolgt über ein weiteres Schaltkriterium, ein aufmoduliertes 22-kHz-Tonfrequenzsignal. Wird dieses Signal vom Receiver ausgegeben, schaltet der LNB ins High-Band, fehlt es, fällt er ins Low-Band zurück

Die Bezeichnung „digitaltauglich“ für den LNB ist dabei eigentlich irreführend, da jeder LNB analoge wie digitale Signale in die entsprechenden Frequenzen umsetzt. Sie rührt daher, dass auf dem älteren Low-Band hauptsächlich Analogsignale zu finden waren, während das später hinzugekommene High-Band vorzugsweise mit digitalen Programmen belegt wurde.

Im Zuge der Verdrängung analoger Kanäle zugunsten digitaler Sendetechniken können zunehmend auch im Low-Band digitale Sendungen empfangen werden. Der Begriff „digitaltauglich“ für einen LNB besagt also nur, dass dieser auch die Frequenzen bzw. Kanäle des High-Bandes umsetzen kann und hat mit einer eventuell analogen oder digitalen Elektronik im LNB nichts zu tun.

Somit benutzt jeder neue LNB im Ku-Band vier verschiedene Empfangsebenen (zwei Frequenzbänder auf zwei Polarisationsebenen). Auf das Koaxialkabel wird vom DVB-S-Receiver durch Steuersignale immer eine der vier Ebenen geschaltet.

Sollen sogar mehrere Satelliten mit mehreren LNB empfangen werden, sind Receiver mit sog. DiSEqC-Protokoll und entsprechende DiSEqC-Umschalter erforderlich.

Einkabelsystem

Hauptartikel: Einkabelsystem

Eine weitere Lösung ist es, nur jene Satellitenfrequenzen zu verteilen, die auch tatsächlich interessante Fernsehkanäle enthalten. Die Antennenempfangsanlage reduziert dazu die verschiedenen Astra- bzw. Eutelsat-Satellitenebenen auf eine einzige, die dann so einfach wie ein Kabelfernsehsignal (allerdings in einem höheren Frequenzbereich 950-2200 MHz) in einer Wohnanlage verteilt werden kann.

Ein Einkabelsystem beschränkt den Empfang bewusst auf ein einziges ZF-Band (950−2150 MHz = 1,2 GHz). Eine Vorauswahl wählt meist als Basisfrequenzband das Astra-High-Band mit 11,75−12,75 GHz horizontal; dieses ermöglicht bereits den Empfang von ca. 300 deutschsprachigen Radio- und Fernsehprogrammen. Weitere Transponder anderer Empfangsebenen werden durch Frequenzumsetzer in dieses Band einkopiert, dies ist aber wegen der Konzentration der deutschsprachigen Sat-Programme auf Astra-Horizontal-High optional. Da ein zur Verfügung stehendes Frequenzband im Frequenzumfang beschränkt ist, muss wie im Kabelfernsehen eine Selektion der zum Empfang gewünschten Programme erfolgen.

Ein entstandenes HF-Signal kann anschließend ohne Fernspeisung und Steuersignale in einer beliebig strukturierten Antennenanlage in ausgedehnten Wohnanlagen über ein einziges Koaxialkabel verteilt werden. Dazu ist eine Adaptierung der Antennenverkabelung für höhere Frequenzen notwendig. Meist entfällt aber ein aufwändiges Erneuern des Koaxialkabels, es müssen aber generell sämtliche Antennendosen und HF-Verteiler erneuert werden, jeder Fernseher benötigt seinen eigenen Digitalreceiver. Pro Empfänger sind etwa 200 Fernseh-, 200 Radio- und HDTV-Programme an einem Antennenkabel empfangbar (H104-Einkabelsystem). Einkabelsysteme können zum Empfang von Lokalfernsehprogrammen mit DVB-T und DVB-C kombiniert betrieben werden. Auch ist eine Kombination mit interaktiven Kabelfernsehdiensten möglich. Allerdings kann es in manchen Fällen zu Einschränkungen der Empfangsquallität kommen, wodurch einige Sender nicht mehr empfangen werden können. Des Weiteren werden manche Bereiche im oberen Frequenzband nicht korrekt unterstützt.

Unicable

Hauptartikel: Unicable
Beispiel einer Kathrein-Unicable-Installation mit EXR-Matrizen inklusive DVB-T und UKW-Verteilung für 11 Parteien.

Dieses relativ neue System ist die zweitbeste Lösung, jedoch deutlich teurer als ein herkömmliches Einkabelsystem. Beim Unicable-System können auf einem Kabel mehrere Empfangsgeräte mit dem vollen Programm-Angebot eines Satelliten (z. B. ASTRA) versorgt werden (inkl. HDTV). Man unterscheidet zwischen Unicable-LNB- und Unicable-Multischalter-Lösungen. Im letzteren Fall können durch eine Kaskadenschaltung mehrerer so genannter Unicable-Matrizen sogar größere Wohnanlagen auf Satellitenempfang umgerüstet werden.

Die Wahl eines zu empfangenden Transponders erfolgt bei einer Unicable-Verteilung durch DiSEqC-Steuersignale, die zwischen Innenleiter und Außenschirm des Koaxialkabels als Überlagerung der Fernspeisespannung an das LNB oder den Multischalter übertragen werden. Einkabelgeräte nach Cenelec EN50594 werden oft nach dem Markennamen Unicable der FTA Communications SARL benannt.

Grundlage für diese Technik ist eine im Jahre 2004 erlassene europäische Norm EN 50494 und ein SCR-Chip (Satellite Channel Router), der den DiSEqC-Befehlssatz der Receiver erweitert und die Auswahl verschiedener Programme über ein Kabel ermöglicht. Viele der heutigen digitalen Sat-Receiver unterstützen bereits den neuen Befehlssatz. Prinzipiell können alle Receiver, die die Norm EN 50494 erfüllen, betrieben werden. Umgekehrt sind diese SCR-Receiver an allen herkömmlichen Sat-Anlagen betreibbar. Solche Systeme werden z. B. von der Firma Kathrein (EXR-Matrizen) oder der Firma Technisat (TechniRouter) angeboten.

Statt eines kompletten ZF-Bands (950−2150 MHz = 1,2 GHz) stellt der im Unicable-LNB oder Unicable-Multischalter enthaltene Channel-Router nur den zum Empfang gewünschten Transponder bereit. So können an einem Koaxialkabel mehrere DVB-S-Receiver betrieben werden, was eine einfache Verkabelung in Strang-Topographie (Serienschaltung der Antennendosen) ermöglicht. Unicable ermöglicht einen uneingeschränkten Programmumfang und eignet sich insbesonderes für eine Nachrüstung von bestehenden Etagenwohnungen mit Satellitenrundfunk. Es muss geprüft werden, ob die vorhandenen Koaxialkabel SAT-tauglich sind, dann kann das bestehende Kabel in eine Wohnung mit in Serie geschalteten Antennendosen weiterverwendet werden. Lediglich die Antennensteckdosen in der Wohnung müssen ausgetauscht werden. Am Ort der bisherigen Einspeisung (meist Keller) sind Neuverkabelungen notwendig.

Mehrere DVB-S-Empfänger können so in einer Wohnung betrieben werden. Vorteilhaft, wenn auch nicht zwingend erforderlich, ist zumindest eine separate Leitung in jede Wohnung. So kann jede Wohnung mit einer eigenen Umschaltmatrix (z.B. EXR501 von Kathrein) verbunden werden. Dies ermöglicht das Anschließen von bis zu 4 Single- oder zwei Twin-Receivern pro Wohnung. Verschiedene Wohnungen können sich so auch nicht gegenseitig stören.

Kanalaufbereitung

Bei dieser Lösung lässt sich eine Kopfstation einsetzen, die das Satellitensignal einer gemeinschaftlichen Parabolantenne in ein herkömmliches Fernsehsignal im VHF- und UHF-Bereich umwandelt und ein einfaches Anschließen des Fernsehgerätes ohne zusätzlichen Satellitenempfänger ermöglicht. Allerdings gibt es bei dieser analogen Kanalaufbereitung nur ein eingeschränktes Programmangebot, weil im herkömmlichen Fernsehband nicht alle Sat-Kanäle Platz haben. Auch die relativ hohen Kosten pro umgesetztem Fernsehkanal stehen dem im Wege. Außerdem leidet mit jeder Signalwandlung die Bildqualität; HDTV-Empfang ist nicht möglich.

Kabelnetzbetreiber nutzen diese Technik, um so bis zu einige zehntausend Teilnehmer mit Fernseh- und Radioprogrammen zu versorgen, wechseln aber heute ebenfalls zur verlustfreien DVB-C-Digitaltechnik, die eine satellitenähnliche Programmvielfalt und HDTV bietet.

In der digitalen Kanalaufbereitung werden ausgewählte per Satellit empfangene Fernsehkanäle durch ein aufwändiges technisches Verfahren in ein niederfrequentes einfach zu verteilendes DVB-C-Signal umgewandelt. Eine solche Signalwandlung ist nur für ausgedehnte Antennenanlagen ökonomisch sinnvoll und entspricht weitgehend dem Digitalen Kabelfernsehen. Es ist pro Fernseher ein DVB-C-Receiver notwendig.

Einspeisung ins Hausnetzwerk

Um das Satellitenfernsehen in das Hausnetzwerk einzuspeisen, speist ein Streaming-Server die Informationen als DVB-IPTV ein.

Gebührenpflicht in Deutschland

Im Januar 1991 erklärte das Bundesministerium für Post und Telekommunikation, dass es nicht mehr erforderlich sei, Parabolantennen für den Empfang von Hörfunk- und Fernsehprogrammen von Fernmeldesatelliten im Rahmen einer gebührenpflichtigen Einzelgenehmigung bei der Behörde anzumelden. Die Aufstellung und der Betrieb von Parabolspiegeln wurde damit genehmigungs- und gebührenfrei.

Für die an die Parabolantenne angeschlossenen Fernseher und Radiogeräte muss die Rundfunkgebühr gezahlt werden.

Rechtsanspruch eines Mieters auf eine Parabolantenne

Deutschland

Auch wenn es der Mietvertrag nicht erlaubt, eine Satellitenschüssel an der Hausfassade anzubringen, hat ein Mieter einen Rechtsanspruch zur Anbringung einer Parabolantenne, wenn er ein besonderes Interesse am Empfang von zusätzlichen Sendern, die nicht über das bestehende Angebot inklusive Zusatzangebote (Bezahlfernsehen) empfangen werden können, nachweisen kann.[2] Dies kann beispielsweise auf ausländische Mieter oder Journalisten zutreffen.

Österreich

Nach OGH GZ 5Ob199/03f muss man sich prinzipiell nicht auf bestimmte Angebote einschränken lassen (z. B. Kabelfernsehen). Es gibt jedoch für Mieter und Eigentümer gewisse Einschränkungen in Bezug auf Durchmesser und Anbringung der Parabolantenne, die jedoch das eigentliche Recht, Zugang zu einer Parabolantenne mit dem gewünschten Angebot (Satellit) zu bekommen, nicht tangieren.

Literatur

  • Bernhard Krieg: Satellitenfernsehen Wenig Theorie-viel Praxis. 1. Auflage, Elektor Verlag GmbH, Aachen 1987, ISBN 3-921608-47-3.
  • Herbert Zwaraber: Praktischer Aufbau und Prüfung von Antennenanlagen. 9. Auflage, Dr. Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg, 1989, ISBN 3-7785-1807-0.
  • Gregor Häberle, Heinz Häberle, Thomas Kleiber: Fachkunde Radio-, Fernseh-, und Funkelektronik. 3. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten 1996, ISBN 3-8085-3263-7.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Seite 8 „Die Speisespannung beträgt dann jederzeit innerhalb der ganzen Anlage nur noch 12 Volt“: http://www.eutelsat.com/deutsch/pdf/DiSEqC2001.pdf
  2. BGH VIII ZR 118/04

Weblinks

 Commons: Satellitenschüsseln – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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