Antennen, Verstärker, Verteilung...

[dl2jas]

Inhaltsverzeichnis:
000: Verteilung
006: Antennenverstärker
008: Antennen
009: Sat-Schüsseln


Verteilung

Hier habe ich ein simples aber wirkungsvolles Beispiel, wie man das Antennensignal auf verschiedene Geräte fachlich richtig verteilen kann. Die Verteilung ist für alle Arten von Hochfrequenzsignalen geeignet, vorzugsweise wird der Leser damit die Verteilung für Radio oder Fernseher vornehmen.



Die Verteiler werden auch Weichen oder Splitter genannt. Manche sagen auch T-Stück, was eigentlich nicht richtig ist, es sind Weichen.
An den beiden Ausgängen der Weiche erscheint das eingespeiste Signal mit - 3 dB, was auch logisch ist. Die Leistung wird gegenüber dem Eingang exakt halbiert, also um 3 dB vermindert. Schaltet man mehrere dieser Weichen, wie im Bild ersichtlich, hintereinander, verdoppelt sich jedesmal die Anzahl der Ausgänge. Bei Verdoppelung der Ausgänge wird jedesmal die Leistung halbiert.
Highlander will 32 Geräte anschließen. Jedes Gerät bekommt dann 1/32 der dem System zugeführten Leistung. Das entspricht einer Pegelabnahme von 15 dB. Das mit 1/32 der Leistung hört sich schlimm an, ist es aber nicht. Wenn das Signal an der Dose halbwegs stark im Bereich nach DIN schießmichtot ist, bekommen alle angeschlossenen Empfänger außreichend Pegel, ganz ohne zusätzlichen Verstärker.
Für scheinbar Schlaue: Diese Weichen müssen sein, Parallelschalten der Antennenkabel geht nicht, ich werde es später mal erläutern.

Hier ein Bildchen so einer Weiche:


Beim Kauf solcher Weichen muß man etwas aufpassen. Es gibt sie für Radio und für TV. Technisch sind sie gleich, bei den Anschlüssen sind aber Männchen und Weibchen vertauscht.

Andreas, DL2JAS

Edit: Ich habe ein Inhaltsverzeichnis eingefügt, damit die einzelnen Themen schnell auffindbar sind.

[highlander]

Was sind in diesem Zusammenhang 'Abzweiger'?

http://www.pollin.de/shop/produkt.php?ts=0&p=OTk2OTQ5

(gleich der erste Artikel)

[dl2jas]

Andreas, das ist ein sehr interessanter Artikel für Dich!!!

Der Preis für das GLA 671 ist unschlagbar, sofort bunkern gehen!
Ich versuche mal, den Abzweiger mit meinem Bildchen zu erklären. Wir sind bei der ersten Weiche. Sie hat zwei Ausgänge. Nur an den ersten Ausgang schließt Du weitere Weichen an und erhälst 4 gleichwertige Ausgänge. An den zweiten Ausgang der ersten Weiche schließt Du Antennenkabel an und legst es ins Nachbarzimmer. Der Pegel auf der Leitung ist relativ hoch, da ja nur 4 dB verloren gehen. Im Nachbarzimmer schließt Du wieder einen Abzweiger an.
Nicht verwirren lassen durch die etwas abweichenden dB-Werte. Was ich gezeigt habe ist Theorie, in der Praxis sind die Werte etwas schlechter, gerade bei fuba...

Andreas, DL2JAS

[MichaelB]

Bei diesen Abzweiger geht die Stichleitung durch, die Abzweigungen werden ausgekoppelt. Daher auch die hohe Dämpfung von 12 bis 15 dB auf den Abzweigleitungen. Damit hat die von DL2JAS beschriebene Schaltung zuviel Dämpfung, wenn du mehrere Abzweiger hintereinander schaltest.

Weiter unten auf der Seite sind zwei brauchbare Antennenverteiler. Kosten aber auch das Doppelte Bitte auch den Frequenzbereich beachten. Üblicherweise sind die TV Verteiler erst ab 40 MHz einsetzbar. KW, MW und LW werden nicht übertragen. Aber das war ja auch nicht gefordert.

Gruß
Michael

[dl2jas]

Lieber Michael,

stimmt nicht ganz! Pi mal Daumen sollen an einer Dose Hausverteilung BK zwischen 60 und 80 dBµV liegen. Radio ist wesentlich unproblematischer. Bleiben wir bei 20 dB Spielraum, die mir zur Verfügung stehen. Damit kann ich immerhin schon 5 von den Abzwackern hintereinanderschalten. Das sind 20 +1 Ausgänge.
Nehme ich zwei Stichleitungen, kommend von einer einfachen Weiche, habe ich 40 Ausgänge, schon zuviel aber im geforderten Bereich machbar. Einen Verstärker am Speisepunkt muß ich allerdings schon setzen...
(Ich war so frei und habe die Kabeldämpfung vernachlässigt)

Andreas, DL2JAS

[dl2jas]

Michael, ich war in Gedanken schon etwas weiter.

Im günstigsten Fall, 80 dBµV an der Dose kann man drei der Abzweiger fuba hintereinanderschalten. Das sind dann bei 12 dB Auskoppeldämpfung gerade noch 60 dBµV am dritten Abzweiger, gibt immerhin schon 13 sinnvolle Ausgänge.

Andreas, DL2JAS

Edit: Kleinen inhaltlichen Fehler korrigiert.

[dl2jas]

Antennenverstärker

Antennenverstäker heben das eingehende Signal um einen bestimmten Faktor an, typischerweise 10 - 30 dB.
Es gibt dabei sehr viele Ausführungen für die unterschiedlichsten Bedürfnisse.



Hier habe ich mal einen sogenannten BK-Verstärker abgelichtet. Er wird in Kabelanlagen eingesetzt und verstärkt die Signale Radio und TV gleichermaßen. Bei den etwas besseren Verstärkern ist noch eine Entzerrung vorhanden, womit man frequenzabhängige Pegelunterschiede ausgleichen kann. Es ist sowas wie der Höhenregler beim Audioverstärker um Höhendefizite der Lautsprecher auszugleichen.
Neben dem BK-Verstärker gibt es natürlich noch andere HF-Verstärker, z.B. die, die nur ein Fernsehband oder den Radiobereich verstärken. Sehr selektive Verstärker werden gern bei Dachantennenanlagen eingesetzt, sie sollen nur einen Sender pro Antenne verstärken und alle anderen "Störgeräusche" unterdrücken.

Was ist bei Verstärkern zu beachten?
-richtiger Frequenzbereich
-passende Verstärkung
-zulässiger maximaler Pegel
-Eigenrauschen
Es ist ähnlich wie bei Audioverstärkern. Soll es laut sein ohne zu Zerren/Klippen, muß er groß genug sein. Bei Antennenverstärkern wird der maximal zulässige Ausgangspegel nicht in Watt sondern in dBµV angegeben.
Auch das Rauschen spielt eine Rolle. Wenn man bei Audio einen schlechten Vorverstärker, z.B. Phono hat, rauscht es. Man bekommt das Rauschen aus der Kette nicht wieder heraus. Deshalb ist es wichtig, daß die erste Verstärkerstufe möglichst rauscharm ist, hier der Antennenverstärker. Die erste Verstärkerstufe bestimmt das Gesamtrauschen maßgeblich, darauf folgende Verstärkerstufen immer weniger. PA-Verstärker beim Konzert dürfen ruhig rauschen, hört man fast nicht. Aber wehedem, wenn der Mikrofonverstärker rauscht, dann wird es unangenehm!

Der Normalbürger wird seltenst einen Antennenverstärker brauchen. Bei mir in der Wohnung ist es etwas kritisch. Ich habe in meiner Wohnung an der Dose relativ niedrigen aber noch zulässigen Pegel. Bei mir stehen einige Geräte herum, die über eine Verteilung versorgt sein wollen, daher war der Verstärker (der im Bildchen) notwendig.

Sat-Verstärker
Darauf will ich nicht besonders eingehen. Einem Irrglauben will ich aber vorbeugen. Manche denken, wenn das Bild bei kleiner Schüssel grieselt, hilft ein kleiner Verstärker vor dem Satreceiver. Falsch, der beste Verstärker ist immer noch die Antenne selbst!

Andreas, DL2JAS

[dl2jas]

Doch noch kurz zum Sat-Verstärker:

Wenn zwischen Schüssel und Fernseher sehr viel Kabel verlegt werden muß, ist manchmal ein Verstärker sinnvoll, um die Kabelverluste auszugleichen. Dann aber den Verstärker möglichst nahe bei der Schüssel setzen!

Andreas, DL2JAS

Edit: Seltsame Reste von HTML-Tags entfernt.

[dl2jas]

Antennen

Es gibt sehr viele unterschiedliche Antennen, ich will sie nicht alle nennen. Meist sind sie auch miteinander verwandt.
Beim Empfang von Radio und TV ist der Dipol fast immer vertreten. Es gibt den einfachen Dipol



und den gefalteten Dipol.



Von der Empfangscharakteristik unterscheiden sie sich nicht.
Lediglich der Widerstand ist unterschiedlich. Ein einfacher Dipol hat etwa 60 Ohm Strahlungswiderstand, ein Faltdipol etwa 240 Ohm Strahlungswiderstand.
Alte Radios, Röhrenradios, sind meist für Faltdipol 240 Ohm ausgelegt. Das sind die breiten Stecker mit Flachbandkabel.
Dann ist noch sehr bekannt die Vertikalantenne, man findet sie an Kofferradios oder am Auto. Sie ist klein und einfach realisierbar. Ein weiterer Vorteil ist, daß sie aus allen Richtungen gleich empfängt, ein Rundstrahler.



Die Yagiantenne ist eine Sonderform des Dipols. Im einfachsten Falle besteht sie aus Dipol, Reflektor und Direktor. Durch die zusätzlichen Elemente wird eine starke Richtwirkung erzielt. Mit der Richtwirkung steigt auch der Antennengewinn. Hier sieht man das Richtdiagramm einer Yagiantenne:



Yagiantennen werden meist als Fernsehantennen verwendet. Normalerweise wird mit einer Antenne ein Fernsehsender empfangen. Deswegen stehen auf dem Dach meist mehrere Antennen, um verschiedene Sender zu empfangen.

Frequenz und Wellenlänge
Man kann die Frequenz in eine Wellenlänge umrechnen, beide sind über die Lichtgeschwindigkeit verknüpft.
Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit/Frequenz
10 MHz = 30 m
100 MHz = 3 m
1000 MHz = 30 cm

Die Wellenlänge bestimmt, wie groß eine Antenne wird. Ein Dipol ist normalerweise halbsolang wie die Wellenlänge. Ein Dipol für Radio 100 MHz ist somit 1,5 m lang.
Der Stab einer Vertikalantenne ist ein viertel der Wellenlänge. Die Antenne am Auto ist etwa 75 cm hoch.
Mit diesem Wissen kann man sich selbst leicht einfache Antennen bauen. Ein einfacher Dipol für Radioempfang wie oben abgebildet besteht aus zwei Ärmchen zu 75 cm. Ein Ärmchen wird an den Innenleiter des Kabels angeschlossen, das andere Ärmchen an den Außenleiter.

Ich werde oft gefragt, ob man z.B. eine CB-Funkantenne für Fernsehempfang nehmen kann. Eine Antenne ist normalerweise nur für eine einzige Frequenz gebaut. Universalantennen gibt es nicht. Man kann höchstens gleich schlecht, nicht gleich gut mit einer Antenne verschiedene Frequenzen empfangen.

Hier ein Link, Selbstbau einer Richtantenne für UKW FM:
http://www.dl2jas.com/antennen/ukwfm/yagi_ukw.html
Die Yagi-Antenne kann man mit recht einfachen Mitteln selbst bauen. Sie hat eine gute Richtwirkung. Sehr interessant, um schwache Radiostationen zu empfangen.

Andreas, DL2JAS

[dl2jas]

Sat-Schüsseln

Hierbei handelt es sich fast immer um einen Parabolspiegel. Die elektromagnetischen Wellen verhalten sich so wie Licht, Licht ist ebenfalls eine elektromagnetische Welle sehr hoher Frequenz. Der Parabolspiegel bündelt die einfallenden Wellen an einem Punkt. Dort sitzt ein LNB = Low Noise Block oder LNC = Low Noise Converter genannt. Dieser ist das eigentliche Empfangsteil. In ihm sitzt eine ganz kleine Antenne, etwa 7 mm lang. Genauer gesagt, sind es zwei Antennen, eine steht senkrecht, die andere ist waagerecht.
Jeder, der einen Satempfänger hat, kennt im Menü die Einstellung horizontal oder vertikal. Das ist genau die Umschaltung zwischen diesen beiden Antennen. Elektromagnetische Wellen sind immer polarisiert. Üblicherweise sind sie entweder horizontal oder vertikal polarisiert. Mit diesem kleinen Trick kann man zwei unterschiedliche Sender auf eine Frequenz legen und sie durch Polarisationsumschaltung unabhängig voneinander empfangen.

Aufstellung:
Die Antenne muß freie Sicht zum Satelliten haben. Bäume oder gar Hauswände dämpfen das Signal zu stark. Die Empfangsleistung steigt quadratisch mit dem Durchmesser des Parabolspiegels. Deshalb beim Kauf lieber die nächst größere Variante kaufen. Für Astra reichen 60 cm Durchmesser bei einem LNC. Bei einem Doppel-LNC sollte man schon 80 cm Durchmesser wählen.
Beim Verlegen der Kabel möglichst hochwertiges Kabel wählen, gerade wenn der Satreceiver etwas weiter entfernt ist.


Hier ein Bildchen vom Innenleben eines LNCs:



Die Antenne ist mit dem schwarzen Pfeil gekennzeichnet. Die andere Antenne für Horizontalempfang sieht man nicht, sie steht senkrecht zum Betrachter auf der anderen Seite der Platine.

Andreas, DL2JAS

Edit: Bild eingefügt.

[The_Wayne]

Aha, jetzt weiß ich auch was LNB und LNC ausgesprochen bedeutet. Ist ein LNB gleich ein LNC oder sind das unterschiedliche Geräte?

[capstan]

Wayne,

historisch gesehen galt in den Anfangsjahren der Sat-Technik die Bezeichnung LNC.
Seit Jahren hat sich umgangssprachlich die Bezeichnung LNB durchgesetzt. Die Bezeichnung LN(Block) ist mehr verallgemeinert und läßt mehr Spielraum zu, etwa wie die die Bezeichnung "Black-Box".
Die Modell- und Funktionsvielfalt von LNB´s hat sich mit den Jahren vergrößert, deshalb ist LNC dafür eine "unpräzise" Bezeichnung geworden.
Man baut z.B. Multiswitsches (Umschalter für Analog-Digital,Low-High-Band) gleich mit in das LNB ein und bezeichnet es seit dem als Funktions-"Block".

[dl2jas]

LNB = LNC

Es gibt auch die Bezeichnung Low Noise Band/Block Converter, jedoch nicht die Abkürzung LNBC (wäre mir unbekannt). Das würde als Abkürzung wirklich passen.

Umgangssprachlich wird das Teil meist LNB genannt. Ich benutze aber lieber die Abkürzung LNC.
Das Satellitensignal, etwa 12 GHz, wird direkt auf der abgebildeten Platine mit etwa 10 GHz gemischt. Am Ausgang steht natürlich das daraus resultierene Mischprodukt, auch als Sat-ZF bezeichnet.
Somit ist es ein Converter.

Andreas, DL2JAS

[The_Wayne]

Aha, danke.