von Beratungsteam | 16. September 2021 | Wissenswertes |
Die grundsätzliche Funktion einer SAT-Antenne mit Auslegerarm ist immer gleich! Die vom Satelliten kommenden Sendersignale treffen auf den Reflektorspiegel und werden von ihm in einen Punkt vorderhalb des Spiegels gebündelt. Genau in diesem „Brennpunkt“ sitzt der LNB. Was danach genau im LNB passiert, welche Unterschiede es bei den LNBs gibt und was man bei Austausch eines LNBs beachten muss, können Sie hier nachlesen.
Was ist ein LNB?
Die Bezeichnung LNB ist die Abkürzung für „Low Noise Blockconverter“. Teilweise werden LNBs auch als LNC (Low Noise Converter) oder LNF (Low Noise Feed) bzw. LNBF (Low Noise Block Feed) bezeichnet.
Die Aufgabe eines LNBs besteht im Empfang, der Verstärkung und der Umsetzung der vom Satelliten abgestrahlten Signale. Diese liegen im unteren Frequenzband im Bereich von 10,7 bis 11,75 GHz und im oberen Frequenzband bei 11,8 bis 12,75 GHz. Leider sind diese Frequenzen viel zu hoch, als dass sie über eine Antennenleitung (Koaxialkabel) zum Receiver übertragen werden können. Hinzu kommt, dass die Sendeleistung eines TV-Satelliten begrenzt ist und somit die Signalstärke selbst im Zentrum des Empfangsbereichs nicht besonders ausgeprägt ist.
Darum werden Reflektorspiegel genutzt, um dem LNB die SAT-Signale gebündelt zuführen zu können. Mit Hilfe von rauscharmen (Low Noise) Verstärkern werden die Empfangssignale dann auf das erforderliche Maß vergrößert, bevor sie auf eine niedrigere Frequenz im Bereich von 950 – 2150 MHz umgesetzt (engl. converted) werden können.
Wie funktioniert ein LNB?
Frequenzen und Polarisation
Damit im Frequenzbereich der TV-Satelliten von 10,7 – 11,75 (Low Band) bzw. 11,8 – 12,75 GHz (High Band) möglichst viele Übertragungskanäle genutzt werden können, sind die vom Satelliten abgestrahlten elektromagnetischen Wellen sowohl horizontal als auch vertikal polarisiert. Das bedeutet: Die elektromagnetischen Wellen schwingen waagerecht als auch senkrecht. Dadurch lässt sich im gleichen Frequenzband die Anzahl der möglichen Übertragungskanäle verdoppeln. Alternativ dazu gibt es noch die zirkulare Polarisation (rechts- oder linksdrehend), die aber beim Empfang von TV-Satelliten in Mitteleuropa keine nennenswerte Rolle spielt.
Mechanischer Aufbau
Ein LNB besteht zunächst aus einem Hohlleiter. Das ist eine speziell auf den Bereich der Empfangsfrequenz abgestimmte Metallröhre. Auf der Seite, die zum Reflexionsspiegel ausgerichtet ist, verhindert lediglich eine Kunststoffkappe das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit. Auf der anderen Seite befinden sich zwei Metallstifte, die waagerecht und senkrecht ausgerichtet sind und jeweils in den Hohleiter hineinragen. Diese beiden kurzen Metallstifte sind die eigentlichen SAT-Antennen, wobei jeder Antenne eine Polarisationsebene empfängt.
Auf dem nebenstehenden Bild wurde die aufgeklebte Schutzkappe abgenommen, um eine freie Sicht in das LNB zu erhalten. Von rechts ragt die horizontale Antenne und von oben ragt die vertikale Antenne in den Hohlleiter.
Bei älteren SAT-Anlagen wurden LNBs mit nur einem Antennenstift verwendet. Dieser war entweder per Elektromotor mechanisch um 90° drehbar oder es wurde ein magnetischer Polarizer vorgeschaltet, der die elektromagnetischen Wellen im Hohlleiter „gedreht“ hat. Zudem konnten „alte“ LNBs nur den unteren Frequenzbereich von 10,7 – 11,75 GHz empfangen. LNBs, die zudem noch den oberen Frequenzbereich empfangen konnten, wurden Universal-LNBs genannt.
Elektrische Funktion
Mittlerweile werden aber nur noch LNBs mit zwei Antennen eingesetzt. Die Funktion ist im nebenstehenden Diagramm in Bild 3 vereinfacht dargestellt:
Die Signale der beiden Antennen im kreisrunden Hohlleiter (Horizontal und Vertikal) werden zunächst mit einem rauscharmen Verstärker (AMP) verstärkt und über Frequenzfilter (Splitter) in die beiden Frequenzbänder (Low und High) aufgeteilt.
Im unteren Frequenzband werden die Signale anschließend mit einem 9,75 GHz Oszillator gemischt. Für das obere Frequenzband arbeitet ein zweiter Oszillator auf 10,6 GHz. Die daraus resultierenden Zwischenfrequenzen (ZF) werden wieder verstärkt (AMP) und einer Schalt-Matrix zugeführt.
Die Schalt-Matrix verbindet jeweils eine der vier möglichen Zwischenfrequnez-Ebenen Horizontal Low (HL), Horizontal High (HH), Vertikal High (VH) oder Vertikal Low (VL) mit dem Ausgang.
Die Information, welche ZF-Ebene mit dem Ausgang verbunden werden soll, erhält die Schalt-Matrix über die Koax-Anschlussleitung vom SAT-Receiver. Dieser ist entsprechend programmiert und „weiß“, auf welcher Polarisationsebene H oder V und in welchem Frequenzband (Low oder High) bestimmte Sender zu empfangen sind.
Doch damit der LNB die zuvor beschriebenen Aufgaben erfüllen kann, muss er mit Strom versorgt werden. Aus diesem Grund erzeugt der SAT-Receiver eine Gleichspannung und schickt diese über die Antennenleitung (Koaxialkabel) zum LNB.
Sollen vertikal polarisierte Sender im unteren Frequenzband (VL) empfangen werden, regelt der SAT-Receiver die Gleichspannung auf der Antennenleitung auf 14 V. Bei horizontal polarisierten Sendern im unteren Frequenzband erhöht der SAT-Receiver die Spannung auf 18 V.
Die Schaltschwelle zwischen horizontal und vertikal liegt bei 15 V. Somit ist sichergestellt, dass die Schalt-Matrix im LNB immer noch sauber umschaltet, auch wenn die LNB-Spannung durch den Einsatz von Multischaltern oder sonstige Umschalter reduziert wird und deutlich unter 18 V liegt.
Sollen Sender im oberen Frequenzband empfangen werden, wird der Gleichspannung von 14 bzw. 18 V noch ein 22 kHz-Steuersignal hinzugefügt.
Welche unterschiedlichen LNBs gibt es?
Universal Single-LNB
Dieser LNB dient zum Anschluss eines einzigen Receivers. Das LNB empfängt horizontal und vertikal polarisierte Sender im unteren und im oberen Frequenzband. Das oben gezeigte Blockschaltbild entspricht dem Aufbau eines Universal Single-LNBs.
Zwei Receiver an einer SAT-Leitung – das geht überhjaupt nicht
Da die Spannung bzw. die Steuersignale auf der Antennenleitung festlegen, in welchem Frequenzband horizontal oder vertikal polarisierte Programme empfangen werden, macht es nicht wirklich Sinn, mit einem Verteiler zwei Receiver an einem Single LNB zu betreiben.
Wenn eine bestehende Anlage mit einem Single-LNB auf einen zweiten Teilnehmer erweitert werden soll, muss nur das Single-LNB gegen ein Twin-LNB gewechselt werden.
Universal Twin-LNB
Ein Universal Twin-LNB ist im Prinzip aufgebaut wie ein Universal Single-LNB. Der Unterschied liegt lediglich in der Anzahl der Ausgänge. Ein Twin-LNB verfügt über zwei getrennte Ausgänge, bei denen die angeschlossenen Receiver unabhängig voneinander auf die Schalt-Matrix (siehe Bild 3) zugreifen und jeden beliebigen Sender empfangen können.
Universal Quad-LNB
Ein Universal Quad-LNB hat vier Ausgänge, die unabhängig voneinander auf die Schalt-Matrix (siehe Bild 3) zugreifen. Demzufolge können bis zu vier Receiver am LNB angeschlossen werden und jeder Teilnehmer kann unabhängig vom anderen seine individuelle Programmwahl treffen.
Universal Octo-LNB
Bei einem Universal Octo-LNB besitzt acht Ausgänge, die auf die Schalt-Matrix (siehe Bild 3) zugreifen können. Somit bietet dieser LNB ausreichende Anschlussmöglichkeiten, um auch größere Häuser mit vielen Teilnehmern perfekt zu versorgen.
Quattro-LNB
Bei einem Quattro-LNB fehlt die interne Schalt-Matrix (siehe Bild ..). Das bedeutet, dass die vier ZF-Ebenen Horizontal Low (HL), Horizontal High (HH), Vertikal High (VH) oder Vertikal Low (VL) direkt mit den Ausgängen verbunden sind. An die Ausgänge des LNBs muss dann ein externer Multischalter angeschlossen werden, der die Aufgabe der Schalt-Matrix übernimmt. Die Teilnehmer-Anschlussleitungen müssen dann nur noch bis zum Multischalter und nicht mehr bis zum LNB geführt werden. Das ist die ideale Lösung für umfangreiche Gemeinschaftsanlagen, mit mehreren hintereinander angeordneten Multischaltern und einer Vielzahl an Teilnehmern.
Wichtig:
Nicht benötigte Ausgänge des Multischalters (MS) müssen mit einem Abschlusswiderstand versehen werden. Anstelle des Widerstandes kann aber auch eine Koaxialleitung mit einer Sat Anschlussdose verwendet werden.
Monoblock-LNB
Auf der geostationären Bahn sind die Satelliten aufgereiht wie Perlen auf einer Perlenkette. Bei der Ausrichtung des Spiegels wird der Reflektor so eingestellt, dass sich die Signale des gewünschten Satelliten, z.B. Astra genau im LNB-Eingang bündeln (siehe Bild 9 Skizze A).
Der Reflektor wird gleichzeitig aber auch von allen anderen Satelliten angestrahlt. Aufgrund der „schrägen“ Einfallswinkel ergibt sich für jeden Satelliten ein anderer Brennpunkt.
Bei eng nebeneinander stehenden Satelliten(gruppen) wie z.B. Astra auf 19,2° Ost und Hotbird auf 13,0° Ost kann man mit einer feststehenden Antenne und einem Monoblock-LNB beide Satelliten empfangen. Dazu befinden sich im Monoblock-LNB-Gehäuse zwei getrennte LNBs, welche exakt auf die Winkeldifferenz von 6,2° ausgerichtet sind (siehe Bild 9 Skizze B).
Auch die Monoblock-LNBs gibt es in unterschiedlichen Ausführungen für den Anschluss eines oder mehrerer Teilnehmer. Allerdings reichen nun die Umschaltmöglichkeiten von 14/18 V und 0/22 kHz nicht mehr aus, um alle Empfangsbereiche abdecken und zwischen den beiden LNBs umschalten zu können. Aus diesem Grund hat Eutelsat in Zusammenarbeit mit Philips bereits in den 1990er Jahren den DiSEqC-Standard (Digital Satelite Equipment Control) entwickelt. Die DiSEqC-Schaltbefehle werden als digital codierte Datenwörter mit Hilfe des 22 kHz Signals vom Receiver zum LNB oder auch zu einem Multischalter übertragen.
Ein Monoblock-LNB kann nur mit einem SAT-Receiver mit DiSEqC-Control angesteuert werden. Das gezeigte Exemplar bietet die Anschlussmöglichkeit für vier Receiver.
Sollten zwei weit auseinander liegende oder sogar drei oder vier Satelliten mit einer feststehenden Antenne empfangen werden, bieten sich Multifeed-Halter an. Die Halter bestehen im Wesentlichen aus einer Schiene, auf der die LNBs exakt auf die Brennpunkte der jeweiligen Satelliten justiert werden können.
Unicable-LNBs
Bei den bereits erwähnten LNBs erfolgt die Verteilung der SAT-Signale auf die jeweiligen Teilnehmer immer sternförmig vom LNB oder vom Multischalter aus. Doch hin und wieder ist es sehr aufwändig die entsprechenden Kabel zu verlegen. Besonders dann, wenn eine bestehende Kabelanschluss-Verteilung, bei der die Koaxialleitung von einer Anschlussdose zur nächsten verlegt wurde, auf SAT-Empfang umgerüstet werden soll.
Aus diesem Grund wurde das Unicable-Einkabel System nach DIN EN 50494 entwickelt. Ein Unicable LNB (oder auch Unicable Multischalter) stellt eine bestimmte Anzahl Ports zur Verfügung, wobei pro SAT-Receiver ein Port zugewiesen wird. Der Port ist nichts anderes als eine fest zugewiesene Frequenz im Bereich von 950 – 2400 MHz, auf der die vom SAT-Receiver angeforderten Transponderdaten (gewünschtes Programm) übertragen wird. Das funktioniert jedoch nur, wenn auch der SAT-Receiver das Protokoll nach DIN EN 50494 unterstützt. Theoretisch sind bis zu 32 Ports zuweisbar, was in der Praxis jedoch nicht im vollen Umfang genutzt wird.
An den Receivern mit dem kürzesten Weg zum LNB/Multischalter sollten die Ports mit den höchsten Frequenzen eingestellt werden. Dadurch können die Verluste durch die Kabeldämpfung so gering wie möglich gehalten werden.
Was muss beim Austausch eines LNBs beachtet werden?
Bevor ein neuer LNB gegen den vorhandenen LNB ausgetauscht werden kann, sind einige Punkte offen, die unbedingt im Vorfeld geklärt werden sollten. Ansonsten kann es bei der Montage des neuen LNBs unliebsame Überraschungen geben.
Mechanische Passform
LNBs werden im Regelfall mit einer kreisrunden Klammer befestigt, die um das Feedrohr gelegt wird. Die aktuellen LNBs haben einen Feed-Durchmesser von 40 mm. Hin und wieder findet man aber auch noch LNBs mit 23 oder 60 mm. In diesem Fall helfen Adapterringe weiter. Der neue LNB muss so fest sitzen, dass er nicht von Hand verdreht werden kann.
Auswahl des richtigen LNBs
Bei der Auswahl des neuen LNBs ist genau zu klären welches LNB benötigt wird. Dabei ist die Anzahl der Ausgänge nicht das alleinige Entscheidungsmerkmal. Wenn anstelle eines Quad LNBs ein Quattro LNB montiert und direkt mit den Receivern verbunden wird, ist eine Fehlfunktion vorprogrammiert.
Bei vielen LNBs wird ein Rauschmaß in Dezibel (dB) angegeben. Dieser Wert bezeichnet die Güte des internen Verstärkers. Je geringer das Rauschmaß, desto besser ist die Signalqualität. Besonders bei schwierigen Empfangsverhältnissen (Regen- oder Schneewolken) macht sich ein LNB mit geringem Rauschmaß positiv bemerkbar.
Elektrischer Anschluss
LNBs werden über schraubbare F-Stecker angeschlossen. Hier werden die Stecker auf das abisolierte Koaxkabel aufgedreht. Dabei muss peinlichst genau darauf geachtet werden, dass kein Drähtchen des Abschirmgeflechts Kontakt zum Mittelleiter hat. In diesem Fall wäre das ein Kurzschluss der Versorgungsspannung und der LNB kann nicht funktionieren.
Die Stecker sind durch geeignete Maßnahmen vor Feuchtigkeit zu schützen. Zum Teil haben die LNBs versschiebbare Abdeckungen, welche die Anschlussstecker schützen.
Ausrichtung der Antenne
Beim Austausch des LNBs empfiehlt es sich gleich die Ausrichtung der SAT-Antenne mit zu prüfen. Schließen Sie dazu einfach einen SAT-Finder am LNB-Ausgang an. Die vom Receiver oder Multischalter kommende Antennenleitung wird am SAT-Finder angeschlossen.
Wichtig!
Fassen Sie beim Justieren nicht den Reflektorspiegel sondern die Reflektorhalterung an. So vermeiden Sie, dass durch ein Verwinden der Reflektorfläche das Messergebnis verfälscht wird.
1. Bedarf ermitteln
