Astra 2E

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AW: Astra 2E

Guten Abend zusammen,

hier einmal eine Frage an die Experten: wären Satellitenantennen und LNBs denkbar, die besonders hohe Gewinne/Verstärkungen/geringes Rauschen/geringe Kreuzpolarisation im Low Band (das ja unser gemeinsames Sorgenkind hier ist) erbringen? Beispielsweise gibt es ja bereichs- oder gar kanalselektive Antennen im UHF- oder VHF-Bereich.

Vielen Dank für die Antwort im Voraus und auch von mir schon einmal ein frohes Osterfest in die Runde

Grüße

Jochen

 

AW: Astra 2E

Zu den kurzzeitigen Schwankungen im Flankenbereich:
Unter den zahlreichen tropo- und ionosphärischen Effekten erscheint mir die Szintillation noch am plausibelsten als Erklärung zu sein. Das Problem ist, daß alle diese Effekte hauptsächlich im VHF-Bereich auftreten und mit 1/f^2 abnehmen. Trotzdem wird in Arbeiten zum Thema Signaldämpfung durch Regen u.a. die Szintillation immer genannt als Randeffekt zur Erklärung der dabei auch auftretenden Signalschwankungen.

Der Szintillations-Effekt ist auch abhängig von der Elevation des Sats, da geht es also auch um Einfallswinkel.

Aus: Hartl, Philipp: Fernwirktechnik in der Raumfahrt, Springer-Verlag 1977:

4dB, im Kernbereich des Beams wohlbemerkt!

Leider wird hier nicht sauber zwischen Streuung und Beugung getrennt. Spezielle Literatur zur Wellenausbreitung habe ich leider nicht zur Hand.

Im Falle von Beugung ließen sich die Schwankungen im Flankenbereich damit leicht erklären. Je steiler der Flankenverlauf, umso stärker müssen hier die Pegelschwankungen ausfallen.

In allen Artikeln, die ich bisher zu solchen Effekten gelesen habe, ging es ja immer um Empfang im Kernbereich des Sat-Beams. Dort müssen Beugungs- bzw. Streuungseffekte sehr extrem sein, um Auswirkungen über Interferenz mittels Phasenverschiebungen zeigen zu können, weil die Energieflußdichte von der Sendeantenne örtlich praktisch konstant ist. Im Randbereich des Beams reicht einfache Beugung, also örtliche Auslenkung der Wellen nach außerhalb des Beams oder nach innen aus, um starke Schwankungen im Pegel hervorzurufen.

Szintillation scheint ein Effekt auf Ebene der Wellenlängen-Größenordnung von UKW-Wellen zu sein, also "grob" gegenüber der Wellenlänge im Ku-Band. Phasenverschiebungen treten dadurch nur noch ganz marginal auf. Aber es ist doch leicht vorstellbar, daß durch Beugung innerhalb solcher "Linsen" ein gesamtes Wellenbündel in seiner Ausbreitungsrichtung ausgelenkt wird, ähnlich wie man es bei den Licht-Schlieren verursacht durch warme Luftschichten beobachten kann.

Und wir dürfen nie aus dem Auge verlieren, daß wir nur knapp oberhalb der Rauschschwelle bei sehr schwachen Empfangspegeln operieren, wo sich derartige Effekte sicherlich umso stärker bemerkbar machen.

Bisher alles nur eine Idee, reine Spekulation. Hat jemand eine andere Idee?

Es gibt übrigens auch einige Effekte, die tageszeitabhängig sind, nachts oder tags um eine Größenordnung stärkere Dämpfung erzeugen oder ihre Frequenzabhängigkeit nachts gegenüber tags um eine Größenordnung verschieben, von 1GHz auf 10GHz. Sehr interessant, um es eventuell als Nebeneffekte zu betrachten. Wie gesagt, alles nur wenig bedeutend im Ku-Band.

 

AW: Astra 2E

Nochmal zu den Spruengen, ich habe nochmal nachgeschaut, letzten Herbst waren die beim 2F auch da.
Leider sind die Daten von LNB123 nicht hochaufloesend genug um zu erkennen ob die im Sidelobe auch so sichtbar sind.

Mittlerweise sind die bei mir auch komplett verschwunden. Ich vermute einen starken Zusammenhang mit der Eclipse. Das Datum stimmte ja nicht ganz, aber ich denke dies kann damit zusammenhaengen das der Sonnenwind anders als das Licht vom Erdmagnetfeld abgelenkt wird. Wenn die Sonne also dicht an der Erde steht kommt ggf weniger Sonnenwind beim Satelliten an, was eventuell eine Auslenkung zur Folge hat. Wie gesagt, wenn man aus dem Osten bessere Werte haette koennte man sehen ob dies eine Auslenkung oder ein anderer Effekt ist.

 

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@uwsc:
Danke für die Meßwerte. Dann ist die Stauchung meiner Anzeige nach oben hin doch weniger stark als befürchtet. Der Abstand zwischen PE- und Spotbeam ist mittags gar nicht so groß. Hier bei mir sicher etwas mehr als bei Dir. Da sieht man auch mal wieder sehr schön, wie rapide der Beam zum Rand hin abfällt!

@BBCfanBS:
Ja, gibt es.

Das große Sorgenkind auf Antennenebene ist die Ausleuchtung des Spiegels durch das Feedhorn. Die Effektivität der Ausleuchtung erreicht typischerweise nur Werte um 60%, vielleicht auch mal 70%. Je kleiner das f/D des Spiegels, also je tiefer der Spiegel, umso weiter muß das Feedhorn nach außen blicken, um den Rand noch zu sehen. Neben anderen Effekten sind auch die Nebenkeulen des Feedhorns bedeutend, insbesondere auch die Keulen, die nach hinten weisen.

Nebenbei bemerkt, das Ausleucht-Problem ist auch der Grund, warum die Flächenantennen, über die kürzlich hier diskutiert wurde, bei gleicher Antennenfläche so sehr viel besser sind. Da gibt es keine Ausleuchtung.

Es gibt ein Feedhorn, das in diesen Punkten spürbar besser ist als andere: das Potter-Horn. Das nutzt auch höhere Moden der Mikrowellen aus. Die höhere Mode wird innerhalb des Horns schließlich umgewandelt und trägt zusätzlich zum Empfang bei.
Es hat einen relativ kleinen Öffnungswinkel, ist also nur für Antennen mit vergleichsweise großem f/D um 0,6-0,8 herum geeignet, also ideal für Offset-Spiegel. Derart flache PF-Spiegel sind unüblich, weil sie zu sperrig sind, ich habe jedenfalls noch keinen gesehen.

Das Potter-Horn ist außerdem nicht sonderlich breitbandig, es kann nicht das gesamte Ku-Band mit High und Low Band effektiv überstreichen und wird deshalb für den TV-Empfang nicht mehr verwendet. In den ersten 15 Jahren des analogen Empfangs war es aber das non plus ultra. Und es wird auf den Sats benutzt in Feed-Arrays, um spezielle Beams zu formen.

Ich denke, die alten Teile von damals müßten ganz gut für das heutige Low Band funktionieren, auch wenn die untere Frequenzgrenze des Bandes etwas gesenkt wurde.

Eine Kiste voll mit den Dingern hätte ich hier noch herumliegen, da könnte ich Dir mal eins ausleihen.
Meistens ist da ein Ferrit-Polarizer fest eingebaut, den sollte man vielleicht entfernen, weil er ziemlich stark dämpft.

Die Feedhorns mit den Scalar-Ringen für PF-Spiegel ließen sich speziell für das Low Band optimieren, wenn man den Abstand und die Tiefe der Ringe entsprechend vergrößert. Die Ringe (d.h. genauer gesagt die Rillen) dienen aber nur dazu, elektrisch gesehen günstige Verhältnisse zu schaffen für die Überleitung der vom Spiegelrandbereich auf den Rand des Feedhorns auftreffenden Wellen. Das ist vom Prinzip her eine eigentlich recht breitbandige Angelegenheit, dürfte sich also nur wenig auswirken. Mit dem Durchmesser des Hohlleiters an der Feedhornmündung läßt sich die untere Grenzfrequenz einstellen.
Jedenfalls bräuchte man dafür eine Drehbank und sicherlich einen ganzen Tag Zeit.

Bei den LNBs wird es schon schwieriger. Filterung ist möglich, wird auch gemacht, um Spiegelfrequenzempfang zu dämpfen. Die Filter sind in Microstrip-Technik auf der Leiterplatte realisiert, also eher nichts für den Heimlöter. Eine Veränderung der Filter wird auch die Empfindlichkeit nicht steigern, es sei denn, man hat Probleme mit Kreuzmodulation aus dem High Band, wie es zuletzt beim 1N befürchtet wurde.

Die Sonde, die die Hohlleiterwellen in elektrische Spannung umsetzt, könnte man noch für das Low Band optimieren (verlängern) und den Abgleich für den Reflektionsfaktor.

LNBs speziell fürs Low Band gibt es fertig im professionellen Bereich. Die haben dann natürlich den rechteckigen WR75-Hohlleiter-Anschluß und nur eine Polarisationsebene, man braucht also zwei Stück davon und einen OMT. Wäre bestimmt nicht verkehrt als Gesamtkonzept!

 

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@caz: Interessant! Ich denke auch, daß es sehr wahrscheinlich mit der solar eclipse zu tun haben wird, alles andere wäre ja ein großer Zufall.

Bei mir sind die Sprünge auch komplett verschwunden und trotz der aktuell wieder teilweise sehr niedrigen Pegel im Abendtief beobachte ich keinerlei Auffälligkeiten mehr. Der letzte Tag war der mit dem grobem Auf und Ab.

Ich war bzgl. der eclipse bisher immer noch bei thermischen Effekten. Der Einfluß des Erdmagnetfeldes ist da sicherlich deutlich weiterreichend als die der Tropo- und Ionosphäre. Dann würde ja alles sehr gut zusammenpassen.

Über Wechselwirkung mit Plasma wird bei mehreren ionosphärischen Effekten auch geschrieben. Da haben sie im Ku-Band allerdings bestenfalls ganz marginale Bedeutung. Sonnenwind hätte sicherlich eine ganz andere Schichtdicke, allerdings auch eine andere Dichte der geladenen Teilchen. Direkte Wechselwirkung der Wellen geschieht im Ku-Band nur mit den Elektronen. Es gibt auch magnetische Effekte in diesem Zusammenhang.

Wie stellst Du Dir die Auswirkung des Sonnenwindes denn genau vor?

Beugung/Streuung würde sich bei mir im steilen Randbereich wie gesagt stärker bemerkbar machen.

Es ist ja auch interessant, daß der Effekt (die Schwankungen) bei 2E und 2F etwas zeitversetzt über die Tage aufgetreten ist.

Ich glaube, ich hole mir doch mal ein Handbuch über satellite engineering, da sollte sowas doch erwähnt sein?

 

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Langsam wird es hier aber uninteressant. Man kann doch eh nix daran ändern.


Micky

 

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Wie stark war denn in den letzten Tagen tendenziell das Signal gegenüber den bisher bekannten Schwächephasen. Bisher habe ich hier an meinem Standort seit Aufrüstung auf die 150er 24/7 Empfang. Auf welchen Sat habt ihr denn in der Regel eure Schüssel optimiert ? 2E oder 2F ? Das macht bei mir nämlich durchaus 0,5 db SNR aus.

 

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Ich zitiere aus "Satellite Communications Systems: Systems, Techniques and Technology" von Maral, Gerard & Bousquet , Michel

Weiterhin ist laut diesem Buch der Drehmoment der durch den Strahlungsdruck erzeugt wird mit 5x10^-6 am groessten.

Und nochmal aus dem Kapitel ueber Attitude control:

Ich kann das Buch nur waermstens empfehlen.

 

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Die letzten 2 Tage ist es eher wieder schlechter geworden. Wir sind jetzt noch so ca 1-2db vom Minimum entfernt, abends verliere ich auf dem 2F aber schon den Lock.
Da 2F abends so schwach war das eh nix zu holen war habe ich auf 2E optimiert, damit dieser wenigstens sicher zu empfangen ist.

 

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Ok besten Dank CAZ, dann kommt der Beam bei mir doch etwsd günstiger an. Gestern abend hatte ich im Tief noch ca. 7,7 db auf den 2F Transpondern
Also auch Scot HD auf 11032 oder ITV HD lief durch. Mit noch 2 db weniger kann ich das natürlich vergrssen. Gemessen mit der Solo2