DE4404978C2 - Antennenanordnung für Satellitenempfang und Verfahren zur Übermittlung von Steuersignalen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Übermittlung von Steuersignalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Die Einstellung einer Antenne für den Empfang von Satelliten- Programmen gestaltet sich mit der Zunahme der Zahl der Programme und Satelliten zunehmend schwieriger. Durch die Aufnahme des Sendebetriebes im 12-GHz-Bereich neben dem 11- GHz-Bereich wird ein weiterer Einstellvorgang erforderlich, der die Einstellung weiter kompliziert. Bisher erfolgt die Einstellung der Antennenposition mittels einer externen Steuereinheit, die jeweils bei Programmumschaltung zur Einstellung der optimalen Antennenposition betätigt werden muß und die Motorverstellung über ein mehradriges Steuerkabel bewirkt, wobei zur Regelung des Verstellweges in der Regel impulsgebende Reed-Kontakte vorgesehen sind, deren an die Steuereinheit abgegebene Impulse als Maß für den Verstellweg dienen. Die Einstellung der Antenne ist zum einen umständlich, zum anderen sind zwei Kabel von der Antenne in den Bereich des Empfängers zu führen, nämlich eines zur Übertragung der Empfangssignale und eines zur Steuerung des Motors.

Zur Vereinfachung ist in der DE-OS P 43 28 842 eine Antennenanordnung für den Satellitenempfang beschrieben, mit deren Hilfe die Einstellung der Empfangsanlage dadurch wesentlich vereinfacht wird, daß zu ihrer Einstellung anstelle der Einzelausrichtung des Antennenreflektors lediglich eine lineare Verstellung eines entsprechend augebildeten Empfangs- Konverters erforderlich ist.

Für automatischen TV-Sat-Empfang, bei dem die Antennenposition automatisch bei Programmwechsel eingestellt wird, sind in dem Artikel "Satelliten-TV: Komfort nur gegen Aufpreis" (in Funkschau 5/1988, S. 30-32) zwei Lösungen für die Anordnung von Empfänger und Steuereinheit beschrieben, nämlich zum einen der Steuer-Receiver, bei dem Empfänger und Steuereinheit in einem Gehäuse untergebracht sind, und zum anderen die Bausteinanlage aus zwei Einzelgeräten, bei der bei Einknopfbedienung bei Auswahl eines neuen Programms (Sendefrequenz) automatisch die gespeicherten Werte aus dem Steuergerät abgerufen werden. Bausteinanlagen ergeben sich oft aus einer Nachrüstung bei vorhandenem, geeignetem Empfänger. Bei Bausteinanlagen mit Einknopfbedienung ist jedoch ein zusätzliches Kabel zwischen Empfänger und Steuereinheit erforderlich, was zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Aus der G 93 06 071.8 ist eine Satellitenempfangsantenne, die einen Antennenreflektor mit einem von einem Stellmotor betätigten auf dem Läufer eines Spindeltriebes angeordneten Empfangskonverter und einer mit dem Empfangskonverter und einem Wiedergabegerät über ein Koxialkabel verbundenen Empfangssteuereinheit bekannt, bei der die Positionierung des Empfangskonverters durch elektronische Steuerung mit Hilfe der vorhandenen Skew-Funktion des Satellitenreceivers über das Koaxialkabel zwischen Satellitenreceiver und Empfangskonverters erfolgt. Diese Art der Steuerung ermöglicht zwar die elektronische Einstellung der Position des Empfangskonverters, jedoch könnte die Position nur mit speziellen, mit geeignetem Speicher und geeigneter Elektronik für die Position des Empfangskonverters versehenen Wiedergabegeräten bzw. Satellitenreceivern automatisch eingestellt werden.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übermittlung von Aktuatorsteuersignalen an Satellitenantennenanordungen ist schon länger, z. B. aus der EP 0314930, bekannt, bei dem bzw. der zur Vermeidung von Kabelverbindungen über das Koaxialkabel zwischen Empfangskonverter und Empfänger hinaus ein Typ von Aktuatoren über die (Frequenz-)Modulation der Spannungsversorgung des Empfangskonverters mit einer im Hinblick auf die Empfindlichkeit der Empfangskonverterelektronik auf Schwankungen in der Spannungsversorgung kleinen Amplitude gesteuert wird. Insbesondere ist die Anwendung dieses Verfahrens zur Einstellung der Polarisationsebene beschrieben. Es wird jedoch vorausgesetzt, daß der Empfangskopf eine Schaltung zur Stabilisierung der Eingangsversorgungsspannung aufweist. Darüber hinaus erfolgt die Ausrichtung manuell über die Bedienung von Tasten an einer Modulationseinheit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Positionierung einer Satellitenantenne bei Programmwechsel vorzusehen, das keine zusätzlichen Kabel für die Steuerung und keine zusätzlichen Schaltungen im Satellitenreceiver erfordert.

Die Aufgabe eine Vorrichtung bereitzustellen, wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Aufgabe ein Verfahren anzugeben, wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3.

Die erfindungsgemäße Antennenanordnung erlaubt eine automatische Einstellung der gesamten Empfangsanlage auf die jeweils optimalen Empfangsbedingungen in Abhängigkeit von dem angewählten Programm. Weiterhin kann sie als Nachrüsteinrichtung durch die Nutzung vorhandener Einrichtungen am Empfänger ohne großen Aufwand eingesetzt werden.

Die zweifache Verwendung des Dauersignals, nämlich zur Sendebereichseinstellung und zur Übermittlung der Signale zur Positionierung der Antenne, erlaubt es, die Empfangssteuereinrichtung ohne zusätzliche Kabel nahe der Antenne anzubringen. Dadurch wird es möglich, ohne zusätzlichen Speicher und ohne Zusatzelektronik in dem Wiedergabegerät bzw. Satellitenreceiver allein über diesen die automatische Positionierung der Antenne einfach durch Programmwahl zu steuern.

Die Abspeicherung der Satellitenpositionen in einer Empfangssteuereinheit direkt am Motor erlaubt darüber hinaus die Vorprogrammierung der Position von Satelliten schon im Werk, was die Justierung der Antenne für den Installateur erheblich vereinfacht. Bei Austausch des Satellitenreceivers ist eine aufwendige Neuprogrammierung der Positionen des Empfangskonverters nicht notwendig.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Unteranspruchs 2 gegeben.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Unteranspruchs 4 gegeben.

Weitere Einzelheiten der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die schematische Ansicht einer Antennenanordnung für den Satellitenempfang

Fig. 2 das Blockschaltbild der Empfangselektronik der in Fig. 1 wiedergegebenen Antenne

Fig. 3 einen Schnitt nach A-A durch Fig. 1 und

Fig. 4 eine Sicht auf die skalierte Kontaktstrecke der Einstelleinrichtung.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Antennenanordnung für Satel­ litenempfang besteht aus einem von einem Stellmotor 1 betätigten, auf dem Läufer 3 eines Spindeltriebes angeordneten, mit dem Wiedergabegerät 7 einerseits und dem Antennenreflektor (nicht dargestellt) andererseits verbundenen Empfangs-Konverter (LNB) 6.

Zwischen dem Empfangs-Konverter 6 und dem Wiedergabegerät 7 ist eine als Ganzes mit 4 bezeichnete Empfangs-Steuereinheit angeordnet, die ein Speicherglied 5 zur Speicherung der verschiedenen, jeweils einer Sendefrequenz zugeordneten Positionen des Empfangskonverters 6, einen Istwert-Aufnehmer bzw. -Geber 14 und eine Auswertelektronik 8 enthält und ausgangsseitig mit einem Regler 1a für den Stellmotor 1 und eingangsseitig mit einem bei jeder Programmwahl ein Steuersignal abge­ benden Generator 9 verbunden ist. Ein solcher Generator kann als eigenes Bauteil in der Empfangssteuereinheit vorgesehen werden, es wird hierzu jedoch zweckmäßig ein anderweitig in der Empfangsanlage vorhan­ dener Generator, beispielsweise ein in neueren Wiedergabegeräten (7) enthaltener 22 kHz-Generator (9) eingesetzt, mit dessen Hilfe die Umschaltung von dem Sendebereich 11 GHz auf 12 GHz erfolgt, wobei bei Signal-Abschaltung der 11 GHz-Bereich und bei Signal-Zuschaltung der 12 GHz-Bereich eingeschaltet sind. Die - gegebenenfalls auch mehrfache - kurzzeitige, d. h. nur wenige Millisekunden betragende Signal-Unter­ brechung bei 12 GHz-Betrieb bzw. entsprechend ein- oder mehrfache - kurzzeitige Abgabe des Signals bei 11 GHz-Betrieb zum Zwecke der Positionierung des Konverters mit Hilfe Empfangs-Steuereinheit verur­ sacht keinerlei am Wiedergabegerät feststellbare Rückwirkungen oder gar Nachteile in Bezug auf den Programm-Empfang.

Die erfindungsgemäße Einstelleinrichtung für Satelliten-Antennen arbeitet wie folgt.

Bei Installation der Anlage erfolgt zunächst ihre Initialisierung. Zu diesem Zweck wird die Empfangs-Steuereinheit 6 von Hand nacheinander auf jeweils die für jeden erreichbaren bzw. gewünschten Sender optimale Position ausgerichtet und die Position durch Betätigung der hierfür am Wiedergabegerät 7 vorgesehenen (Memory)-Taste im Speicher 5 abge­ speichert. Die Vorbereitungen für die selbsttätig automatische Anten­ neneinstellung sind damit abgeschlossen.

Im regelmäßigen Betrieb bewirkt jede Programm-Umschaltung durch den Benutzer des Wiedergabe-Gerätes 7 die Abgabe bzw. den Abruf eines Sig­ nals von dem Generator 9, beispielsweise einem serienmäßig in dem Wiedergabegerät enthaltenen 22 kHz-Generator, das über einen Verstärker der Auswertelektronik zugeführt wird und dort eine Steuersequenz aus­ löst, die zunächst vermittels des Istwert-Aufnehmers 14 die Ist-Po­ sition des Empfangs-Konverters 6 sowie von dem Speicher 5 die zuge­ hörige Soll-Position abruft und nach deren Vergleich erforderli­ chenfalls die Regelbefehle an den Motorregler 1a abgibt, durch die vermittels des Motors 1 die Position des Empfangs-Konverters 6 auf die vorgegebene Soll-Stellung nachgeregelt wird. Die Auslösung der Steuer­ sequenz kann einmal oder mehrmals, etwa drei- bis viermal erfolgen, um für den Fall, daß eine Steuersequenz nicht oder unrichtig übertragen wird, die Sollwert-Positionierung des Empfangs-Konverters sicherzustel­ len. Eine Rückwirkung auf die Empfangsleistung oder Empfangsqualität ist durch die nur wenige Millisekunden dauernde Unterbrechung des Signals nicht zu befürchten. In der Zeichnung ist der Motorregler 1a als ein in das Empfangs-Steuergerät integriertes Bauelement dar­ gestellt, es kann jedoch auch in diesem Falle ein möglicherweise anderweitig vorhandener Motorregler mit eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in Verbindung mit den bekann­ ten und üblichen Inkremental-Gebern eingesetzt werden. Zur Vermeidung der bei Einsatz dieser Elemente auftretenden Nachteile erfolgt jedoch vorteilhaft die Istwert-Aufnahme und Istwert-Einstellung zweckmäßig durch Echtwegerfassung und direkte nicht auf einen Nullpunkt bezogene Positionierung mittels der - siehe auch die Fig. 3 und 4 - in der Spin­ delmutter 10 des Läufers 3 geführten Spindel 2, wobei im Spindelgehäuse 11 eine Platine 16 mit Skalierung aus zwei parallelen, mit der Steuerschaltung 8 verbundene Kontaktreihen mit einer beliebigen Zahl von in regelmäßigem Abstand angeordneten Kontaktpaaren 12, 13 und am Läufer 3 bzw. der Spindelmutter ein Doppelkontakt-Federplättchen 15 vorgesehen sind, mit dessen Hilfe proportional zum Verstellweg des Läufers 3 jeweils fortschreitend eines der Kontaktpaare 12, 13 als Maß für die aktuelle Stellung des Läufers kurz geschlossen und ein entspre­ chendes Meßsignal als Ist-Wert in die Steuerschaltung 14, 8 zu­ rückgeführt wird. Es erfolgt auf diese Weise eine unmittelbare und von einer voreinzustellenden Null-Stellung unabhängige Erfassung und Kon­ trolle der jeweiligen Position des Empfangskonverters, so daß Fehlein­ stellungen praktisch ausgeschlossen sind.

Claims (4)

1. Antennenanordnung für Satellitenempfang, enthaltend einen Antennenreflektor mit einem von einem Stellmotor (1) betätigten, auf dem Läufer (3) eines Spindeltriebes (2, 3) angeordneten Empfangskonverter (6), und einer mit dem Empfangskonverter (6) und einem Wiedergabegerät (7) über ein Koaxialkabel verbundenen Empfangssteuereinheit (4) mit einem Speicher zur Speicherung der verschiedenen, jeweils einer Sendefrequenz zugeordneten Positionen des Empfangskonverters und mit einem Istwertaufnehmer zur Aufnahme der Position des Empfangskonverters, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (5) und der Istwertaufnehmer (14) in der Empfangssteuereinheit (4) angeordnet sind, die die Signale vom Empfangskonverter an das Wiedergabegerät weiterleitet und die eine mit dem Speicher (5), dem Istwertaufnehmer (14), einem Regler (1a) zur Steuerung des Stellmotors (1) und dem Koaxialkabel verbundene Auswerteelektronik (8) enthält, und daß die Empfangssteuereinheit (4) bei Programmumschaltung von dem Wiedergabegerät (7), das einen Generator (9) zur Erzeugung von Dauersignalen zur Umschaltung des Sendebereichs enthält, über das Koaxialkabel gesendete Signale, die in einem oder mehrfachen kurzzeitigen Unterbrechen des eingeschalteten Dauersignals bzw. Abrufen des Dauersignals, wenn es abgeschaltet ist, bestehen, empfängt, und daß entsprechend diesen Signalen von der Auswerteeinheit (8) die Ist-Position des Empfangskonverters abgerufen, die dem Programm entsprechende Sollposition aus dem Speicher (5) gelesen, Ist- und Sollwert verglichen und je nach Abweichung der Motor (1) über den Regler (1a) so angesteuert wird, daß der Empfangskonverter die Sollposition erreicht.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Spindelgehäuse des Spindeltriebes eine Skalierung aus zwei parallelen, mit der Steuerschaltung (9) verbundenen Kontaktreihen mit einer beliebigen Zahl von in regelmäßigem Abstand angeordneten Kontaktpaaren (12, 13) und am Läufer (3) des Spindeltriebes (2, 3) ein Doppelkontakt-Federplättchen (15) vorgesehen sind, mit dessen Hilfe proportional zum Verstellweg des Läufers (3) jeweils fortschreitend eines der Kontaktpaare (12, 13) als Maß für die aktuelle Stellung des Läufers kurz geschlossen und ein entsprechendes Meßsignal als Ist-Wert in die Steuerschaltung zurückgeführt wird.

3. Verfahren zur Übermittlung von Steuersignalen von einem Wiedergabegerät (7) mit einem der Erzeugung eines den Sendebereich bestimmenden Dauersignals für einen Empfangskonverter (6) dienenden Generator (9) an eine Empfangssteuereinheit (4) über ein Koxialkabel zur Übermittlung der Empfangssignale und der Sendebereichssteuersignale, dadurch gekennzeichnet, daß bei Programmumschaltung von dem Wiedergabegerät das Dauersignal zur Bestimmung des Sendebereichs gemäß einer Steuersequenz kurzzeitig ein- oder mehrmals unterbrochen wird, wenn es im eingeschalteten Zustand ist, bzw. angeschaltet wird, wenn es in einem ausgeschalteten Zustand ist, und daß die Empfangssteuereinheit (4) diese Signale zur Steuerung der Antenne empfängt und den Empfangskonverter (6) auf die gewünschte Position einstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Position durch Abfragen der Ist- Position des Empfangskonverters (6), Auslesen einer Soll- Position aus dem Speicher und Regelung des Motors (1) entsprechend der Abweichung zwischen Soll- und Ist- Position erfolgt.