Rauscharmer Signalumsetzer

Als LNB (Low Noise Block Converter) wird das entscheidende elektronische Bauteil einer Satellitenantenne bezeichnet. Es wird im Brennpunkt einer Parabolantenne montiert.

Aufbau und Funktion

Das LNB erfüllt die folgenden Aufgaben beim Satellitenempfang:

1. Es bündelt die hochfrequenten Mikrowellen von Satelliten im Öffnungswinkel des Parabolspiegels und schirmt die innen liegende eigentliche Empfangsantenne gegen Fremdeinstrahlung von anderen Quellen ab. Dieses Bauteil wird auch als Feedhorn bezeichnet und besteht im Wesentlichen aus einem metallischen Zylinder oder Konus. Das zur Schüssel zeigende Ende ist offen (für Elektromagnetische Wellen, eine Schutzkappe aus Kunststoff verhindert jedoch üblicherweise dass Staub oder Wasser eindringen) und lässt die Wellen eintreten. Am anderen Ende befinden sich die Erreger der Antennenkonstruktion.
2. Es trennt die Polarisationsebenen der einfallenden Wellen (horizontale oder vertikale Polarisation). Während dies in der Anfangszeit des Satellitenempfangs durch mechanische Drehvorrichtungen oder Blenden erreicht wurde, gibt es dafür heute (seit den 1980er Jahren) meist getrennte Empfangskreise mit entsprechend angeordneten Dipolantennen.
3. Es verstärkt die aufgefangenen Signale und setzt die Frequenz auf die so genannte Zwischenfrequenz (ZF) etwa um den Faktor 10 herab. Dies ist notwendig um das empfangene Signal problemlos an den Satelliten-Receiver mit normalem Koaxialkabel weiterleiten zu können. Hochfrequenztechnisch wird die Umsetzung erreicht, indem das Empfangssignal mit einer lokalen Oszillatorfrequenz (LO) multipliziert wird (typisch: 9,75 GHz bei Analog- und 10,6 GHz bei Digitalempfang). Durch ferngesteuerte Umschaltung dieser Frequenz können beim so genannten Universal-LNB verschiedene Satelliten-Frequenzbänder auf den gleichen ZF-Bereich abgebildet und so praktisch zwischen Analog- und Digitalbetrieb gewechselt werden.

Die Stromversorgung des LNB geschieht über das Antennenkabel mittels Phantomspeisung. Der seit den 1990er Jahren gebräuchliche Standard ermöglicht eine Auswahl der Polarisationsebene über die Höhe der Versorgungsspannung (14 Volt vertikal, 18 Volt horizontal). Beim Universal-LNB kann mit einer überlagerten Tonfrequenz (22 kHz) zusätzlich das obere Satellitenband für Digitalempfang ausgewählt werden.

Die gesamte Funktionseinheit wird oft in ein gemeinsames Wetterschutzgehäuse integriert. Neben dem Schutz vor Feuchtigkeit, Staub und Temperatureinflüssen muss dieses gewährleisten, dass im Bereich des Welleneintrittsfensters auch außen keine Verunreinigungen oder Wasser (ggf. auch als Schnee oder Eis) anhaften können.

Ursprung der Bezeichnung

Die Bezeichnung "Block Converter" verdeutlicht, dass jeweils ein ganzer Frequenzbereich (ein Block) umgesetzt wird. Bei vollständiger Integration der Komponenten spricht man gelegentlich auch vom LNF (Low Noise Feedhorn) oder LNBF (Low Noise Block Feedhorn). Dagegen kann ein sogenannter LNC (Low Noise Converter) nur einen begrenzten Bereich oder gar nur einen Kanal umsetzen. Die Abkürzungen werden aber in der Praxis häufig synonym gebraucht. Ein niedriges Rauschmass (engl. noise floor) ist zwar ein wichtiges Qualitätsmerkmal (typisch in 2004 sind etwa 0,6 dB. 0,3 dB gelten als sehr gut) dieses Bauteils, "Low Noise" als Namensbestandteil ist aber recht eigenartig. In den Anfangszeiten des Satellitenempfangs (und für Spezialanwendungen auch noch heute) wurde die Hochfrequenz vom Satelliten nur vestärkt und ohne Umsetzung auf eine ZF zum Empfänger geleitet. Dabei war ein geringes Rauschmass besonders kritisch und die entsprechenden Verstärker wurden LNA (Low Noise Amplifier) genannt.

Bauformen

Bis vor einigen Jahren gab es LNB nur für das heute so bezeichnete Low-Band (10,7 - 11,8 GHz). Mit Aufkommen der digitalen Technik wurde zusätzlich das so genannte High-Band ( 11,7 - 12, 75 GHz) genutzt. LNB, die beide Frequenzbereiche empfangen können, wurden dann als Universal-LNB bezeichnet. Unterschieden werden die LNB nach Anzahl der Ausgänge:

• Single- oder Einzel-LNB mit einem Ausgang zum Anschluss von einem Receiver. Die entsprechende Umschaltvorrichtung (Multiswitch) ist dabei üblicherweise integriert.

• Twin- oder Doppel-LNB mit zwei unabhängigen Ausgängen zum Anschluss von zwei Receivern. Die entsprechende Umschaltvorrichtung (Multiswitch) ist dabei üblicherweise integriert.

• Quad- oder Quattro-Switch-LNB mit 4 unabhängigen Anschlüssen zum Anschluß von 4 Receivern. Die entsprechende Umschaltvorrichtung (Multiswitch) ist dabei üblicherweise integriert.

• Quattro-LNB mit 4 verschiedenen Anschlüssen. Bei dieser Variante ohne eingebauten Multiswitch werden horizontal und vertikal polarisierte Signale jeweils getrennt für Low-Band (analog) und High-Band (digital) herausgeführt. Über einen nachgeschalteten Multiswitch kann dann eine Verteilung an nahezu beliebig viele Satelliten-Receiver erfolgen (bis zu einigen hundert).

• Octo- oder Achtfach-LNB mit 8 unabhängigen Anschlüssen zum Anschluß von 8 Receivern. Die entsprechende Umschaltvorrichtung (Multiswitch) ist dabei üblicherweise integriert.

Eine einheitliche Bezeichnung hat sich für die beiden 4-fach-Typen leider nicht durchgesetzt, was zu Mißverständnissen führen kann.