DE3788328T2 - Anordnung zum Ausrichten einer Satellitenbodenantenne. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einstellen der Ausrichtung einer Antenne, die in einer Bodenstation installiert ist.
• Parallel zu den Fortschritten in der Satellitenkommunikation werden zunehmend kleine und preisgünstige Bodenstationen verwendet. Diese Art Bodenstation besteht im allgemeinen aus einer mit einer terrestrischen Leitung oder einem terrestrischen Endgerät verbundenen Inneneinheit, einer Antenne, deren Ausrichtung manuell einstellbar ist, einer in der Nähe der Antenne angeordneten Außeneinheit und einem Kabel zum Herstellen der Verbindung zwischen der Innen- und der Außeneinheit. Die Inneneinheit ist mit einem Demodulator versehen. An den Demodulator ist ein Spektrumanalysator angeschlossen. Bei einer solchen bekannten Bodenstation ist die Ausrichtung der Antenne manuell einstellbar. Insbesondere wird der Pegel eines Empfangssignals, das über die Antenne ankommt und über die Außeneinheit und das Kabel zum Demodulator der Inneneinheit geführt wird, unter Verwendung des Spektrumanalysators bestätigt. Bei dieser Verfahrensweise besteht jedoch ein Problem darin, daß die Einstellung nicht vorgenommen werden kann, ohne daß zwei Personen beteiligt sind, d. h., eine Person zum manuellen Ändern der Ausrichtung der Außenantenne und die zweite zum Überwachen des Pegels eines Empfangssignals, der am Spektrumanalysator erscheint.
• Die JP-A-60/119 beschreibt eine Anordnung zum Ausrichten einer Antenne gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Mit dieser Anordnung ist eine Einstellung nur auf relativ komplizierte Weise möglich.
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine Person ohne fremde Hilfe eine Satellitenbodenantenne optimal ausrichten kann.
• Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
• Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher hervor. Es zeigen
• Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Bodenstation, in der eine bekannte Anordnung zum Einstellen der Antennenausrichtung installiert ist;
• Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Bodenstation, die mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Einstellen der Antennenausrichtung versehen ist;
• Fig. 3 ein Blockschaltbild zum näheren Darstellen eines in Fig. 2 gezeigten Demodulators; und
• Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Steuerung, die ebenfalls in Fig. 2 gezeigt ist.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend kurz auf eine bekannte Anordnung zum Ausrichten einer Satellitenbodenantenne gemäß Fig. 1 Bezug genommen. Gemäß der Darstellung besteht eine bekannte Mini-Bodenstation, allgemein durch 10 bezeichnet, aus einer Inneneinheit 14, die mit einer Erdschaltung 12 verbunden ist, einer Antenne 16 mit einer Reflektorfläche 16a, deren Ausrichtung manuell verändert werden kann, und einer Außeneinheit 18, die in der Nähe der Antenne 16 angeordnet und mit der Inneneinheit 14 durch ein Kabel 20 verbunden ist. Im wesentlichen weist die Inneneinheit 14 einen Modulator 22, einen Demodulator 24, eine Schnittstelle 26, eine Steuerung 28 und einen Duplexer (Sende-Empfangsweiche) 30 auf. Andererseits weist die Außeneinheit im wesentlichen einen Duplexer 32, einen Leistungsverstärker 34, einen rauscharmen Verstärker 36 und einen Duplexer 38 auf.
• Zunächst wird kurz der allgemeine Betrieb der Bodenstation 10 beschrieben. Ein über die Erdschleife 12 übertragenes Datensignal wird über die Schnittstelle 26 am Modulator 22 angelegt. Die Ausgabe des Modulators 22, die einer vorbestimmten Modulation unterzogen wurde, wird als Sendesignal zur Antenne 16 über den Duplexer 30, das Kabel 20, den Duplexer 32, den Leistungsverstärker 34 und den Duplexer 38 geführt. Die Hauptfunktion der Steuerung 28 besteht darin, den Modulator 22 zu veranlassen, seinen Betrieb über einen vorbestimmten Zeitraum fortzusetzen, damit das Sendesignal zu einem Burstsignal werden kann, und ein Sendezeitsteuersignal zum Leistungsverstärker 34 zu führen. Ein über die Antenne 16 ankommendes Empfangssignal wird zur Erdschleife 12 über den Duplexer 38, den rauscharmen Verstärker 36, den Duplexer 32, das Kabel 20, den Duplexer 30, den Demodulator 24 und die Schnittstelle 26 geführt. Zu beachten ist, daß der Demodulator 24 mit einer automatischen Verstärkungsregelung versehen ist.
• Bei der bekannten Bodenstation 10 erfolgt das Ausrichten der Antenne 16 mit einem Spektrumanalysator 40 gemäß Fig. 1. Insbesondere wird die Ausrichtung der Antenne 16 eingestellt, während der Pegel eines Eingabesignals zum Demodulator 24 kontrolliert wird, d. h., ein am Spektrumanalysator 40 erscheinender Empfangspegel.
• Im allgemeinen sind die Inneneinheit 14 und die Außeneinheit 18 bzw. der Spektrumanalysator 40 und die Antenne 16 relativ weit entfernt voneinander angeordnet. Daher bedient zum Ausrichten der Antenne 16 eine Person A die Außeneinheit 18, um die Ausrichtung der Antenne 16 zu ändern, während gleichzeitig eine Person B die Inneneinheit 14 bedient, um den Empfangspegel am Spektrumanalysator 40 zu überwachen. Die Person B kommuniziert mit der Person A über eine Gegensprechanlage o. ä., damit die Antenne 16 in eine optimale Ausrichtung bewegt wird oder um die Person A über die optimale Ausrichtung der Antenne 16 zu informieren. Anders ausgedrückt, kann das bekannte Einstellen der Antennenausrichtung nicht erfolgen, ohne daß zwei Personen beteiligt sein müssen.
• Gemäß Fig. 2 wird eine Bodenstation, in der eine erfindungsgemaße Anordnung zum Ausrichten einer Antenne installiert ist, allgemein durch die Bezugszahl 50 bezeichnet. In Fig. 2 sind gleiche oder ähnliche Bauelemente wie in Fig. 1 durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben. Gemäß Fig. 2 ist in dieser besonderen Ausführungsform ein Sender 54 über einen Anschluß 52 abnehmbar an einer Inneneinheit 14A angebracht. Gleichermaßen ist ein Empfänger 58 über einen Anschluß 56 abnehmbar an der Außeneinheit 18A angeschlossen.
• Im einzelnen weist der Sender 54 hauptsächlich eine Schnittstelle 540 und einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 542 auf, der als Wandlereinrichtung dient. Der Sender 54 ist durch den Anschluß 52 mit einem Demodulator 24 verbunden. Da, wie zuvor angegeben, der Demodulator 24 eine automatische Verstärkungsregelung aufweist, wird durch den A/D-Wandler 542 ein automatisch verstärkungsgeregeltes Spannungssignal in digitaler Form über die Schnittstelle 540 geführt und anschließend über den Anschluß 52 an einer Steuerung 28A angelegt.
• Fig. 3 zeigt einen besonderen Aufbau des Demodulators 24. Gemäß der Darstellung wird ein Empfangssignal 240, das durch einen Duplexer 30 abgegeben wird, durch einen Frequenzwandler 242 auf eine gewünschte Frequenz demoduliert und anschließend über eine automatische Verstärkungsregelung (AGC) 244 an einem Demodulator 246 angelegt. Ein automatisch verstärkungsgeregeltes Spannungssignal (AGC-Signal) 248 wird vom Demodulator 246 zur AGC 244 und gleichzeitig zum Anschluß 52 geführt. Die Ausgaben 250 und 252 des Demodulators 24 werden zu einer Schnittstelle 26 geführt.
• In dieser Ausführungsform führt die Steuerung 28A, abgesehen von der Übermittlung eines Sendezeitsteuersignals zu einem Leistungsverstärker 34 und anderen zuvor im Zusammenhang mit der Steuerung 28 genannten Funktionen, vorbestimmte Operationen als Steuereinrichtung und verschiedene Steuerfunktionen aus, die sich aus der Verwendung des Anschlusses 52 ableiten. Insbesondere empfängt die Steuerung 28A das Digitalsignal vom Sender 54 und wandelt es in das vorstehend erwähnte Steuersignal um, das anschließend zu einem Duplexer 32 der Außeneinheit 18A über einen Duplexer 30 und ein Kabel 20 geführt wird. Da dieses Steuersignal das gleiche Format wie das durch die Sendesteuerung beeinflußte Signal hat, wird es parallel zum Leistungsverstärker 34 und Empfänger 58 geführt. Stellt die Steuerung 28A fest, daß der Sender 54 an der Inneneinheit 14A angeschlossen wurde, verhindert sie die Leistungsabstrahlung über die Antenne 16 während des Einstellens der Antenne 16 auch dann, wenn der Leistungsverstärker 34 auf das Steuersignal durch eine gewöhnliche Burstsignalübertragung reagiert. Zu diesem Zweck kann die Steuerung 28A so aufgebaut sein, daß sie eine Datensignaleingabe von der Schnittstelle 26 ignoriert und entscheidet, daß diese durch einen Fehlbetrieb o. ä. verursacht wurde, oder daß sie eine Ausgabe des Demodulators 24 während des Einstellens der Antenne 16 sperrt. Ferner führt die Steuerung 28A verschiedene Steuerfunktionen aus, die beim Belasten des Anschlusses 52, also während der Antenneneinstellung, notwendig sind.
• Fig. 4 zeigt einen besonderen Aufbau der Steuerung 28A. Gemäß der Darstellung wird ein Burststeuersignal 280 von der Schnittstelle 26 an UND-Gattern 282 und 284 angelegt, deren Ausgaben mit einer Sendezeitsteuerung 286 gekoppelt sind. Die Sendezeitsteuerung 286 führt ein Steuersignal 288 zum Modulator 22 und ein Steuersignal 290 zu einem ODER-Gatter 292. Die Ausgabe des ODER-Gatters 292 wird an einem Amplitudenmodulator 294 angelegt. Am Amplitudenmodulator 294 wird ebenfalls ein Ausgabesignal eines Oszillators 296 angelegt. Der Amplitudenmodulator 294 erzeugt seinerseits ein amplitudenmoduliertes Signal 298. Insbesondere erscheint die Ausgabe 298 des Amplitudenmodulators 294, wenn die Ausgabe des ODER-Gatters 292 ein Signal BURST EIN ist, während sie nicht erscheint, wenn letztere ein Signal BURST AUS ist. In einem üblichen Betriebszustand hat ferner ein von der Schnittstelle 26 zugeführtes Burststeuersperrsignal 300 einen Hochpegel, während gleichzeitig ein Digitalsignal 302 vom Sender 54 einen Tiefpegel hat. Beim Anbringen des Senders 54 an der Inneneinheit 14A nimmt das Burststeuersperrsignal 300 einen Tiefpegel an, um das Burststeuersignal 280 zu sperren, was dazu führt, daß die Steuersignale 280 und 290 Signale BURST AUS werden. Wird in diesem Zustand das Digitalsignal 302 vom Sender 54 angelegt, entspricht die Ausgabe des ODER-Gatters 292 einem normalen Burststeuersignal; außerdem wird die Ausgabe des Amplitudenmodulators 294 ein amplitudenmoduliertes Signal.
• Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2 weist der Empfänger 58 im wesentlichen einen Puffer 580, einen Digital-Analog- Wandler (D/A-Wandler) 582 und eine Anzeige 584 auf. Da das im zuvor erwähnten Steuersignal enthaltene Digitalsignal seriell ist, dient der Puffer 580 als seriell-Parallel-Wandler zum Umwandeln des bitseriellen Signals in ein bitparalleles Signal. Dieses bitparallele Signal wird im Puffer 580 für eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten. Durch den D/A-Wandler 582 wird das bitparallele Digitalsignal in ein Analogsignal umgewandelt, so daß der Wert des ursprünglichen AGC-Spannungssignals an der Anzeige 584 angelegt wird. Als Reaktion darauf zeigt die Anzeige 584, z. B. durch Zeigerbewegung, einen Empfangspegel an, der dem Wert des AGC-Eingabesignals entspricht. Dadurch kann eine Person ohne fremde Hilfe die Ausrichtung der Antenne 16 ändern, bis der an der Anzeige 584 erscheinende Empfangspegel maximal wird.
• Zusammenfassend dürfte ersichtlich sein, daß die Erfindung eine Anordnung zum Ausrichten einer Satellitenbodenantenne vorsieht, mit der das Einstellen der Antennenausrichtung durch eine Person ohne fremde Hilfe verwirklicht wird. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein Demodulator einer Inneneinheit eine automatische Verstärkungsregelung durchführt, gestattet die erfindungsgemaße Anordnung einer Person insbesondere das Ablesen des sich verändernden AGC- Spannungswerts an einer Außeneinheit und damit das Überwachen des Empfangspegels während der Änderung der Antennenausrichtung.
• Anhand der offenbarten Lehre dürften dem Fachmann verschiedene Abwandlungen der Erfindung möglich sein, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen.

Claims (5)

1. Anordnung zum Ausrichten einer Satellitenbodenantenne mit

a) einer Antenne (16), deren Reflektorfläche (16a) in der Ausrichtung manuell veränderlich ist;

b) einer in der Nähe der Antenne (16) angeordneten Außeneinheit (18A) mit einem Leistungsverstärker (34) zum Senden von Signalen zu der Antenne (16) und einem rauscharmen Verstärker (36) zum Empfangen von Signalen von der Antenne (16);

c) einer Inneneinheit (14A), die durch ein Kabel (20) mit der Außeneinheit verbunden und mit einem Demodulator (246) zum Demodulieren eines Empfangssignals versehen ist, das die Außeneinheit (18A) zu dem Kabel (20) führt, sowie mit einer automatischen Verstärkungsregelschaltung (AGC-Schaltung) (244);

d) einer Wandlereinrichtung (54) zum Umwandeln des Ausgabesignals der AGC-Schaltung (244) in ein erstes Signal;

e) einer Steuereinrichtung (28A) zum umwandeln des ersten Signals in ein vorbestimmtes Steuersignal und zum Zuführen des vorbestimmten Steuersignals zu der Außeneinheit (18A) über das Kabel (20); und

f) einer Anzeigeeinrichtung (58), die auf das Steuersignal zum Anzeigen eines Pegels reagiert, der der automatisch verstärkungsgeregelten Spannung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß

g) die Wandlereinrichtung (54) durch einen ersten Anschluß (52) abnehmbar an die Inneneinheit (14A) angeschlossen ist, und

h) die Steuereinrichtung (28A) eine Einrichtung aufweist, die feststellen kann, daß die Wandlereinrichtung (54) an die Inneneinheit (14A) angeschlossen ist, und die Steuereinrichtung (28A) nach dieser Feststellung eine Leistungsabstrahlung von der Antenne verhindert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, ferner mit einem zweiten Anschluß (56) zum abnehmbaren Anschließen der Anzeigeeinrichtung (58) an die Außeneinrichtung (18A).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Signal ein Digitalsignal ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Wandlereinrichtung (54) eine an den Demodulator (24) angeschlossene Schnittstelle (540) und einen an die Schnittstelle (540) angeschlossenen Analog-Digital-Wandler (542) aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Anzeigeeinrichtung (58) einen an die Außeneinheit (18A) angeschlossenen Puffer (580), einen an den Puffer (580) angeschlossenen Digital-Analog-Wandler (582) und eine an den Digital-Analog-Wandler (582) angeschlossene Anzeige (584) aufweist.