Projekt 180


Projekt 180 innefattar information hur man "kanske" kan på bästa möjliga sätt montera sin, billiga, kina tillverkade antenn som är i 6 delar med tillhörande stativ som liknar en konstruktion som designerna ifrån IKEA har konstruerat på en efterfest. Alternativet är att ha mycket pengar som man kan lägga på saker som frugan tycker är för dem totalt meninglösa ex en Channel Master 1.8 m för ca 10.000 skr. Klicka på bilderna så förstoras de. Länkar till dokument har vit text.

Att köpa en parabolantenn i delar är inget för den glada amatören. Det är mycket att tänka på och det som man egentligen har nytta av i paketet är bara de 6 delarna som utgör parabolskålen. Naturligtvis fungerar hela konceptet som finns i lådan med alla delarna, men skall man få en optimerad antenn så krävs det lite extra.

Så vad jag skall försöka göra är att på kanske bästa möjliga sätt använda en parabolantennen som är gjord för C-band mottagning och modifiera den så att den fungerar så optimalt som möjligt för Ku-band mottagning. Toleranserna för Ku-band mottagning är mycket mindre än för C-band mottagning och detta beror på att frekvensen är mycket högre. Detta ställer höga krav på formen utav parabolantennen, inriktning och monteringen utav matarhorn och LNB. Det är kanske därför många säger att den här typen av antenn är ”waste of time” och att den är helt hopplös att arbeta med. Man har helt enkelt köpt en antenn som egentligen inte är tillverkad för att användas till mottagning utav Ku-bandet. Vi köpte en Lada men vi ville ha en Mercedes men visste inte att det var skillnad för utom på priset. Info: C-band & Ku-Band

Vad är då C-Band och Ku-band?

C-Band är ett frekvensområdet 3700 - 4200 MHz och användes till de första satellit sändningarna. Utsändnings effekten ifrån satelliterna var inte så starka på den tiden och därför krävdes det stora parabolantenner för att fånga in signalen. Detta medförde även att man inte behövde ha så stor noggrannhet när det gällde konstruktion och vid monteringen utav antennen. Frekvensområdet används fortfarande i dag men inte i samma utsträckning som förr.

Ku-bandet är frekvensområdet 10700 - 12750 MHz och är det frekvensområdet som används mest i dag. Utsändnings effekten är mycket hög och man behöver i normala fall inga stora parabolantenner för att fånga in signalen. Det är endast när man försöker att fånga in signaler ifrån svaga satelliter eller så kallade sid lober som det behövs riktigt stora antenner d.v.s. antenner med storleken 1.8 m och mer.

95% utav alla Ku-band antenner är av Offset modell medans 100% utav antennerna för C-Band är av Prime Focus modell.

Skillanden mellan Prime Focus och Offset antenn

Skillnaden mellan Prime Focus antennen och Offset antennen är egentligen inte så stora. Offset antennen är en vidareutveckling utav Prime Focus antennen. Utgångspunkten är en stor s k moderparabol med ett litet öppningsförhållande ( f/D ), ofta ca 0.25. Ur denna skär man ut en del. LBNn och dess matarhorn placeras i moderparabolens fokalpunkt och riktas något uppåt för att belysa reflektorytan bättre. Givetvis skär man i praktiken inte ut en offsetparabol ur en moderparabol, detta är bara en matematisk modell. Istället tillverkas offsetantennen direkt ur ett stycke plåt. Den asymmetriska formen gjorde dock att det tog några år innan det gick att tillverka billiga offsetantenner. Det finns också begränsningar för hur stora offsetantenner det går att tillverka till en rimlig kostnad. Riktigt stora antenner, över 2.4 meter, är därför fortfarande ofta av Prime Focus modell.

I och med att en Prime Focus antenn är så stor, så ökar risken att antennen skall gå sönder vid starka vindbyar. Det finns det modeller med ett metall nät som reflektoryta istället för plåt. Dessa antenner är endast lämpliga för C-Band mottagning. Är hålen större än 1 mm så släpper antennen igenom för mycket om den skall användas för mottagning utav Ku-bandet och förstärkningen utav den inkommande signalen försämras. Alltså inget bra val...


Skillanden mellan Matarhorn för Prime Focus och Offset antenn

Som ni ser på bilderna på höger sida så blir den stora skillnaden mellan antennerna hur signalen faller in i antennen samt att skillanden i öppnings förhållandet ( f/D ) är stor. Prime Focus 0.30 - 0.40, Offset antennen 0.40 - 0.60. Så därför måste man ha ett matarhorn som är anpassat efter formen på antennen så att hela antennens yta kan utnyttjas. Bilden till vänster visar skillnaden mellan ett matarhorn för Prime Focus antenn och ett matarhorn för Offset antenn.

Information om Parabolantennen

Parabolantennen är tillverkad i Kina och kommer i ett smidigt paket som väger ca 20 kg. Tittar man på internet så massproduceras sådana här antenner och kunderna
( grossisterna ) köper olika mängder, det vill säga många. Grossisterna kan också skräddarsy tillverkningen så att produkten passar deras kunder, exempel färg, plåt tjocklek, rost skydd m.m. Detta innebär att den här parabolantennen som alla pratar om är inte i alla fall likadana. Så det finns små skillnader mellan antennerna ifrån Fortec Star och Sadoun. Den antennen som jag har köpt kommer ifrån grossisten Nordsat och är då antagligen tillverkad efter deras specifikation.
Bilden till vänster visar hur antennen ser ut.

Specifikation:

* Panel (Sector Divided) 6
* Diameter (cm) 180
* Focal Length (cm) 68.2
* C-BAND Gain @4.0GHz 35.89dB ± 1dB
* Ku-band Gain @12.5GHz 45.54dB ± 1dB
* Elevation angle range (°) 0-90
* Azimuth (°) 0-360
* Aperture Efficiency 75%
* F/D ratio 0.38
* Paint (Polyester Powder)
* Colour (Cool Grey)
* Ambient Temperature -40 °C ~ +60 °C
* Relative Humidity 0~100%
* Packlista

Val av Matarhorn och LNB

Skall vi kunna utnyttja våran Prime Focus antenn till fullo måste vi skaffa ett matarhorn för Prime Focus antenn och en LNB för Ku-bandet. Till Prime Focus antenner så finns det egentligen bara ett val av matarhorn. Det är Invacom ADF-120 som är justerbart, beroende på vilket öppningsförhållande (f/D) man har.

Vilken LNB man skall välja är det många som har åsikter om. Om man skall använda antennen till att ta in svaga satelliter så skall man leta efter en LNB med så hög
”cross polar isolation” som möjligt och en jämn förstärknings kurva ”flat gain curve”. Många rekommenderar Invacom QDF-031. Jag köpte Invacom SNF-031 och tyvärr visade det sig att det inte var ett bra val. Jag har också provat Inverto Black Pro som var lite bättre men den bästa var min gamla Digiality SC-1.

Ibland så följer inte LNB hållaren med till antennen utan oftast så är det matarhornet till en LNB för C-bandet som bultas fast i stagen och då bildar fästet för LNBn. När jag köpte min antenn så följde det med en LNB hållare och en LNB för Ku-bandet, men den LNBn var inte direkt utav bästa klass samt att den kanske inte är optimerad för antennens öppningsförhållande (f/D). För att den nya LNBn skulle passa fästet så köpte jag ett adapteringset så att jag kunde fästa LNBn i hållaren.

Montering utav Matarhorn och LNB

Börja med att skruva ihop matarhornet med LNB, kontrollera så att den med föjande oringen ligger rätt i sitt spår. På vissa LNB av typen C120 finns det ett tunt plast membran framför hålet på LNB. Det plast membranet är tillför att stoppa fukt och eventuellt kanske små spindlar som vill bosätta sig i LNBn. SNF-031 har inte ett sådant här membran men Inverto C120 har det. Plast membranet påverkar inte signalen. Dra åt bultarna korsvis så att du drar fast matarhornet ”rakt” på LNBn. När du har skruvat fast matarhornet vira några varv med vulk tejp över flänsarna så att vi ytterligare minimerar risken för att fukt skall tränga in.

Nu skall vi justera matarhornet för öppningsförhållandet (f/D) 0.38. Ett tips är att skruva loss hela matarhornet och smörja in gängorna med kopparpasta. Matarhornet är tillverkat av aluminium och om du någon dag får för dig att ändra någonting så kommer matarhornet sitta fast och det är bara att köpa ett nytt. Om vi tittar på databladet ser vi att halsen skall sticka fram 4 mm. Tag ett skjutmått och skruva matarhornet tills du har fått 4 mm. Montera sedan på din adapter ring på halsen till matarhornet och skruva fast enheten i LNB hållaren. Skruva inte fast LNB för hårt du måste nämligen vrida på den när du skall finjustera polarisation för den in kommande signalen.

Om du har möjlighet är det bra om man kan hitta något att sätta på toppen utav halsen en ”gummituta” eller något. Någonting utav plast som kan stoppa fukt och små spindlar. Är det ett plast membran vid hålet på LNBn så behövs det inte. Tillverka plastmembran

Fästet till Parabolantennen

Det medföljande stativet till parabolantennen är inte mycket att ha. Det fungerar säker som det skall men skall man ha en stabil och smidig fast sättning så är man tvungen att hitta på något eget. Ett företag i USA som heter Sadoun säljer polarmount stativ med tillhörande stolpe och jag såg också bilder på ett hemma byggt polarmount stativ som skulle fungerade bra. Så varför inte bygga ett eget stativ så att man enkelt och smidigt kan justera in antennens riktning och elevation. Sadouns polarmount stativ

Efter en hel del funderingar så letade jag upp gammalt skrot som jag hade liggandes i ladugården och sedan var det till att börja svetsa. Till vänster ser ni slut resultatet. Fästet sitter på ett galvat järn rör med diametern 60 mm och godstjockleken är 4 mm. Rekommendationerna är ett järn rör med diametern 75 mm, men då är nog inte godstjockleken 4 mm. Skulle det blåsa 25 m/s skulle vindlasten på parabolantennen bli ca 180 kg (jämt fördelat) och i det läget så skulle nog någonting annat än fästet gå sönder. I vilket fall som helst så är det med fördel att placera parabolantennen i så skyddat läge som möjligt.

Fästet fungerar för elevations vinkeln 0° till 40° det vill säga att söder om latitud 46° kan man inte använda den här konstruktionen utan att modifiera den. Man måste höja det nedre fästet så att man kan luta parabolantennen mera bakåt.
Ladda ner Ritningar

Montera Parabolen

Att montera de 6 panelerna kan vara lite problematiskt. Det är mycket viktigt att alla delarna monteras så att parabolantennen inte blir skev i sin form. Kontrollera först att alla delarna inte har några skador. Hitta en stor yta som du kan använda för att montera delarna. Det bästa är en gräsmatta med en stor presenning som underlag. Betong eller asfalt som underlag är inte bra för då finns det risk för att du repar färgen.

Leta upp en 10 liters spann och lägg två stycken små träbitar 45x45 mm under den. Placera delarna med centrum biten på hinken och skruva dit bultarna förhand. De måste sitta lite löst så att du kan passa in alla bultarna. För att få parabolen lite styvare så har jag satt dit brickor som gör att anläggningsytan blir större emot plåten. Brickan har en ytterdiameter på 18 mm och hålet är 6.4 mm. När du har satt dit alla bultarna börja då att dra dem nerifrån och upp, sektion för sektion. Dra dem hårt och
hela tiden kontrollera så plåtdelarna ligger som de skall.

När du dragit åt alla bultarna så skall vi se hur bra formen på parabolen är. Vänd på parabolen och ta 3 st bitar fiskelina som är ca 2.5 m långa och knyt fast en bricka i varje ända. Trä igenom fiskelinan i det hålet som finns på sidan av plåtpanelen och fäst den på andra sidan utav parabolantennen med en tejp bit. Gör likadant med de andra fiskelinorna. Det är noga att linorna är lika mycket spända. Fiskelinorna skall nu förhoppningsvis bilda ett kryss i mitten och då skall det inte finnas något mellanrum mellan linorna. Om det finns något mellanrum kontrollera att linorna är lika spända om de är det börja lossa bultarna lite lätt för de panelerna som skall justeras.


När allting är bra vänd parabolen och lossa de bultar som sitter näst längst upp. Här skall fästena för parabolen bultas fast. Sätt fast fästena löst och lägg sedan ringen i fästena. Justera in ringen så att den är centrerad på parabolen och samtidigt som fästen justeras in så att de ligger an ringen. Dra nu åt bultarna till fästena och kontrollera hela tiden att ringen fortfarande är centrerad. När fästena är på plats ta loss ringen och montera den på ditt stativ. Hur man kan montera antennen.

Hur man monterar stagen till LNB hållaren.

Hitta en så rak och plan yta som möjligt vänd parabolantennen och börja montera de 3 stagen som skall hålla fast LNB hållaren. För utom att de håller fast LNB hållaren så bidrager de till att göra parabolantennen styvare så det är bra att dra åt stagen ordentligt, men passa dig så du inte deformerar parabolantennens form.

Stagen har 2 st hål i den ena ändan och 1 st hål i den andra. Börja med att skruva fast de 3 stagen i parabolantennen. Det är lättare om man är två när man gör detta för stagen vill lätt röra på sig. Tag sedan din LNB hållare och kontrollera till vilken vinkel du måste böja det övre fästet ( de med de 2 hålen ) så att den ligger horisontalt med din LNB hållare. Jag tog en kombinations tång och en trasa som skydd så att färgen inte blev för mycket skadad. Det är viktigt att
du bara bockar den delen med de två hålen, vi vill inte böja stagen.

Det här sättet är inte direkt ”High Tech” men kineserna har inte fått vinklarna rätt så vi är tvungna att bocka dem. Innan ni drar åt bultarna kontrollera så att LNB hållaren sitter rakt och att formen på parabolantennen inte har ändrats. Jag la ett litet vattenpass på LNB hållaren för att kontrollera men är inte underlaget rakt så hjälper inte den här typ av kontroll. Har man en laserpenna kan man kanske se om LNB hållaren sitter rakt.

Gör även en efter kontroll när bultarna är åtdragna. Det är mycket viktigt att LNB hållaren sitter rakt annars finns det risk att LNB inte "tittar" in emot centrum på antennen och då förlorar man signalstyrka och kvalitén på signalen blir sämre.

LNB hållaren och fokalpunkten.

När LNB hållaren var på plats märkte jag att den satt en bra bit ifrån fokalpunkten som är 682 mm ifrån botten på parabolantennen Så jag var tvungen att mäta djupet på parabolskålen och kontrollera så att fokalpunkten för parabolantennen verkligen var 682 mm. Allting stämde förutom att stagen var för långa och LNB hållaren hamnade ca 50 mm ifrån fokalpunkten. Jag var tvungen att vända på LNB hållaren så att LNBn kom fram till fokalpunkten.


Placering utav parabolantennen.

Placeringen utav parabolantennen är viktig inte minst för att man skall kunna ”se” satelliterna ifrån den platsen, speciellt om man planerar att kanske att någon gång byta till en annan satellit. Annars skall man försöka att prioritera ett så skyddat läge som möjligt. Parabolantennen är rätt så känslig för kraftiga vindbyar. Det är bra om man kan få två utav stagen som håller fast LNB hållaren högst upp, då de hjälper till att ge stadga till parabolantennen.

Mottagare och svaga signaler.

Oftast så behöver man bara en sådan här stor parabolantenn när signalerna ifrån satelliten är svaga alt man försöker att ”ta in” en sidlob.

Här i Sverige är det oftast de engelska TV kanalerna på Astra 28.2E som man försöker att ta in. I nu läget så kan man ta in dessa signaler med en mindre antenn, men till sommaren 2013 kommer detta att ändra sig. Då kommer Astra 1N som sänder de starka signalerna att ersättas med Astra 2E. I nu läget sänds de engelska TV kanalerna med 2 st satelliter Astra 1N och Astra 2F. Astra 2F är den svagare utav satelliterna och motsvarar det som komma skall.

Problemet i nu läget är att starka och svaga signaler ligger väldigt nära varandra och många mottagare har problem med att behandla signalen på rätt sätt. De svagare signalerna ”försvinner” ibland de starka. Därför kan det se ut som om man behöver en större antennen än vad som egentligen behövs. Många mottagare har en funktion som heter AGC (Advanced Gain Control) och den här funktionen förstärker de svaga signalerna för mycket så att de försämras. Ungefär som om du skulle höja volymen på din stereo så mycket att det blev distorsion. Vissa mottagare gör detta bättre och på så sätt upplevs som bättre.

I slut ändan så är det mjukvaran i mottagaren som påverkar hur bra AGC används och har du tur så har din mottagare en bra mjukvara. Situationen kommer att förändras när Astra 2E är i bruk. Då kommer alla signalerna att ha ungefär samma signal styrka och det här problemet kanske inte uppkommer.

Tips angånde Astra 2F.

Ett tips om du skall ställa in antennen emot Astra 2F 28E. Du kan tyvärr inte fin inställa din antenn med en "satbeeper" eller liknade instrument som mäter signal styrkan ifrån hela frekvensområdet. Du måste använda din mottagare som är inställd på någon utav frekvenserna som Astra 2F använder och se på dess S/N mätare för att optimera signalen. Har du ett instrument som kan göra motsvarande så går det naturligtvis bra. Detta för att det finns flera satelliter på positionen, men det är förnärvarnde Astra 2F som är svagast och det är den satelliten som du vill optimera inställningarna för.

Hur bra är antennen?

Då var det frågan om antennen verkligen ger oss den förstärkningen utav signalen som vi för väntar oss? Det är väldigt många faktorer som på verkar resultatet.

- Hur bra är antennen monterad.
- LNBn i fokalpunkten.
- Matarhornet rätt inställt.
- Antenn rätt inställd.
- Hur bra är LNBn.
- Polarisationen rätt inställd.
- Hur lång är antennkabeln.
- Vilken antennkabel du använder.
- Hur bra är tunern i din mottagare.
- Hur bra programvaran är i din mottagare.

Detta innebär att det är rätt så svårt att göra en korrekt bedömning utav antennens effektivitet men jag skall göra ett försök att sammanställa ett resultat genom att jämföra den data jag har. Kanske blir det som att jämföra äpplen och päron, det är upp till dig att bedöma. Under tiden som projektet med antennen har hållit på så har jag dessutom bytt satellit mottagare. Bytet var ifrån en 10 år gammal DM 7000S till en DM 7020 HD, bytet medförde att signalstyrkan SNR höjdes med 3.45 dB. I samband med bytet kunde jag även ta bort en Spaun switch och några extra antennkablar.

Vad har vi att arbeta med.

Antenn 1:

- Motorstyrd Offsetantenn SMW på 1.4m
- LNB Inverto Black Pro Singel Flange nf 0.2
- Matarhorn SMW XM-140
- Antennkabelns längd ca 30 m, sämre kvalité
- Antennens effektivitet 65%

Antenn 2:

- Prime Focusantenn "Fortecstar" 1.8m, 6 delar
- LNB Digiality SC-1
- Matarhorn Invacom ADF-120
- Antennkabelns längd ca 27 m, hög kvalité
- Antennens effektivitet 57%

Mottagare:

- Dreambox 7020 HD med 2st ALPS DBV-S2 moduler

BandDiameter mAmp dBiEff. %Typ
KU0.6 x 0.6513775OF
KU0.9 x 1.014065OF
KU1.20 x 1.3242.566OF
KU1.64457PF
C1.63456PF
KU1.84557PF
C1.83556PF
KU2.346.554PF 6
C2.338.366PF 6
KU3.047.135PF 4 N
C3.040.260PF 4 N
KU3.6549.844PF 8 N
C3.6542.366PF 8 N
Att jämföra en statisk antenn med en motoriserad antenn är kanske inte helt rätt för som i det här fallet så jämför vi signal styrkan ifrån en satellit som är svag Astra 2F UK spot beam. Den statiska antennen kan man fin justera in efter en speciell satellit som befinner sig tillsammans med andra satelliter på samma position, då speciellt elevation och polarisation. Detta kan man inte göra då den motoriserade antennen följer Clark bältet på himlen.

Teoretiskt skall Ant.2 ha en förstärkning som är 3dB högre än Ant.1 men de olika antenntyperna har olika verkningsgrad så förstärkningen
kanske ligger mellan 3.0 – 2.5 dB.
Om man räknar på skillnaden i effektivitet så blir den maximala förstärkningen 2.76 dB.

Till vänster kan ni se en tabell som visar hur effektiva olika antenn typer är. Effektiviteten minskar med storleken på antennen. Värdena är ett medelvärde ifrån många olika antenner. OF=Offset, PF=Prime Focus, 6=antal delar, N=nät konstruktion.

Ant.1 och Ant.2 har också olika förutsättningar, olika LNB och kablar, så förluster är inte lika stora i de olika antennsystemen. Detta påverkar signal förhållandet mellan signal/noise ratio (SNR).

Kalkyl Astra 2F UK spot
A2
A1
A2-A1
FrekvensdBdBdB
10964H 22000 5/6 DBV-S11,659,002,65
10994H 22000 5/6 DBV-S11,508,652,85
11023H 23000 2/3 DBV-S211,108,652,45
11052H 22000 5/6 DBV-S11,689,252,43
11126V 22000 5/6 DBV-S11,468,852,79
Till vänster kan ni se en sammanställning utav mätvärden gjorda med min mottagare dB värdet är SNR värdet. Tabellen längst till höger visar skillnaden mellan de olika antennerna. Medelvärdet utav skillnaden mellan antennerna är 2.63. Detta innebär att antennen gör det den skall göra även om det finns andra faktorer som kan påverka resultatet.

Så det verkar som om om Ant2. levererar det den skall. Det teoretiska värdet är 2.76 dB och vi kommer upp till 2.63 dB vilket är ett mycket bra värde och det får man vara mycket nöjd med. Kvalités höjningen utav signalen mellan antennerna är ifrån marginell till mycket bra, se tabellen till vänster.
SignalminRegn
FEC RateSNR dBSNR dB
1/23.67.1
2/34.27.7
3/44.98.4
5/65.28.7
7/88.211.7


De två nedersta tabellerna du själv använda för att kontrollera hur bra din antenn är och hur mycket signalstyrka du behöver ha för olika transpondrar beroende på vilka FEC värde de använder sig utav. Många mottagare använder en kvalitets skala ifrån 0-100 %, detta värdet är oftast dBuv värdet så med hjälp utav tabellen kan du få fram ett ungefärligt SNR dB värde. Tabellen längst ned visar minimum värdet för att "låsa" signalen mot en transponder beroende på vilket FEC värde den använder. Det kan varierar lite grann men det är ett bra riktvärde. Tabellen visar även vilket SNR värde man behöver för att ha marginal för regn.

SignalStyrkaSNR
KvalitédBuv≈ dB
Mycket dålig497.9
Dålig528.4
Marginell599.0
Okej639.7
Bra6910.8
Mycket bra7211.5
Optimal7812.5
Väldigt bra80+13
Slut ord.
Hoppas att den här guiden har hjälpt dig att få svar på frågor som du har haft. Jag själv har lär mig mycket under tiden som projektet har på gått och jag hoppas att jag har kunnat förmedla informationen till dig via den den här guiden. Det har faktiskt visat sig att en prime fokus antenn i delar inte är så dålig som alla säger. Det hela handlar om att göra saker och ting på rätt sätt. En sak som är säker, är att den här antennen "slår" inte en Channel Master 1.8m för utom angående priset, men det är inte alla
som har 10.600 skr över för en antenn. Jag tror att antennen här kostat mig totalt 4.500 - 5000 kr.
Kanske ett högt pris när man kan köpa en Gibertini 1.5m för 4000 skr, men då tillkommer matarhorn, LNB och kanske kablar. En 1.5m Offsetantenn är fortfarande inte bättre än en Prime focus 1.8m antenn som är rätt monterad och inställd.

Lycka till med ditt bygge...