Die Grundform von Satellitenschüssel ist die Parabel. Sie reflektiert die einfallende Strahlung so, dass sie in einem Punkt gebündelt wird (Brennpunkt). Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Folgende Fragen soll der Artikel beantworten:

  • Warum nutzt man die Parabel als Grundform für eine Satellitenschüssel?
  • Wie bestimmt sich der Brennpunkt einer Parabel?
  • Was sind zentrale Antenne und Offset-Antennen?
  • Warum werden meist Offset-Antennen für Satellitenschüsseln verwendet?
  • Was ist der Offset-Winkel?

Satellitenschüsseln haben die Aufgabe die von den Satelliten ausgesendeten elektromagnetischen Wellen einzufangen und sie dabei so zu reflektieren (d.h. zu spiegeln), dass sie anschließend in einem Punkt gebündelt werden. Denn genau in diesem Brennpunkt befindet sich der LNB, der die Satellitensignale empfängt und sie in geeigneter Form dann zum Receiver schickt.

Bündelung der Strahlung durch eine Satellitenschüssel
Abbildung: Bündelung der Strahlung durch eine Satellitenschüssel

Um die genannten Anforderungen an eine Satellitenschüssel zu erfüllen, muss die Satellitenschüssel eine besondere geometrische Form haben. Es zeigt sich, dass eine Parabelform diese Eigenschaft hat, zumindest solange die Strahlung direkt von vorne auf den parabelförmigen Spiegel trifft, d.h. in Richtung der Symmetrieachse (“y-Achse”). Aus diesem Grund muss man Satellitenschüsseln auch optimal auf den Satelliten bzw. dessen Strahlung ausrichten.

Brennpunkt einer Parabel
Abbildung: Brennpunkt einer Parabel

Die untere Animation zeigt die Reflexion und Bündelung von einfallenden Strahlen (dargestellt durch Kugeln) einer Satellitenschüssel.

Animation: Reflexionscharakteristik einer Parabolantenne

Strenggenommen handelt es sich bei der Antennenform nicht nur um eine Parabel. Die Parabelform bezieht sich lediglich auf den Querschnitt der Antenne, d.h. wenn diese in der Mitte durchgeschnitten wird. Antennen sind jedoch dreidimensionale Gebilde. Die eigentliche Antennenform erhält man also, wenn man die Parabel um deren Rotationsachse rotieren lässt. Einen solchen Rotationskörper bezeichnet man dann auch als Parabolid.

Aufgrund der paraboliden Form der Satellitenschüssel wird diese auch als Parabolspiegel oder Parabolreflektor bezeichnet.

Anmerkung: Satellitenschüsseln reflektieren keine sichtbare Strahlung, wie man es bspw. von Badezimmerspiegel gewohnt ist. Man sieht also sein Spiegelbild nicht, wenn man in eine Satellitenschüssel blickt. Der Begriff Parabolspiegel mag an dieser Stelle vielleicht etwas irreführend klingen. Jedoch reflektiert die Satellitenschüssel die für uns nicht sichtbare Satellitenstrahlung. Zumindest aus Sicht der Satellitenstrahlung handelt es sich somit tatsächlich um einen Spiegel.

Zentral-Antennen

Nutzt man von dem Parabolid den symmetrischen Teil als Antenne, dann wird die Strahlung zentral gebündelt. In diesem Brennpunkt befindet sich dann der Empfangskopf. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Zentral-Antennen. Bei großen Radioteleskopen für die Astronomie oder bei Erdfunkstellen handelt es sich in der Regel um Zentral-Antennen.

Zentral-gespeiste Parabol-Antenne ohne Offset
Abbildung: Zentral-Antenne ohne Offset

Vor allem bei kleineren Empfangsanlagen wie Satellitenschüsseln haben zentralgespeiste Antennen aber einen Nachteil. Das Empfangsgerät (LNB) muss im Brennpunkt der Parabolantenne sitzen, um die reflektierte Strahlung zu empfangen. Hierdurch steht aber der LNB und dessen Halterung der einfallenden Strahlung teilweise selbst im Wege. Es kommt zur Abschattung der Strahlung. Dies reduziert nicht nur die Empfangsleistung, sondern kann auch zu störenden Reflexionen führen.

Abschattung der Strahlung durch eine zentral-gespeiste Satellitenschüssel
Abbildung: Abschattung der Strahlung durch eine zentral-gespeiste Satellitenschüssel

Offset-Antennen

Damit dies nicht passiert nutzt man als Schüsselform deshalb nicht den symmetrischen Teil des Parabolspiegels, sondern einen darüber befindlichen Ausschnitt. An der Lage des Brennpunktes wird sich dabei nichts ändern, solange die Satellitenschüssel immer noch ein Teil der ursprünglichen Parabel ist. Die Strahlung fällt auf diese Weise zunächst am LNB vorbei und wird erst anschließend auf diesen gebündelt, ohne dass er sich dabei selbst im Wege steht.

Satellitenschüssel mit Offset
Abbildung: Satellitenschüssel mit Offset

Der Winkel zwischen der Symmetrieachse des gedachten Parabolspiegels (bzw. der einfallenden Strahlen) und der Zentralachse der Satellitenschüssel wird auch als Offset-Winkel bezeichnet. Der Parabolspiegel selbst wird als Offset-Antenne bezeichnet.

Offset-Winkel einer Satellitenschüssel
Abbildung: Offset-Winkel einer Satellitenschüssel

In der Regel beträgt dieser Offset-Winkel 25°. Die genauen Offset-Winkel für Ihre Satellitenschüssel finden sie in dessen Produktbeschreibung. Diesen gilt es bei der Ausrichtung der Antenne zu berücksichtigen. Der tatsächlich an der Schüssel einzustellende Neigungswinkel ergibt sich deshalb aus dem in Tabellen angegebenen Elevationswinkel der Hauptstrahlung abzüglich dem Offset-Winkel. Für Göttingen als zentral gelegene Stadt Deutschlands ergäbe sich mit einem Elevationswinkel der Strahlung von 30,4° (siehe Tabelle im Artikel hier) und einem Offset-Winkel der Satellitenschüssel von 25° somit einen tatsächlich einzustellenden Neigungswinkel von 5,4°.

Man erkennt an diesem Beispiel auch einen weiteren Vorteil des Offset-Winkels. Offsetantennen sind für die beliebte Satellitenposition 19,2° Ost weit weniger geneigt als Schüsseln ohne Offset. Am Beispiel Göttingen eben nur um 5,4° anstelle von 30,4°. Dies verhindert, dass sich Staub, Dreck, Blätter oder Schnee an der Satellitenschüssel ansammeln und den Empfang negativ beeinflussen.

Zentral-Antenne vs. Offset-Antenne (Satellitenschüssel)
Animation: Zentral-Antenne vs. Offset-Antenne