LNB

LNB staat voor Low Noise Block downconvertor, een stuk techniek dat de belangrijke eigenschap heeft om satellietsignalen, die door de satellietschotel worden gereflecteerd, op te vangen, om te zetten naar elektrische stroompjes en dit zwakke signaal 60 a 70dB te versterken.

De universele LNB’s zijn geschikt voor Ku-band satellietsignalen die lineair gepolariseerd zijn. Deze satellietsignalen bevinden zich in een frequentieband tussen de 10.7 en 12.75 GHz. Deze frequentie is niet geschikt voor distributie via een coaxkabel, daarnaast zijn de signalen veel te zwak om via een coaxkabel te distribueren. Satellietschotel en de LNB moeten op elkaar zijn afgestemd. Dat betekent dat de schotel en de feedhoorn dezelfde F/D verhouding moet hebben. De F/D verhouding is de verhouding in focuslengte tot de diameter van de satellietschotel. Een standaardwaarde voor deze verhouding is 0,6.

Als de satellietschotel en de LNB van verschillende leveranciers afkomstig zijn, zorg dan dat de LNB precies past in de bevestigingsbeugel van de schotel. De meeste bevestingsbeugels zijn geschikt voor LNB’s met een diameter van 40mm. Voor LNB’s met een diameter van 25mm is een opvulring nodig.

Om het probleem van distributie via de coaxkabel te ondervangen is een LNB voorzien van local oscillators. Een Local Oscillator is een stukje elektronica dat op een vaste stabiele frequentie resoneert. Om precies te zijn bezit een LNB twee local oscillators, één L.O. voor de lage band met een frequentie van 9.75GHz en één L.O. voor de hoge band met een frequentie van 10.6GHz. Het resultaat is een uitgangsfrequentie tussen de 950 en 2150MHz

Band Ingangsfrequentie L.O. Uitgangsfrequentie
Lage band 10.7 – 11.7 GHz 9.75 GHz 950MHz – 1950MHz.
Hoge band 11.7 – 12.75 GHz 10.6 GHz 1100MHz – 2150MHz

Het schakelen tussen de lage en hoge band gebeurt middels een stuursignaal. Dit signaal wordt meestal door de satellietontvanger gegenereerd. Geen stuursignaal betekent L.O.1 (lage band), wel 22KHz betekent L.O.2 (hoge band).

Het omzetten van de Ku-band en de versterking van het signaal moeten uiteraard gebeuren zonder onnodig veel ruis toe te voegen. Er zijn twee typen ruis te onderscheiden: thermische ruis, meestal veroorzaakt door het warmer worden van onder andere weerstanden en ruis veroorzaakt in de halfgeleiders (transistoren).

RUISGETAL

et ruisgetal geeft (in dB’s of graden Kelvin) aan in hoeverre de kwaliteit van het uitgangssignaal van de LNB verslechterd is ten opzichte van het inkomende signaal. Hoe lager dit getal, des te beter de LNB is.Tegenwoordig zijn theoretische ruisgetallen van 0,3 dB haalbaar. Helaas is er slechte controle op datgene wat fabrikanten vermelden als ruisgetal op een LNB. Ruis die door een LNB wordt gegenereerd is evenredig met zijn omgevingstemperatuur en de bandbreedte. Als één van deze variabelen toeneemt, neemt ook het ruisniveau toe.

Het ruisgetal dat op een LNB staat vermeld, wordt meestal berekend op basis van een kamertemperatuur. Helaas wordt een LNB praktisch altijd buiten aan de satellietschotel gemonteerd en zelfs in Nederland en België kan dit leiden tot temperatuurschommeling van -10 graden Celsius tot + 50 graden Celsius. In een hete zomer zal een LNB meer ruis genereren dan in een koude winter.

THERMISCHE RUIS

Thermische ruis (Johnson ruis) ontstaat doordat er in een elektrische geleider veel elektronen voorkomen, die een vrij losse binding met hun atomen hebben. Onder invloed van de temperatuur kunnen deze elektronen van atoom naar atoom springen. Hierdoor ontstaan tijdelijk ladingsverschillen in de geleider, die zich uiten in de vorm van kleine spanningsverschillen over de geleider. Omdat deze atomaire verschijnselen volledig statistisch plaats vinden en dus zowel snel achter elkaar als ook vrij traag kunnen optreden, heeft deze thermische ruis spanning een heel breed frequentiebereik, van enige Hz tot vele MHz.

JITTER

Digitale signalen zijn bijna altijd gerelateerd aan een bepaalde klok. Dat is een elektronisch circuit dat met een bepaalde regelmaat “tikt”, een signaal afgeeft. Jitter is het verschijnsel dat digitale signalen niet precies op de ideale tijd van die klok van toestand veranderen. Zolang het om digitale signalen gaat, is dat meestal niet zo’n probleem zolang bepaalde grenzen niet overschreden worden. Maar bij een A/D of een D/A converter vertaalt Jitter zich in ruis.

Bij een perfecte LNB zal het sinusvormige ingangssignaal van 12.5 GHz een perfecte sinusvormige uitgangssignaal van 1900 MHz geven (L.O. 10.6 GHz). Echter in de praktijk genereert een L.O. nooit exact 10.6 GHz, maar zal een marge hebben van plus en min enkele tientallen MHz. Als we het sinusvormige analoge signaal vervangen voor een digitaal (QPSK) signaal heeft deze fluctuatie meer invloed dan bij analoge signalen. Dit komt omdat bij digitale signalen de demodulator meer moeite heeft de faseverschillen te detecteren en misinterpretaties eerder plaatsvinden. Een hoge fase ruis zal bij digitale satellietsignalen resulteren is een hogere Bit Error Rate.

POLARISATIE

Een ander aspect waar een LNB rekening mee moet houden is de polarisatie. Een LNB moet verticaal gepolariseerde en horizontaal gepolariseerde signalen kunnen ontvangen. Vroeger zat er in een LNB  een klein antennetje dat middels een 13 volt of 18 volt spanning gedraaid kan worden. Tegenwoordig zitten er geen mechanisch draaibare onderdelen in een LNB en wordt de polarisatie van een LNB elektronisch geschakeld.

Indien de satellietontvanger bijvoorbeeld 13 volt genereert, ontvangt de LNB verticaal gepolariseerde satellietsignalen. Genereert de satellietontvanger 18 Volt dan ontvangt de LNB horizontaal gepolariseerde satellietsignalen.

13V / 0KHz  verticaal / lage band
18V / 0KHz  horizontaal / lage band
13V / 22KHz verticaal / hoge band
18V / 22KHz  horizontaal / hoge band.

KRUISPOLARISATIE

De kruispolarisatie is de mate waarin een LNB in staat is om de ene polariteit te scheiden (te onderdrukken) van de andere polariteit. Een slechte kruispolarisatie wil zeggen dat een LNB beide polariteiten tegelijkertijd kan ontvangen waardoor interferentiestoringen optreden. Een kwalitatief goede LNB heeft een kruispolarisatie onderdrukking van minimaal 30dB