ATV Grundlagen

Die Grundlagen von Amateur Television = ATV

 

1: Grundlagen und Historisches zu ATV:

Schon seit ca. 1960 beschäftigen sich Funkamateure mit Aussendung und Empfang von privaten Fernsehbildern. Natürlich darf der Inhalt nicht kommerziellen Inhalts sein, oder rundfunkähnlichen Charakter haben.
Eine Amateurfunk Fernsehstation besteht im einfachsten Falle aus Videokamera, Mikrofon, ATV Sender und ATV Empfänger.
Zusatzgeräte, wie Texteinblendung, Farbbalken Generator, Videorecorder, Video Ausgang vom PC, etc... erhöhen natürlich den Komfort und die Betriebsmöglichkeiten.

Zu Beginn wurde grundsätzlich getreu dem terrestrischen Fernsehen ein Fernsehsignal mit einem amplitudenmodulierten Bildinhalt erzeugt. Ein Hilfsträger mit einem Frequenzabstand von 5.5 MHz lieferte das Tonsignal in FM-Modulation. ( Lange Jahre war gleichzeitige Tonaussendung in ATV in Österreich sogar gesetzlich verboten ).

Wegen der benötigten Bandbreite von gut 6 MHz kam damals einzig das 70 cm Amateurfunkband für ATV in Frage, da dieses Band 10 MHz breit ist.
Es mußte nur der Sender mit viel Aufwand und strengen Linearitätsanforderungen selbst gebaut werden. Für den Empfang konnte man handelsübliche Fernsehgeräte mit vorgeschalteten Convertern verwenden, da AM-ATV genau der CCIR Norm des kommerziellen Fernsehens entsprach.
Nach Aufkommen des Farbfernsehens wurden auch bald von Funkamateuren Testsendungen in PAL und NTSC ausgestrahlt.
Natürlich wurde  auch die GHz Bänder 23 und 13 cm für ATV Verbindungen genutzt.

Die Ausbreitung auf den GHz Bereichen nähert sich immer mehr der quasi-optischen Sichtweite. Das bedeutet, daß nur Stationen mit direkter Sichtverbindung normalerweise eine ATV Verbindung herstellen können.

Deshalb wurden bereits ab etwa 1980 die ersten ATV-Relais entwickelt und gebaut.
Diese sind  ähnlich, wie  die Phonie Relais Umsetzer auf exponierten Standorten.
In der Regel wird auf einem GHz Band empfangen und auf einem oder mehreren GHz Bändern ausgesendet. Durch diesen großen Frequenzversatz kann die sendende Station seine eigene Aussendung gleichzeitig auf der Empfangsfrequenz kontrollieren.
Durch die ATV-Relais wird die Reichweite für ATV-Verbindungen enorm vergrößert,
Eine Relaisstation auf einem hohen Berg schafft so Verbindungsmöglichkeiten bis über 100 km  Radius.
Zudem sind viele ATV Relais bereits untereinander über GHz -Links verbunden, sodaß man oft auch die Sendungen der Nachbarrelais mitverfolgen kann
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Um das Jahr 1980 erschienen erste direkt empfangbare Fernsehsatelliten. Damit wurden  auch erste Parabolspiegel und FM-Sat Empfänger verfügbar. Der Unterschied zum terrestrischen Fernsehen ist, daß hier auch der Bildträger frequenzmoduliert ist. ( FM Fernsehen)

FM-ATV ist aufgrund der Bandbreiteanforderungen von mindestens 16 MHz nur auf den GHz Bändern 23 cm und aufwärts möglich.
Der Vorteil von FM-ATV gegenüber AM ist die gleichmäßige Amplitude des Sendesignals, da  nur die Frequenz, aber nicht die Amplitude moduliert wird. Damit entfallen beim Sender die schwierig aufzubauenden Linearverstärker.
Außerdem sind in FM mehrere Tonträger gleichzeitig möglich. (Stereo oder verschiedensprachige Aussendung)

Diese Vorteile haben dafür gesorgt, daß seit 1985  bis 1990 AM-ATV fast völlig ausgestorben ist.

Für FM-ATV muß sendeseitig entweder Selbstbau nach mittlerweile unzähligen Bauvorschlägen vorgenommen werden, oder es wird einer der bekannten Fertig- Sendermodule für 13 oder 23 eingesetzt.

Auf der Empfangsseite sieht es noch einfacher aus, weil doch Standard Sat-Empfänger bereits über den Empfangsbereich 23 cm verfügen. 13 cm kann man mit einem Converter erschließen.
Natürlich hat dieser einfache Zugang zum ATV Empfang auch Nachteile:
Amateurfunk Fernsehen soll nach den IARU-Bandplänen mit einer Bandbreite von max. 16 MHz durchgeführt werden. Die preiswerten Sat-Empfänger haben jedoch Bandbreiten bis zu 28 MHz. Außerdem hat ein Sat-Empfänger meist eine sehr bescheidene Eingangsempfindlichkeit, da diese Geräte für das Zusammenspiel mit einem LNC entwickelt wurden und dort Großsignalfestigkeit wesentlich wichtiger ist als Empfindlichkeit.
Auch diese Probleme kann man beheben mit einem Video-Nachverstärker als Ausgleich für die zu große Bandbreite
Ein guter Vorverstärker direkt nach der Antenne gleicht die mäßige Empfindlichkeit des RX aus.

Statt eines Sat-Empfängers sind auch die Fertig Modul Empfänger aus unserem Programm mit besten Erfolg einzusetzen. Das ist ideal, wegen geringer Baugröße, geringem Stromverbrauch und einstellbarem Videopegel.

Es wurden auch die GHz Bänder bis 24 GHz bereits für ATV erschlossen. 10 Ghz ist besonders einfach zu erreichen, weil es viele Sat-LNC´s gibt, die sich sich für einen einfachen Umbau auf das 3 cm Band eignen.

1a. Digitales ATV  = DATV:

Die Digitaltechnik schreitet in allen Bereichen der Nachrichtentechnik schnell voran, so auch bei der Fernsehübertragung.
Hier wird prinzipiell ein komplettes Fernsehbild digitalisiert und zwischengespeichert. Aufgrund der riesigen Datenmengen muß der Nachrichteninhalt deutlich komprimiert werden. Das geschieht derzeit meist nach dem MPEG II Code.
Der Aufwand, um einen Sender mit diesen Digitalsignalen zu modulieren ist ganz enorm, und wird  meist mit der sogenannten QAM Modulation durchgeführt. Man kann diese Modulationsart vereinfacht als eine kombinierte AM und FM Modulation betrachten.

Kommerzielle Digital-Sendeaufbereitungen kosten derzeit 4 bis 5 stellige  €  Beträge und scheiden deshalb für Funkamateure aus.

Die richtungsweisenden Entwicklungen zweier deutscher Amateurfunk Forschungsgruppen in der DATV Technologie werden es bald auch für Einzelamateure erschwinglich machen, ihr eigenes DATV abzustrahlen.
Momentan wird  DATV vorwiegend auf  ATV-Relaisstationen senderseits eingesetzt.

Empfangsseitig ist mit der preiswerten Verfügbarkeit von Digital Sat-Empfängern das Problem längst gelöst.

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Eine der ersten ATV Stationen mit kommerzieller Schwarzweiß Vidikon Kamera.