Все части спутниковой тарелки

Спутниковые антенны. От «А до Я»

В данной статье мы опишем принцип работы спутниковой антенны, а также дадим практические советы по ее выбору в зависимости от потребностей пользователя. Спутниковые сигналы являются довольно слабыми. Но особо примечательным является тот факт, что мы можем принимать эти сигналы с помощью спутниковых антенн, стоимость которых сегодня составляет от 125 грн. Если вы хотите получить максимальную производительность приемной системы, то необходимо правильно выбрать модель и размер принимающей антенны.

Из чего состоит тарелка?

Процесс приема спутникового телевизионного сигнала можно условно разделить на два этапа. На первом этапе телевизионный сигнал улавливается и фокусируется в одной точке. При этом необходимо, чтобы этот сигнал был как можно большей амплитуды. На втором этапе сигнал усиливается и обрабатывается.
Основное назначение спутниковой антенны – улавливать телевизионные сигналы. Обычно спутниковая антенна имеет форму отражателя в виде тарелки. При этом она должна быть идеальной параболической формы и не деформироваться за годы эксплуатации, а также при транспортировке и монтаже. Помятая, изогнутая или иным образом деформированная тарелка не в состоянии в полной мере сфокусировать сигнал, поскольку при этом часть данных «теряется», а конечный сигнал является слишком слабым для его дальнейшего преобразования в изображение.
Обычно отражатель изготавливают из металла (из стали, так как она является самым дешевым металлом, либо из алюминия, так как он не подвергается коррозии). При этом поверхность антенны может быть как цельной, так и перфорированной. Перфорированные антенны не отражают солнечный свет и обладают низкой ветровой нагрузкой. К тому же они обладают меньшей массой, а по отражательной способности они почти не уступают цельным металлическим «сородичам».
Для изготовления спутниковых антенн используются и другие материалы, например, из пластика, полимера и стекловолокна. Такие антенны просты в изготовлении, имеют малый вес, не подвергаются коррозии и полностью восстанавливают свою форму после снятия деформации. Сигнал со спутника проникает через эти материалы и легко отражается от встроенного в антенну тонкого слоя фольги или металлической сетки.
Малошумный конвертор-моноблок (LNB), расположенный в центре антенны, обрабатывает и преобразует полученный сигнал. Далее, в зависимости от поляризации и полосы частот, осуществляется селекция сигнала, после чего слабый сигнал усиливается и преобразовывается в сигнал низкой частоты для его последующей передачи по кабелю на вход спутникового ресивера.

Шум и децибелы

Сигнал, принимаемый антенным конвертором (LNB), практически не содержит электрического шума. Однако при прохождении через электронные блоки оборудования на сигнал накладываются шумы. Чтобы слабый по амплитуде спутниковый сигнал не был заглушен шумами, уровни собственных шумов антенного конвертора должны быть низкими.

Универсальный спутниковый конвертор Ku-диапазона с одним независимым выходом для приема сигналов в линейной поляризации с уровнем собственных шумов до 0,2 дБ, предназначен для офсетных антенн

«Шумовой коэффициент» характеризует уровень шума конвертора и измеряется в децибелах (дБ). Это отношение уровня шума на выходе к уровню шума на входе. Стоит учесть, что «шумовой коэффициент» обладает нелинейной зависимостью, а его возрастание на 3 дБ означает двукратный рост амплитуды шума. За последние десять лет конверторы были значительно усовершенствованы. Их шумовой коэффициент был снижен с 1,8 дБ до 0,3 дБ (не учитывая упоминаемые на рынке явно завышенные данные), а их стоимость снизилась в три-пять раз.
Вероятнее всего, в Украине новые «спутниковые зрители» будут приобретать комплект для просмотра с трех спутников (Amos+Astra+HotBird). В этом случае обычно используются конверторы, шумовой коэффициент которых составляет 0,3 дБ. Но если вы энтузиаст и планируете принимать слабые и нестабильные сигналы, то в таком случае следует приобретать конвертор с как можно более низким шумовым коэффициентом, благо такие варианты доступны на рынке Украины.

Читайте также:  Тарелки белые фарфоровые белье

Офсетная (асимметричная) спутниковая антенна

Любая ли тарелка подойдет?

Размеры и формы тарелок могут сильно отличаться. Тарелки старых моделей выпускались круглой формы, а конвертор крепился в центре на трех ножках (так называемая прямофокусная конструкция).
Однако сейчас большинство тарелок имеют офсетную конструкцию в виде овала, в нижней части которой закреплена несущая штанга, на которую монтируется мультифид или один конвертор.
В таких антеннах конвертор располагается в стороне от пути следования сигнала, а на рефлекторе не скапливается дождевая вода или снег, в отличие от прямофокусных антенн.
Привычные, а также любительские антенны, отличаются более высокой формой, при этом они не сильно широкие. А вот минитарелки, которые сегодня используются для приема сигнала многих европейских операторов (например, BSkyB, Canal Plus, Freesat) напротив, более широкие и обладают меньшей высотой. Чем больше тарелка по горизонтали, тем лучше она настраивается на один из близкорасположенных относительно друг друга спутников (чем больше тарелка, тем меньше ее угол приема).

Прямофокусная спутниковая антенна.
На фото хорошо видно скопление снега на зеркале.

Почему размер имеет значение?

Независимо от того, какой формы тарелку вы выбрали, ключевым параметром является ее размер. Именно размер характеризует способность тарелки принимать сигнал. Если на конвертор поступит сигнал недостаточной амплитуды, то вы не получите изображение на экране.
К тому же слишком слабый сигнал невозможно усилить с помощью усилителя конвертора, так как он только усилит шум и не обеспечит нормальную работу системы. Поэтому при слабом сигнале ничто не заменит антенну больших размеров. В диаметре антенны важен каждый сантиметр, ведь при увеличении диаметра на 40% амплитуда сигнала возрастает в два раза. Так, например, тарелка диаметром 1,2 метра выдает сигнал в полтора раза большей амплитуды, чем тарелка диаметром в 1 метр. Чтобы убедиться в том, что диаметр выбираемой антенны достаточный, следует знать приблизительный уровень спутникового сигнала вблизи места ее установки.

Зоны приема

Спутники передают сигналы различной амплитуды и мощности, охватывая различные участки земной поверхности. Даже если вы и находитесь в зоне покрытия спутника, то все равно важно знать уровень сигнала вблизи вашего дома.
Точно спрогнозировать уровень сигнала конкретного спутника невозможно. Однако приблизительный уровень сигнала можно узнать с помощью специальных карт уровней сигнала. Эти карты также называются картами покрытия, в которых указываются приблизительные значения уровней сигнала в зависимости от места установки. И хотя сигнал может приниматься и вне зоны действия спутника, он будет значительно ослабленным. И чем дальше удалено место установки приемной антенны от центра зоны действия спутника, тем слабее будет принимаемый сигнал.

В картах зон покрытия спутниковым сигналом указывается либо требуемый минимальный размер тарелки, либо эквивалентная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ), которая измеряется в децибелах на один ватт (дБВт) и характеризует уровень сигнала. Таблица перевода этих двух величин приводится ниже.

Уровень сигнала в зависимости от диаметра антенны

ЭИИМ
(дБВт)
Диаметр
антенны (см)
35 300
40 180
42 160
44 120
46 95
48 75
50 60
51 55
52 50
53 45
54 40

Спутниковые антенны других геометрических форм

Хотя на сегодняшний день в Украине самыми популярными являются офсетные и прямофокусные антенны, в природе существуют и другие их типы. За всю историю спутникового телевидения были перепробованы различные модификации спутниковых антенн (и они эксплуатируются до сих пор).
В некоторых модификациях антенн используется вспомогательный отражатель для более эффективной фокусировки сигнала на конвертор. Форма вспомогательного отражателя может быть вогнутой – как и форма основного отражателя (конструкция Григориана), либо выгнутой (конструкция Кассегрена). Антенны с двумя отражателями обладают большей производительностью, характеризуются меньшим уровнем кросс-поляризационных помех и шумов, а также имеют меньшие габариты.
И хотя двухзеркальная конструкция почти всегда применяется для больших антенн систем связи, для изготовления «домашних» тарелок она практически не используется.
А, например, в антеннах в виде плоской плиты отражатели вообще отсутствуют. По соотношению габариты/производительность она превосходит антенны в виде тарелок и если удастся сократить ее себестоимость, то она может стать «антенной будущего» для домашнего пользования. А пока пальму первенства на нашем рынке держат офсетные антенны.

Читайте также:  Сырную тарелку с чем можно подавать

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Устройство и схемотехника спутникового приемного комплекта. Часть 1 — Общая структурная схема комплекта. Отражатели антенн для спутникового телеприема

От редакции РЛ

В Санкт-Петербургском издательстве Наука и Техника вышла книга C. Л. Корякина-Черняка «Справочник по ремонту и настройке спутникового оборудования». Любезно предоставив нам все необходимые материалы, издательство дало возможность читателям Радиолоцмана ознакомиться с содержанием Главы 1.

Книга, во многом, уникальна, а Глава 1 представляет самостоятельный интерес, являясь, по сути, «книгой в книге». Сегодня мы начинаем ее публикацию.

Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства

За 30 лет бурного развития спутниковое оборудование прошло много ступеней развития. Теперь это массовый сегмент современной аппаратуры. Настройка и ремонт этого оборудование требует понимания работы, знания схемотехники, программирования.

Книга содержит практические советы на основе практического опыта ремонта спутникового оборудования. Впервые описан процесс восстановления работы ресивера после неудачной замены ПО с использованием JTAG. Проиллюстрирован процесс замены ПО, даны пошаговые рекомендации.

Подробно рассмотрены устройство, работа, схемные решения всех элементов спутникового комплекта: от антенны до ресивера. Большая глава посвящена ремонту и замене программного обеспечения спутникового оборудования: массовых ресиверов Globo, Topfield, Golden Interstar, DRE и DRS, используемых для приема пакетов каналов «Триколор ТВ», «РадугаТВ», «Орион Экспресс», «НТВ+», «Поверхность HD».

К книге прилагается CD, который содержит информацию по схемотехнике, устройству, программированию, ремонту популярных ресиверов и много другой интересной информации.

Книга предназначена для широкого круга читателей, занимающихся установкой, эксплуатацией и ремонтом спутникового оборудования.

C. Л. Корякин-Черняк

1.1. Общая структурная схема комплекта

Структурная схема типового спутникового комплекта представлена на рис. 1.1. Приемная параболическая антенна диаметром 0.6–2.0 м предназначена для приема сигнала со спутника.

Аннотация издательства Наука и Техника
Рис. 1.1. Структурная схема спутникового комплекта

Отражаясь от поверхности рефлектора и фокусируясь в фокусе антенны, сигнал попадает в облучатель и далее в поляризатор. Поляризатор выделяет сигнал определенной поляризации (вертикальной, горизонтальной или круговой).

Примечание.
Поляризация сигнала, который излучает ретранслятор, определяется конструкцией его передающей антенны. Для обеспечения качественного телевизионного приема необходимо, чтобы поляризация приемной антенны соответствовала поляризации принимаемого сигнала.

Пройдя через облучатель и поляризатор, сигнал со спутника в диапазоне частот 10.5–12.75 ГГц поступают в конвертер. В конвертере производится усиление сигнала малошумящим широкополосным усилителем и устранение помех по зеркальному каналу полосовым фильтром.

Далее осуществляется первое преобразование частоты. Первая промежуточная частота формируется смесителем № 1. Для этого на него, помимо принимаемого сигнала, подается сигнал с гетеродина № 1, представляющего собой генератор, частота которого стабилизирована диэлектрическим резонатором.

С выхода смесителя № 1 сигнал первой ПЧ в диапазоне частот 0.7–2.15 ГГц поступает на предварительный усилитель промежуточной частоты, после чего по кабелю подается в ресивер.

Примечание.
Практически все модели универсальных конвертеров Ku-диапазона являются монолитными изделиями. Т. е., в корпусе одного изделия совмещены: облучатель, поляризатор, деполяризатор (при приеме сигналов круговой поляризации) и электронные компоненты конвертера сигналов.

1.2. Отражатели антенн для спутникового телеприема

Формы приемных антенн спутникового телевидения

Антенны по форме бывают:

  • прямофокусные (prime focus);
  • офсетные (off-set – внецентровая).

При «прочих равных условиях», офсетная тарелка должна быть овальная и немножко больше прямофокусной. Это, как резать колбасу или белый батон, косо – получатся бóльшие кусочки (рис. 1.2).

Прямофокусные антенны (рис. 1.3) представляют собой «классическую» круглую «тарелку». Принимающая головка крепится в центре при помощи нескольких (обычно трех) спиц. При этом головка и крепежные спицы затеняют часть отражающей поверхности зеркала, что приводит, естественно, к уменьшению коэффициента использования поверхности антенны.

Рис. 1.2. Различия размеров прямофокусной и офсетной антенн
Рис. 1.3. Принцип действия прямофокусной тарелки

Однако, с ростом диаметра, этот эффект становится все менее значительным. Такие антенны целесообразно применять с диаметром 1.5–1.8 м.

Примечание.
Зимой на зеркало прямофокуской антенны легко намерзают лед и снег, которые очень сильно ухудшают прием.

Офсетные антенны можно очень легко отличить, так как их фокус (место, где размещают конвертер) смещен от центра зеркала вниз. Именно из-за смещенного фокуса при настройке необходимо учитывать, что направление на спутник у офсетных антенн выше перпендикуляра к плоскости антенны на некоторый угол. Принцип действия офсетной тарелки приведен на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Принцип действия офсетной тарелки

В силу этих особенностей офсетные антенны очень популярны при диаметре зеркала до 1.5 м. При больших диаметрах предпочтение отдают прямофокусным антеннам.

Пример.
В Санкт-Петербурге спутник HotBird 13° E виден под углом места 20°. Значит, прямофокусная антенна будет смотреть на него под тем же углам 20°. А вот офсетная антенна с углом к горизонтали, например, 26.5° будет смотреть даже слегка «в землю» под углом X (рис. 1.5). X = 20° – 26.5° = –6.5°.
Рис. 1.5. Особенности установки прямофокусной и офсетной антенн

Офсетные антенны характеризуются удобством установки вдоль стены дома. Для них требуется меньший вынос от стены, кроме того, на них не задерживается снег, облучатель не загораживает поверхность зеркала. Размер офсетной антенны оптимален до 1.5–1.8 м.

Прямофокусные антенны имеют хорошие характеристики свыше 1.8 м, т. к. при таком размере антенны облучатель уже перестает «затенять» поверхность зеркала. У прямофокусной антенны электромагнитное пятно на облучателе не имеет искажений, отраженная электромагнитная волна от любой точки антенны приходит в одной фазе к облучателю.

Параболические прямофокусные антенны – это антенны, используемые для профессионального приема.

Материал отражателей спутниковых антенн

Алюминиевые антенны являются наиболее популярными. Алюминий не подвержен коррозии. Но он мягок, и при неаккуратном обращении такие антенны легко деформируются, что весьма пагубно влияет на их характеристики. Любые искажения формы антенны приводят к резкому падению ее эффективности и ухудшению качества изображения на экране телевизора.

Совет.
Проверить отсутствие деформации можно, положив антенну на ровный пол. Края антенны везде должны касаться пола.

Пластиковые антенны легкие, но к ним легко прилипает снег. С течением времени такие антенны подвержены сильным деформациям под действием окружающей среды (резкие перепады температур, ультрафиолет).

Стальные антенны прочнее, дешевле, но тяжелее и подвержены коррозии, которая снижает их отражающие свойства. Поэтому при покупке стального зеркала стоит обратить внимание на качество окраски.

Сетчатые антенны устойчивы к ветровым нагрузкам, поэтому используются при установке на большой высоте и в ветреных районах.

Примечание.
Сетчатые антенны показывают более низкие характеристики при приеме сигналов самого популярного на сегодняшний день Ku-диапазона, поэтому для качественного приема требуется антенна большего диаметра, чем сплошное зеркало. Их целесообразно использовать для приема сигналов C-диапазона.

Плоская антенная решетка обычно имеет квадратную форму, она используется вместо параболической антенны, но наиболее используемыми являются антенны с зеркалом в виде параболоида вращения. Они, в свою очередь, делятся на два основных класса: офсетные и прямофокусные.

Составные части антенны

Сборка антенны особых трудностей не представляет (рис. 1.6). При сборке антенны будьте аккуратны, чтобы не повредить ее зеркало.

Рис. 1.6. Сборка спутниковой антенны
Совет.
Сильно не затягивайте винты крепления нижнего торца зеркала спутниковой антенны с коленом, иначе можно деформировать зеркало.

Правильность установки поляризации принимающей головки (конвертера) сильно влияет на качество принимаемого сигнала. Этого можно достигнуть экспериментальным путем: вращением конвертера вокруг своей оси до получения максимального сигнала.

В этой позиции следует закрепить конвертер. В том случае, если антенна, установленная за окном, своим зеркалом закрывает доступ к конвертеру, необходимо произвести настройку поляризации заблаговременно.

Угол места приема желательно установить на этапе сборки антенны до ее установки на кронштейн.

Продолжение читайте здесь

Источник

Поделиться с друзьями