Ор-би-та спут-ни-ка но-сит на-зва-ние гео-ста-ци-о-нар-ной, ес-ли при вра-ще-нии Зем-ли спут-ник все-гда ви-сит над од-ной и той же точ-кой зем-ной по-верх-но-сти. Та-кие ор-би-ты за-ча-стую ис-поль-зу-ют-ся в си-сте-мах свя-зи и по-зи-ци-о-ни-ро-ва-ния.
Спут-ник, ко-то-рый Вы ви-ди-те на кар-тин-ке, яв-ля-ет-ся сим-во-лом кос-ми-че-ской про-грам-мы на-шей стра-ны. Это «СОЮЗ-ТМ ».
А вот так в ка-кой-то мо-мент вы-гля-де-ла за-став-ка про-грам-мы «Вре-мя» - ос-нов-ной ин-фор-ма-ци-он-ной те-ле-про-грам-мы стра-ны.
Ну а в мульт-филь-ме мы по-смот-рим, как про-ис-хо-дит про-цесс пе-ре-да-чи сиг-на-ла, на-при-мер, совре-мен-но-го спут-ни-ко-во-го теле-ви-де-ния.
Про-ве-дём пря-мую и на-зо-вём её ди-рек-три-сой. Возь-мём точ-ку вне неё. Гео-мет-ри-че-ское ме-сто то-чек, рав-но-уда-лён-ных от ди-рек-три-сы и дан-ной точ-ки (фо-ку-са), на-зы-ва-ет-ся па-ра-бо-лой .
Ес-ли на-пра-вить на па-ра-бо-лу лу-чи све-та, па-рал-лель-ные её оси сим-мет-рии, то все лу-чи со-бе-рут-ся в фо-ку-се па-ра-бо-лы . Это свой-ство на-зы-ва-ет-ся оп-ти-че-ским свой-ством па-ра-бо-лы.
Вер-но и об-рат-ное. Ес-ли по-ме-стить лам-поч-ку в фо-кус, то лу-чи, от-ра-зив-шись от па-ра-бо-лы, пой-дут па-рал-лель-но , при-чём гра-ни-ца све-та бу-дет пря-мой.
Ес-ли про-вра-щать па-ра-бо-лу от-но-си-тель-но её оси сим-мет-рии, то по-лу-чит-ся уже по-верх-ность вра-ще-ния вто-ро-го по-ряд-ка - па-ра-бо-ло-ид . Так как в лю-бом се-че-нии плос-ко-стью, со-дер-жа-щей ось сим-мет-рии, по-лу-ча-ет-ся од-на и та же па-ра-бо-ла, то оп-ти-че-ское свой-ство вер-но и для па-ра-бо-ло-и-да. Ес-ли по-ме-стить лам-поч-ку в фо-кус па-ра-бо-ло-и-да, то лу-чи, от-ра-зив-шись от по-верх-но-сти, пой-дут па-рал-лель-но друг дру-гу . Об-рат-ное то-же вер-но.
Имен-но это свой-ство ис-поль-зу-ет-ся в спут-ни-ко-вых па-ра-бо-ли-че-ских ан-тен-нах . Так как спут-ник на-хо-дит-ся очень да-ле-ко от ан-тен-ны, то лу-чи мож-но счи-тать по-чти па-рал-лель-ны-ми, и при-ём-ник сиг-на-ла ста-вит-ся в фо-кус па-ра-бо-ло-и-да.
На ла-ты-ни focus озна-ча-ет «очаг, огонь» . Как ма-те-ма-ти-че-ский тер-мин сло-во «фо-кус»
ПРИЛОЖЕНИЕ 10.
Параболические зеркальные антенны состоят из двух частей: зеркала и облучателя.
Облучатель излучает электромагнитную волну в сторону зеркала. Фронт волны в пространстве формируется в результате отражения электромагнитной волны от поверхности зеркала (рефлектора).
Зеркальные антенны широко применяются, начиная с дециметрового диапазона длин волн. Их используют в различных радиотехнических системах : радиолокаторах, радиорелейных линиях, радиоастрономии и т. д.
Исходными данными для расчета зеркальной антенны являются: длина волны https://pandia.ru/text/78/045/images/image002_222.gif" width="41" height="28 src=">.gif" alt="Подпись:
Рис. П10.2
" align="left" width="253" height="220">
.gif" width="87" height="25">.
При заданном коэффициенте усиления антенны радиус зеркала может быть определен из выражения
, (П10.1)
где RO радиус раскрыва зеркала; ν - коэффициент использования поверхности зеркала (КИП), - КПД антенны.
На рис. 10.2 приведена зависимость от угла . В реальных параболических антеннах эффективность антенны (произведение ) лежит в пределах от 0,45 до 0,6..gif" width="145" height="24 src=">. (П10.2)
В том случае, если задана ширина диаграммы направленности антенны, то для выбора размеров зеркала можно воспользоваться данными табл. П10.1.
Данные для выбора размеров зеркала антенны Таблица П10.1
Подавление уровня боковых лепестков |
||||
Н-плоскость | Е-плоскость |
|||
2. Рассчитываются параметры заданного типа облучателя.
Необходимо проектировать облучатель так, чтобы он имел однонаправленное излучение. Диаграмма направленности должна обладать осевой симметрией с минимальным уровнем боковых лепестков.
Фазовый центр облучателя находится в фокусе зеркала. Облучатель в минимальной степени должен затенять зеркало.
Вибраторный облучатель
Облучатель в виде симметричного вибратора с контррефлектором находит применение в дециметровом и длинноволновой части сантиметрового диапазона волн (https://pandia.ru/text/78/045/images/image019_43.gif" alt="Подпись:" align="left" width="278 height=247" height="247">ство щелевого типа.
Диаграмма направленности полуволнового вибратора с контррефлектором в плоскости, перпендикулярной оси вибратора (в плоскости Н), рассчитывается по формуле
где d - расстояние от вибратора до контррефлектора,
Расстояние от вибратора до контррефлектора, равное , необходимо для того, чтобы отраженное от контррефлектора поле было синфазно с полем, которое излучается вибратором в сторону зеркала.
Диаграмма направленности полуволнового вибратора с контррефлектором в плоскости, проходящей через ось вибратора (и ось зеркала), описывается выражением
https://pandia.ru/text/78/045/images/image024_35.gif" width="107" height="41">; 
, где - длина одного плеча вибратора, а h
- расстояние между вибратором и его зеркальным изображением.
, Ом, https://pandia.ru/text/78/045/images/image029_27.gif" width="65" height="23">, Ом, а , Ом
Для согласования облучателя с питающим фидером необходимо, чтобы входное сопротивление вибратора было чисто активным и равным волновому сопротивлению питающего фидера.
Реактивная составляющая входного сопротивления может быть скомпенсирована или реактивным шлейфом, или некоторым укорочением плеч вибратора. Так как в данном случае фидер коаксиальный, то его волновое сопротивление равно
https://pandia.ru/text/78/045/images/image032_27.gif" width="23" height="18">- внутренний диаметр внешнего проводника; d - внешний диаметр внутреннего проводника; - относительная диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего коаксиальный фидер.
Обычно задаются диаметром плеч вибратора 2…4 мм и равного им диаметра d и определяют по формуле (П10.6) величину D . После выбора размеров коаксиальной линии ее надо проверить на условие пробоя
КВ/см, (П10.7)
здесь P - проходящая по линии мощность в кВт; d – в см.; W – в Ом; КСВ следует принять равным 1,2... 1,4.
Если условие (П10.7) не выполняется, то необходимо увеличить внутренний диаметр коаксиальной линии и диаметр плеч вибратора с тем, чтобы снизить концентрацию электрического поля около поверхности малого радиуса кривизны.
Коаксиальная линия заканчивается высокочастотным разъемом для подключения кабеля со стандартным волновым сопротивлением (= 50, 75 Ом). Если коаксиальная линия имеет ,то следует применить четвертьволновый согласующий трансформатор с волновым сопротивлением , который обычно конструктивно выполняется в участке коаксиальной линии.
Облучатель такого типа обычно используется на длинах волн короче 5...6 см. Он выполняется на основе Е - плоскостного волноводного Т – разветвителя. Разветвление при этом осуществляется в плоскости расположения вектора Е волны Н10 (рис. П10.4).
Разработка облучателя начинается с выбора стандартного волновода по заданному рабочему диапазону волн. Длина щели выбирается равной (0,47...0,48). Расстояние d 1 от щелей до стенок должно быть равным . Расстояние между щелями d 2 выбирается как в обычных антенных решетках, чаше всего или . Ширина щели выбирается из условия отсутствия электрического пробоя при заданной величине мощности излучения
, (П10.8)
где ЕПРОБ – пробивное значение напряженности поля в материале щели. Для воздуха ЕПРОБ = 3 106 В/м. Максимальное напряжение на щели равно
. (П10.9)
https://pandia.ru/text/78/045/images/image043_17.gif" width="128" height="25">,
где https://pandia.ru/text/78/045/images/image045_17.gif" width="108" height="27">,В
Диаграммы направленности двухщелевого облучателя рассчитываются по формулам:
, в плоскости Е,
(П10.11)
, в плоскости Н.
(П10.12)
Углы q и j отсчитываются от нормали к плоскости расположения щелей..gif" width="83" height="21 src=">.
Рупорные облучатели используются, в основном, в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн https://pandia.ru/text/78/045/images/image051_15.gif" width="37" height="21">и равным 0,3 при q (j ) = 50°…70о, находят размеры раскрыва рупора .
Характеристика направленности рупора в плоскости Е может быть оценена по упрощенной формуле
https://pandia.ru/text/78/045/images/image055_13.gif" width="323" height="41 src=">, (П10.14)
где углы https://pandia.ru/text/78/045/images/image057_11.gif" width="20" height="18">отсчитываются от нормали к плоскости раскрыва рупора.
Уравнения (П10.13) и (П10.14) являются относительно размеров раскрыва рупора трансцендентными и решаются методом подбора.
Длину рупора обычно берут равной R = (1,2 … 1,3) аР , при которой фронт волны сферический.
3. Рассчитывается диаграмма направленности антенны.
Характеристику направленности антенны можно вычислить по приближенной формуле
https://pandia.ru/text/78/045/images/image059_11.gif" width="55" height="24">– функция Бесселя первого рода первого порядка.
Более точно диаграмма направленности зеркальной антенны рассчитывается через амплитудное распределение поля вдоль раскрыва. Для этого в фокусе зеркала строится в полярной системе координат диаграмма направленности облучателя, а по ней амплитудное распределение поля вдоль зеркала (см. рис. П10.5).
https://pandia.ru/text/78/045/images/image061_12.gif" width="27" height="18">= 0; 0,5; 1,0, которые называют узлами интерполяции.
Аппроксимирующая функция представляется полиномом вида
https://pandia.ru/text/78/045/images/image063_11.gif" width="57" height="22">и действительная функция порядка.
Лямбда - функция может быть выражена через функцию Бесселя первого рода того же порядка
.
Значения лямбда - функции табулированы, их значения даны в Приложении 20.
Первый множитель в выражении (П10.20), зависящий от угла , имеет вид и представляет собой поле излучения элементарной площадки – элемента Гюйгенса. Второй множитель, определяемый суммой, является множителем решетки, который характеризует направленные свойства системы излучателей. Влиянием первого множителя при изменении угла можно пренебречь, так как диаграмма направленности элемента Гюйгенса много шире, чем диаграмма направленности зеркальной антенны. Тогда нормированная диаграмма направленности антенны определяется выражением
https://pandia.ru/text/78/045/images/image081_7.gif" width="267" height="45 src=">. (П10.22)
В общем случае диаграммы направленности следует рассчитать для двух плоскостей: Е и Н . Однако, если диаграмма направленности облучателя в плоскостях Е и Н примерно одинаковы, то можно полагать, что формула (П10.22) описывает направленные свойства зеркальной антенны в обеих плоскостях..gif" width="93" height="44 src=">, (П10.23)
где D ОБЛ - коэффициент направленного действия облучателя (обычно 3…6);
f - фокусное расстояние.
5. Вычисляется КПД антенно-фидерного тракта.
6. Выполняется конструктивный расчет антенны и делается её эскиз.
Параболическая антенна используется для создания остронаправленного излучения в диапазоне СВЧ, когда размеры антенны во много раз превышают рабочую длину волны. Антенна состоит из металлического зеркала (рефлектора) параболической формы и облучателя, расположенного в ее фокусе. В работе исследуется антенна с зеркалом в виде параболоида вращения (рисунок 1) с раскрывом, имеющим форму круга диаметром 2R. Прямая, перпендикулярная плоскости раскрыва и проходящая через его центр, является осью зеркала, точка О пересечения оси с поверхностью зеркала - его вершиной. Расстояние f от вершины зеркала до фокуса F называется фокусным расстоянием. На следующем рисунке показан ход лучей в параболической антенне.
Рисунок 1 - Схема параболической антенны.
Рисунок 2 - Ход лучей в параболической антенне.
Для расчета диаметра раскрыва зеркала воспользуемся формулой из радиолокации:
Все значения нам известны, тогда выражаем из формулы G - коэффициент усиления антенны:
Зная, что G=Д ?a, где Д - коэффициент направленного действия антенны (положив?a=1 - КПД), G=Д.
В результате Д=7127.
Где S - геометрический размер раскрыва зеркала (S=?r2); ? - коэффициент использования зеркала, который показывает насколько эффективно используется вся поверхность зеркала, обычно составляет 0.64?0.65 (0.7).
Диаметр раскрыва зеркала является функцией требующейся ширины диаграммы направленности, а также несколько зависит от амплитудной и фазовой характеристики в раскрыве зеркала. Закон распределения амплитуд поля вдоль поверхности раскрыва зеркала определяется диаграммой излучения облучателя, если пренебречь потерями при отражении от зеркала. Для большинства применяющихся облучателей распределение амплитуд в одной из плоскостей (горизонтальной или вертикальной) вдоль раскрыва зеркала можно с достаточной точностью апроксимировать законом (1-x2) p, где х - координата, откладываемая от оси антенны; р = 0,1,2,3 - некоторое целое число.
Проведем расчет радиуса выпуклой части зеркала. Для этого строится график функции радиуса раскрыва от расстояния у(x) =(4f·x) 0.5, где f- расстояние до фокуса. В результате получен график представленный на рисунке 12.
Рисунок 3 - Зависимость радиуса раскрыва от расстояния.
Радиус параболической части зеркала равен 0.9м. В результате полностью определены геометрические размеры зеркала.
Для дальнейших расчетов требуется выбрать облучатель который бы удовлетворял данной антенне. Одной из важных частей параболической антенны является первичный облучатель, помещаемый в фокусе зеркала. В идеале к нему предъявляются следующие требования: 1) облучатель не должен излучать энергию в направлении, противоположном направлению на зеркало, так как это излучение не фокусируется зеркалом и поэтому искажает основную диаграмму направленности; 2) диаграмма облучателя должна обеспечивать равномерное облучение зеркала и получение таким образом максимального коэффициента направленного действия; 3) диаграмма облучателя должна быть такой, чтобы фаза поля в раскрыве зеркала была постоянной. Облучатель, вполне удовлетворяющий этим требованиям, практически не существует. При конструировании параболических антенн используют облучатели в виде полуволнового вибратора, открытого конца волновода, рупора и щели, хотя они только частично удовлетворяют перечисленным требованиям.
Рассмотрим подробнее некоторые типы облучателей.
Спутниковое телевидение впервые рассматривалось как домашнее развлечение только в крупных городах. Сейчас благодаря передовой технологии нетрудно получить отличный выбор программ и качественный телевизионный прием независимо от места жительства. Если у вас антенны нет, или она плохая, то прочитав эту статью, можно будет легко установить спутниковую антенну своими руками без помощи профессионального установщика.
Спутниковое телевидение – это беспроводная система, в которой спутники связи, вращающиеся вокруг Земли, обеспечивают передачу телесигналов. Система облегчает передачу телевизионных программ посредством спутниковой связи. Во многих странах мира услуги спутникового телевидения используются для предоставления потребителям большего количества телеканалов и ещё более широкого спектра услуг.
Самой важной характеристикой антенны является мощность передачи сигнала в зоне покрытия. Чем выше мощность, тем лучше качество передаваемого сигнала, и тем меньше по размерам нужна спутниковая тарелка. Сила излучаемого сигнала измеряется в Децибелах. Мощность спутникового сигнала можно определить по двум документам: справочной карте местности со следом спутника и требованиям к допустимым минимальным размерам антенны.
Самым главным преимуществом является большое количество каналов программирования, которые можно получить через спутники. Услуга канала программирования, предоставляемая компаниями спутникового телевидения, даже не сопоставима с кабельным телевидением.
Дополнительная информация. Первый сигнал спутникового телевидения был передан еще в 1962 году из Европы на спутник Telstar. С тех пор популярность спутникового телевидения продолжает расти.
Спутники, которые помогают передавать телевизионные сигналы, имеют эллиптические или геостационарные орбиты. Установка спутникового телевидения состоит из передающей антенны или спутниковых антенн восходящей линии связи, направленных на конкретные спутники. Тарелки имеют большие диаметры, которые помогают увеличить мощность сигнала и обеспечить точную направленность на спутник.
На спутниках размещаются транспондеры, которые принимают сигналы от антенны. Сигналы с восходящей связью настраиваются на частотный диапазон, соответствующий сигналу приемопередающих устройств. Транспондеры ретранслируют сигналы обратно на Землю. Прежде чем они будут повторно переданы, сигналы подвергаются трансляции в другой полосе частот во избежание создания помех для сигнала восходящей линии связи.
Таким образом, пока зрители лениво просматривают телевизионные каналы, система спутниковой связи беспрерывно занята доставкой контента.
Спутниковая антенна является одним из наиболее распространенных применений параболической тарелки. Она работает, получая микроволны, которые проецируются с космических спутников. С помощью этих спутников транслируются телевизионные программы вещания.
Почему спутниковые тарелки сделаны в форме параболы? Параболическая форма работает как линза, поскольку имеет точку фокусировки. Космические спутники являются геостационарными и находятся на довольно высокой орбите, а их сигнал, по существу, спускается на землю в параллельных линиях. Парабола – это форма отражателя, которая предназначена для приёма сигнала с далёкого расстояния с помощью конвертера.
Антенны преобразуют электрические сигналы в линии передачи в свободно распространяющуюся электромагнитную волну и наоборот. Они являются устройствами, которые преобразуют электрическую и электромагнитную энергию друг в друга.
Антенна – это конструкция для . Большая антенна означает лучший коэффициент усиления. Тарелка также представляет собой антенну с высокой направленностью, с большой площадью для захвата слабых сигналов и фокусировки лучей на приемное устройство. Для приложений, таких как ТВ, имеет смысл очень точная настройка спутниковой антенны на выбранный спутник.
Она настроена на приём электромагнитных волн. Волны передаются в эфир передатчиками на канале телекомпании. Электромагнитные волны поглощаются антенной и затем перемещаются по проложенному кабелю, соединяющему антенну с цепями приемника телевизора.
Цепи приемника в телевизоре специально разработаны под воздействие электромагнитных сигналов, которые идут от антенны. Другие схемы «декодируют» (интерпретируют) сигналы, и в конечном итоге отображают интерпретации (декодированные сигналы) как изображение на экране телевизора. Таким образом, спутниковая антенна является просто «поглотителем» электромагнитных сигналов.
Каждая антенна имеет определенное направление для передачи или приема. Значение имеет типа и размер антенны. Если сигналы слабы, то нужно настраивать антенну. Когда обе передающие и приемные антенны хорошо направлены друг к другу, приемная антенна получает достаточную силу электромагнитных сигналов и преобразует ее в электрический сигнал. Затем полученный сигнал демодулируется и усиливается, чтобы сделать его подходящим для телевизионной трансляции
Перед тем, как купить спутниковую тарелку, нужно ознакомиться с руководством и техническими условиями на присоединение спутникового оборудования к сетям. Некоторые апартаменты не допускают установок этих антенн. Для уверенного приема антенна должна быть направлена в определенном направлении.
Ведущие компании предлагают полные комплекты. Это хорошая стратегия, чтобы сэкономить деньги на спутниковое телевидение и высокоскоростной интернет. Вероятно, выбрать такой вариант покупки от одной компании будет наиболее выгодным решением, потому что придется платить только за один проект, а не за два. Быстро сделанный анализ затрат и выгод позволит значительно сэкономить деньги.
Помните, что сроки действия акций и выгодных предложений ограничены. Обычно, выгода составляет от 40 до 50 процентов. И всегда можно вернуть продавцу пакет подключения, если что-то не подошло или разонравилось. Но это должно быть сделано в течение определенного периода времени. Все компании имеют политику возврата.
Существует два различных типа спутниковых антенн, которые устанавливаются для перемещения (динамического) с одного спутника на другой на регулярной основе (в зависимости от программирования) и спутниковых антенн, установленных стационарно. Они не перемещаются и получают все свои программы из одного источника.
Большинство спутниковых телевизионных программ сегодня используют стационарное положение для получения всех своих телевизионных программ. Тип принимаемых спутниковых сигналов обычно определяет их настройку.
Стационарные спутники указывают направление для приема сигналов со своей геостационарной космической орбиты. Геостационарная орбита означает, что она всегда находится в одном и том же положении относительно Земли.
В большинстве случаев настройка антенны на спутник выполняется один раз. Обычно тогда, когда производится впервые её монтаж. О том, как правильно настроить спутниковую антенну своими руками на 2 или на 4 спутника можно всегда найти подробное видео на канале www.youtube.com.
Как самому в домашних условиях собрать и установить комплект спутникового телевидения? В этом ничего сложного нет, если внимательно ознакомиться с правилами заводской инструкции. Особенно легким покажется занятие тем, кто уже устанавливал и настраивал своими руками простую антенну для телевизора.
Подготовительных знаний не требуется, однако самостоятельная установка антенн предполагает соблюдение определенных правил:
Компоненты спутниковой антенны обычно поставляются по отдельности. Они должны быть собраны таким образом, чтобы облегчить прием сигналов и обеспечить противостояние сильному ветру. Расположение компонентов тарелки зависит от того, в каком месте будет осуществлён монтаж.
Для самой простой установки понадобится, как правило:
Также нужен будет:
Из инструментов для сборки самой тарелки достаточны будут «ключ на 10» и крестообразная отвёртка.
Теперь немного о том, как установить спутниковую антенну. Следуя ниже изложенному руководству, шаг за шагом можно установить и настроить спутниковую телевизионную тарелку.
Прежде всего, нужно надёжно закрепить тарелку в выбранном положении, так как она должна выдерживать силу ветра. В противном случае устройство:
Установочная труба прислоняется в нужное место, и делаются метки на стене с помощью отвёртки или маркера. Далее в отмеченных местах сверлятся отверстия под анкеры. С помощью анкерных гаек окончательно крепится основание под кронштейн на стену. Если монтаж тарелки выполняется на деревянной крыше, то необходимо её основание сделать водонепроницаемым.
Чтобы отрегулировать направление тарелки, используется специальная программа на Андройд или других платформах. Эта программа определяет координаты установки и показывает параметры настройки спутника:
Другая программа позволяет определить угол наклона телефона. Можно приложить к уже имеющимся на крыше тарелкам свой телефон и посмотреть подсказку: угол направления уже настроенной у соседа антенны. Останется только скопировать настрой для своей установки, тем самым упрощая себе работу.
Сначала нужно подключить один конец длинного наружного коаксиального кабеля к спутниковой антенне. Затем аккуратно скрепить провод хомутами или изолентой по краю крыши или балкона, посмотрите, как это сделано на рисунке ниже.
Но, заметим, никогда не нужно оставлять проволоку свободно болтающейся. Это может подвергнуть установку повреждению или стать опасным для здоровья. Теперь требуется просверлить отверстие в стене, чтобы пропустить провод с улицы во внутреннее помещение.
Важное предупреждение! При сверлении отверстия в стене следует убедиться, что в этом месте нет электрических проводов или водопроводных труб. Сверление через электрический провод может стать причиной серьезного поражения электрическим током. Бурение через водопровод может привести к повреждению водопроводной системы.
Таким образом, осуществляется монтаж спутниковой тарелки и подвод провода к электроприёмнику.
Все антенны создаются с однотипной конструкцией и настраиваются очень просто. Достаточно в точности скопировать направление у близ расположенных соседских устройств с ориентиром на горизонт. После настройки подключается коаксиальный кабель к тарелке. Для этого его прикручивают к устройству, но только при отключенном ресивере, чтобы последний не сгорел.
Как настроить антенну? Для подстройки используется специальный индикатор, какой показан на рисунке ниже. В большинстве случаев достаточно просто попросить кого-нибудь смотреть телевизор и давать наводки, а самому пробовать настроить подключение спутниковой антенны под разными углами.
Если вращать тарелку, звуковой сигнал подскажет, на какой точке горизонтали самое правильное положение. Интервал звукового сигнала становится короче, значит, установка осуществляется в правильном направлении. Если он становится длиннее, нужно повернуть корпус настраиваемой антенны в противоположное направление. Как только будет установлено хорошее качество сигнала, спутниковая антенна считается настроенной.
В конце настройки полностью затягиваются гайки, и фиксируется положение устройства, чтобы оно не сдувалось ветром. Теперь приемная антенна будет располагаться так, чтобы захватывать спутниковые сигналы с наивысшим качеством и силой.
Настройка тюнера для спутниковой антенны самостоятельно может быть выполнено также без предварительной подготовки. Тюнер должен быть настроен на декодирование спутниковых сигналов для преобразования их в телевизионные сигналы и передачи на телевизор.
Немного теории. Спутниковый тюнер – это устройство внутри ресивера (приемника), к которому непосредственно поступает сигнал от спутниковой антенны по кабелю.
Как узнать, попадает ли местность, в которой производится установка тарелки, в зону покрытия желаемого спутника?
Выбор спутника (ов) зависит, прежде всего, от места нахождения и выбранного канала. Суммарное количество каналов с одного спутника может составлять около тысячи. Точное количество принимаемых каналов определить невозможно, поскольку на прием некоторых из них, особо слабых, оказывает влияние погодный фактор:
Подключение и настройка спутникового ресивера выполняются согласно инструкции от производителя. Обычно инициализация приёмника хорошо видна на экране телевизора.
По завершении инициализации нужно:
На экране отобразится список предустановленных имен спутников. С помощью клавиши со стрелкой вверх или вниз на пульте дистанционного управления нужно прокрутить вверх и вниз по экрану, чтобы найти выбранный спутник. Затем нажать кнопку OK, чтобы выбрать нужное.
Также простым нажатием соответствующей кнопки на пульте дистанционного управления сначала выполняется поиск каналов. На экране появится индикатор выполнения. Когда последний достигнет 100%, процесс поиска останавливается автоматически, и первый установленный канал отображается на экране. Далее нажатием кнопок Up и Down настраиваются остальные каналы на тюнере.
Так осуществляется установка спутниковых антенн своими руками. После чего можно смотреть все бесплатные каналы от выбранного спутника.
Прием сигналов спутникового телевидения осуществляется специальными приемными устройствами, составной частью которых является антенна. Для профессионального и любительского приемов передач с ИСЗ наиболее популярны параболические антенны, благодаря свойству параболоида вращения отражать падающие на его апертуру параллельные оси лучи в одну точку, называемую фокусом. Апертура - это часть плоскости, ограниченная кромкой параболоида вращения.
Параболоид вращения, который используется в качестве отражателя антенны, образуется вращением плоской параболы вокруг ее оси. Параболой называется геометрическое место точек, равноудаленных от заданной точки (фокуса) и заданной прямой (директрисы) (рис. 6.1). Точка F - фокус и линия АВ - директриса. Точка М с координатами х, у - одна из точек параболы. Расстояние между фокусом и директрисой называется параметром параболы и обозначается буквой р. Тогда координаты фокуса F следующие: (р/2, 0). Начало координат (точка 0) называется вершиной параболы.
По определению параболы отрезки MF и РМ равны. Согласно теореме Пифагора MF^2 =FK^2+ MK^2. В то же время FK = = х - р/2, КМ = у и РМ = х + р/2, тогда (х - р/2)^2 + у^2 = (х + р/2)^2.
Возводя в квадрат выражения в скобках и приводя подобные члены, окончательно получаем каноническое уравнение параболы:
у^2 = 2рх, или у = (2рх)^0.5. (6.1)
По этой классической формуле сделаны миллионы антенн для приема сигналов спутникового телевидения. Чем же заслужила внимание данная антенна?
Параллельные оси параболоида, лучи (радиоволны) от спутника, отраженные от апертуры к фокусу, проходят одинаковое (фокусное расстояние). Условно два луча (1 и 2) падают на площадь раскрыва параболоида в разных точках (рис. 6.2). Однако отраженные сигналы обоих лучей проходят к фокусу F одинаковое расстояние. Это означает, что расстояние A+B=C+D. Таким образом, все лучи, которые излучает передающая антенна спутника и на которую направлено зеркало парабо
лоида, концентрируются синфазно в фокусе F. Этот факт доказывается математически (рис. 6.3).
Выбор параметра параболы определяет глубину параболоида, т. е. расстояние между вершиной и фокусом. При одинаковом диаметре апертуры короткофокусные параболоиды обладают большой глубиной, что делает крайне неудобным установку облучателя в фокусе. Кроме того, в короткофокусных параболоидах расстояние от облучателя до вершины зеркала значительно меньше, чем до его краев, что приводит к неравномерности амплитуд у облучателя для волн, отразившихся от кромки параболоида и от зоны, близкой к вершине.
Длиннофокусные параболоиды имеют меньшую глубину, установка облучателя является более удобной и амплитудное распределение становится более равномерным. Так, при диаметре апертуры 1,2 м и параметре 200 мм глубина параболоида равна 900 мм, а при параметре 750 мм - всего 240 мм. Если параметр превышает радиус апертуры, фокус, в котором должен находиться облучатель, располагается вне объема, ограниченного параболоидом и апертурой. Оптимальным считается вариант, когда параметр несколько больше, чем радиус апертуры.
Спутниковая антенна - единственный усиливающий элемент приемной системы, который не вносит собственных шумов и не ухудшает сигнал, а следовательно, и изображение. Антенны с зеркалом в виде параболоида вращения делятся на два основных класса: симметричный параболический рефлектор и асимметричный (рис. 6.4, 6.5). Первый тип антенн принято называть прямофокусными, второй - офсетными.
Офсетная антенна является как бы вырезанным сегментом параболы. Фокус такого сегмента расположен ниже геометрического центра антенны. Это устраняет затенение полезной площади антенны облучателем и его опорами, что повышает ее коэффициент полезного использования при одинаковой площади зеркала с осесимметричной антенной. К тому же, облучатель установлен ниже центра тяжести антенны, тем самым увеличивая ее устойчивость при ветровых
Именно такая конструкция антенны наиболее распространенна в индивидуальном приеме спутникового телевидения, хотя в настоящее время используются и другие принципы построения наземных спутниковых антенн.
Офсетные антенны целесообразно использовать, если для устойчивого приема программ выбранного спутника необходим размер антенны до 1,5 м, так как с увеличением общей площади антенны эффект затенения зеркала становится менее значительным.
Офсетная антенна крепится почти вертикально. В зависимости от географической широты угол ее наклона немного
меняется. Такое положение исключает собирание в чаше антенны атмосферных осадков, которые сильно влияют на качество приема.
Принцип работы (фокусировки) прямофокусной (осесимметричной) и офсетной (асимметричной) антенн показан на рис. 6.6.
Для антенн особое значение имеют характеристики направленности. Благодаря возможности использовать антенны с высокой пространственной избирательностью осуществляется прием спутникового телевидения. Важнейшими характеристиками антенн являются коэффициент усиления и диаграмма направленности.
Коэффициент усиления параболической антенны зависит от диаметра параболоида: чем больше диаметр зеркала, тем выше коэффициент усиления.
Зависимость коэффициента усиления параболической антенны от диаметра приведена ниже.
Роль коэффициента усиления параболической антенны можно проанализировать с помощью электрической лампочки (рис. 6.7, а). Свет равномерно рассеивается в окружающее пространство, и глаз наблюдателя ощущает определенный уровень освещенности, соответствующий мощности электролампочки.
Однако если источник света поместить в фокус параболоида с коэффициентом усиления 300 раз (рис. 6.7, б), его лучи после отражения поверхностью параболоида окажутся параллельны его оси, а сила цвета будет эквивалентна источнику мощностью 13 500 Вт. Такую освещенность глаз наблюдателя воспринять не может. На этом свойстве, в частности, основан принцип работы прожектора.
Таким образом, антенный параболоид, строго говоря, не является антенной в ее понимании преобразования напряженности электромагнитного поля в напряжение сигнала. Параболоид - это лишь отражатель радиоволн, концентрирующий их в фокусе, куда и должна быть помешена активная антенна (облучатель).
Диаграмма направленности антенны (рис. 6.8) характеризует зависимость амплитуды напряженности электрического поля Е, создаваемого в некоторой точке, от направления на эту точку. При этом расстояние от антенны до данной точки остается постоянным.
Увеличение коэффициента усиления антенны влечет за собой сужение главного лепестка диаграммы направленности, а сужение его до величины менее 1° приводит к необходимости снабжать антенну системой слежения, так как геостационарные спутники совершают колебания вокруг своего стационарного положения на орбите. Увеличение ширины диаграммы направленности приводит к снижению коэффициента усиления, а значит, и к уменьшению мощности сигнала на входе приемника. Исходя из этого, оптимальной шириной главного лепестка диаграммы направленности яв-
ляется ширина в 1...2° при условии, что передающая антенна спутника удерживается на орбите с точностью ±0,1°.
Наличие боковых лепестков в диаграмме направленности также снижает коэффициент усиления антенны и повышает возможность приема помех. Во многом ширина и конфигурация диаграммы направленности зависят от формы и диаметра зеркала принимающей антенны.
Самой важной характеристикой параболической антенны является точность формы. Она должна с минимальными ошибками повторять форму параболоида вращения. Точность соблюдения формы определяет коэффициент усиления антенны и ее диаграмму направленности.
Изготовить антенну с поверхностью идеального параболоида практически невозможно. Любое отклонение от реальной формы параболического зеркала от идеальной влияет на характеристики антенны. Возникают фазовые ошибки, которые ухудшают качество принимаемого изображения, снижается коэффициент усиления антенны. Искажение формы происходит и в процессе эксплуатации антенн: под воздействием ветра и атмосферных осадков; силы тяжести; как следствие неравномерного прогрева поверхности солнечными лучами. С учетом этих факторов определяется допустимое суммарное отклонение профиля антенны.
Качество материала также влияет на характеристики антенны. Для изготовления спутниковых антенн в основном используют сталь и дюралюминий.
Стальные антенны дешевле алюминиевых, но тяжелее и больше подвержены коррозии, поэтому для них особенно важна антикоррозийная обработка. Дело в том, что в отражении электромагнитного сигнала от поверхности участвует очень тонкий приповерхностный слой металла. В случае повреждения его ржавчиной значительно снижается эффективность антенны. Стальную антенну лучше сначала покрыть тонким защитным слоем какого-нибудь цветного металла (например, цинка), а затем покрасить.
С алюминиевыми антеннами этих проблем не возникает. Однако они несколько дороже. Промышленность выпускает и пластиковые антенны. Их зеркала с тонким металлическим покрытием подвержены искажениям формы за счет различных внешних воздействий: температуры, ветровых нагрузок и ряда других факторов. Существуют сетчатые антенны, устойчивые к ветровым нагрузкам. Они имеют хорошие весовые характеристики, но плохо зарекомендовали себя при приеме сигналов Ки-диапазона. Такие антенны целесообразно использовать для приема сигналов С-диапазона.
Параболическая антенна на первый взгляд кажется грубым куском металла, но тем не менее она требует аккуратного обращения при хранении, транспортировке и монтаже. Любые искажения формы антенны приводят к резкому снижению ее эффективности и ухудшению качества изображения на экране телевизора. При покупке антенны необходимо обратить внимание на наличие искажений рабочей поверхности антенны. Иногда бывает, что при нанесении антикоррозийных и декоративных покрытий на зеркало антенны ее «ведет» и она приобретает форму пропеллера. Проверить это можно, положив антенну на ровный пол: края антенны везде должны касаться поверхности.
