Методика кутових розрахунків та вимірювань при налаштуванні антени на теле- радіомовні супутники

Методика кутових розрахунків та вимірювань при налаштуванні антени на теле- радіомовні супутники

СОДЕРЖАНИЕ

ВСТУП

1. ПРИНЦИПИ СУПУТНИКОВОГО БЕЗПОСЕРЕДНЬОГО ТЕЛЕМОВЛЕННЯ

1.1 Супутникове безпосереднє телемовлення

1.2 Телерадіомовні супутники, які видно з Одеси

1.3 Енергетика супутникового безпосереднього телемовлення

1.4 Висновок

2. ПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА СНТВ

2.1 Аппаратура СНТВ

2.1.1 Спутник и антенна

2.1.2 Конвертер

2.1.3 Ресивер

2.2 Аппаратура для приема НТВ+

3. НЕОБХОДИМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ УСТАНОВЛЕНИИ АНТЕНН

3.1 Ориентация антенны

3.2 Не перестраиваемые антенны

3.3 Перестраиваемые антенны

3.4 Позиционирование антенн

4. НАСТРОЙКА АНТЕНН

4.1 Подвеска азимут-угол места

4.2 Полярная подвеска

5. ПРИБОРЫ ТОЧНОЙ НАСТРОЙКИ

5.1 Приборы точной настройки предлагаемые некоторыми фирмами

5.2 Рівень сигналу на виході конвертора

5.3 Разработка приставки для точной настройки антенны

6. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

ВСТУП

Супутникові ретранслятори для передавання інформації застосовуються в міжнародних, регіональних та національних засобах зв'язку, а також для організації багатомовного телевізійного мовлення, як з колективним так і з індивідуальним прийомом.

Супутникові засоби телевізійного мовлення дають можливість збільшити число програм порівняно з наземними, оскільки число частотних каналів останніх обмежено, значно розширити територію приймання програм телебачення, у тому числі й у інших країнах.

Розвитку засобів супутникового зв'язку та мовлення в Україні надають велику увагу. Розроблена та поетапно реалізується “Програма створення системи супутникового телебачення України” (1993 р.).УНДІРТ розробив концепцію розвитку супутникового зв'язку та мовлення, відповідно до якої:

“Супутникові засоби здатні задовольнити зростаючі потреби перспективних систем розподілу та обміну телевізійними та радіомовними програмами, як у середині, так і за межами України, а також організувати багатопрограмне безпосереднє телевізійне мовлення. Формування та передавання програм телевізійного та звукового мовлення, а також додаткової інформації доцільно провадити в універсальній цифровій формі”

На Всесвітній Адміністративній конференції з супутникового телебачення (Женева, 1977р.) на конференції в 1979р. (ВАКР-71) були надані та пізніше уточнені смуги частот, в яких допускається висока густина потоку потужності від ШСЗ. Для регіону 1 - Європа, Африка, територія СНД це:

діапазон 12 ГГц, смуга частот 11,7-12,5 ГГц;

діапазон 42 ГГц, смуга частот 40,5-42,5 ГГц;

діапазон 85 ГГц, смуга частот 84-85 ГГц.

Використання діапазону 42 і 85 ГГц значно ускладнено для сучасної техніки. У Європі супутникове безпосереднє телемовлення (СБТМ) проводиться на частотах 10.7-12.5 ГГц із десятка різноманітних супутників, що знаходяться на геостаціонарних орбітах (KOPERNIC, ASTRA, ESS, INTELSAT, TELECOM, TDF, HOT BIRD та інші).

При плануванні СБТМ (ВАКР-71, ВАКР-79) вимагається провести ретельний енергетичний розрахунок напруженої радіолінії “ вниз”-ШСЗ-Земля. В якості параметру, що характеризує приймальну станцію, прийнятий коефіцієнт добротності , рівний відношенню коефіцієнту підсилення антени до сумарної шумової температури приймальної станції . Звичайно значення надається у децибелах.

Технічні можливості реалізації параметрів приймальних приладів та антен, а також економічний аналіз дозволяють вибрати значення добротності =6 дБ/K для індивідуального прийому. При цьому оптимум ЕІВП (еквівалентної ізотропно-випромінюваної потужності) складає 61 - 68 дБВт. Пізніше на ВАКР-89 рекомендовані значення - 6 - 13 дБ/Вт і при цьому значення ЕІВП - 55 - 58 дБВт.

У цьому дипломному проекті розглянута методика кутових розрахунків та вимірювань при налаштуванні антени на теле- радіомовні супутники, які ми маємо можливість спостерігати з м. Одеси, а також надається та аналізується пристрій для точного наведення антени на необхідний супутник, у випадку неперелаштовуємої антени (підвіска Азимут-Кут місця), та на всі супутники, з яких можливий прийом у м. Одесі, у випадку перелаштовуємої антени (полярна підвіска). Мовлення проводиться в Ku-діапазоні (10,7-12,75 ГГц).

Оформлення проекту проведено згідно з ДСТУ 3008-95 [1].

1. ПРИНЦИПИ СУПУТНИКОВОГО БЕЗПОСЕРЕДНЬОГО ТЕЛЕМОВЛЕННЯ

1.1 Супутникове безпосереднє телемовлення

СБТМ називають прийом телевізійних сигналів, що передаються з борту штучного супутника Землі (ШСЗ) за допомогою стандартних телевізійних приймачів, забезпечених додатковими недорогими приймальними пристроями та антенами.

Рух штучного супутника Землі підкоряється законам Кеплера, обгрунтованим у ХVII с. З цих законів випливає, що орбіта штучного супутника Землі має форму еліпса (у окремому випадку кола) і лежить у нерухомій площині, що проходить через центр тяжіння Землі, що знаходиться в одному з її фокусів (у центрі кола у випадку кругової орбіти). Час, необхідний супутнику на виконання повного оберту по орбіті (час обертання), пропорційний кореню квадратному від третьої степені більшої піввісі (радіусу) орбіти.

,(1.1)

де = 3,98601014 м3 с-2- постійне притяжіння Землі, тобто, маса Землі (5,9751024 кг) помножена на гравітаційну постійну (6,6510-11 м3кг-1с-2).

В окремому випадку кругової орбіти радіусом= 42 164 км період обертання дорівнює 23 годинам 56 хвилинам 4.09 секунді, тобто, одній астрономічній добі.



Рисунок 1.1 - Геостаціонарна орбіта

А якщо орбіта лежить у площині екватора і супутник рухається в напрямку, який збігається з напрямком обертання Землі, то супутник здається нерухомо підвішеним на висоті 35 786 км над екватором (радіус Землі на екваторі = 6378 км). Такий супутник називається геостаціонарним, а його орбіта - геостаціонарною орбітою (рис. 1.1). Сучасні теле- радіомовні супутники - геостаціонарні.

Протягом двох шестинедільних інтервалів часу в період весняного (з 1 березня по 11 квітня) та осіннього рівнодення (з 1 вересня по 11 жовтня) супутники на геостаціонарній орбіті певний час знаходяться в тіні Землі (рис. 1.2). Це відбувається раз на добу о півночі, тобто в точках, що мають однакову географічну довготу, що і позиція супутника.



Рисунок 1.2 - Вид на геостаціонарну орбіту з Північного полюса. Явище “осліплення” приймальної антени: 1-сонце; 2-супутник; 3 - Земля; 4 - область “осліплення”; 5-область тіні.

Найбільший час затемнення не перевищує 70 хвилин (21 березня та 23 вересня). Під час затемнення супутник не може передавати телевізійні програми. Розміщуючи супутник західніше відносно обслуговуємої території, можна пересунути період затемнення за північ, що полегшує планування теле- та радіопрограм.

Окрім явища затемнення супутника в періоди рівнодення виявляється також явище “осліплення” приймальної антени (див. рис. 1.2). У залежності від діаметра антени, від одиниць до декількох десятків хвилин щоденно протягом декількох днів сонце знаходиться в діаграмі направленості антени, призводячи до значного погіршення умов прийому сигналу зі супутника, аж до повної неможливості прийому. Явище “осліплення” приймальної антени неможливо усунути, його необхідно просто враховувати в роботі системи [2].

1.2 Телерадіомовні супутники, які видно з Одеси

З моменту запуску першого європейського супутника ESC-1, який використано для передачі ТВ програм, минуло більш ніж 14 років. Але за цей час виведено на геостаціонарну орбіту понад 100 телерадіомовних супутників різними країнами та фірмами. З них на території України видно біля 50 супутників на позиціях від 45,0 з.д. до 105 с.д. При цьому кількість супутників неперервно змінюється, швидко розробляються та розміщуються на орбіті нові супутники замість відпрацювавших свій ресурс. Усі зміни друкуються у періодичних виданнях різних країн.

У таблиці 1.1 надано перелік супутників, ретранслюючих теле- та радіопрограми, які видно з довготи м. Одеси за станом на грудень 1997 р., азимут та кут підвищення приведені для м. Одеси.

Кожний супутник, наданий у таблиці 1.1 має кілька траспондерів, ретранслюючих телевізійні програми в різних стандартах і на різних мовах. Це пов'язано з тим, яку територію вони обслуговують. Крім того, майже 60% програм уже представляє цифрове телебачення з крипто-кодуванням. Слід зазначити також, що стан супутниковому телерадіомовленні швидко змінюється, змінюються програми із супутників, протягом їх мовлення. Це пов'язано з комерційною діяльністю організацій- власників супутників.

У додатку Д дано перелік програм ( каналів ), що ретранслюються супутниками, приведеними в таблиці 1.1. Ознака поляризацій: H- горизонтальна; V- вертикальна; R- кругова права; L- кругова ліва.

Таблиця 1.1-Перелік супутників, ретранслюючи теле- та радіопрограми, які видно з довготи м. Одеси за станом на грудень 1997 р..

Позиція град. cх.д	Супутник	Азимут град.	Кут місця град.
1	2	3	4
-27,5	INTELSAT 601	245,0	12,80
-14,0	ЭКСПРЕС 2	233,81	21,22
-11,0	ГОРИЗОНТ 37	230,90	22,95
-8,0	TELECOM 2A	227,90	24,63
-5,0	TELECOM 2B	224,78	26,23
-4,0	AMOS	223,97	26,58
-1,0	INTELSAT 707	220,47	28,24
-0,8	THOR	218,50	29,00
5,0	TELE X	213,62	30,93
5,2	SIRIUS	213,21	31,01
7,0	EUTELSAT II-F4	211,23	31,73
10,0	EUTELSAT II-F2	207,57	32,84
13,0	EUTELSAT II-F1 HOT BIRD 1/2	203,80	33,82
16,0	EUTELSAT II-F3	199,93	34,66
19,2	ASTRA 1A ASTRA 1B ASTRA 1C ASTRA 1D	195,98	35,56
19,2	ASTRA 1E ASTRA 1F	195,98	35,56
31,0	ARABSAT 1C	179,61	36,56
36,0	ГАЛС	172,57	36,26
40,0	ГОРИЗОНТ-43	167,29	35,81
42,0	TURKSAT 1C	164,46	35,36
53,0	ГОРИЗОНТ-38	150,51	32,28
57,0	INTELSAT 703	245,72	30,70
60,0	INTELSAT 604	142,26	29,38
63,0	INTELSAT 602	138,92	27,96
66,0	INTELSAT 704	135,68	26,46
68,5	PANAMSAT	132,98	25,03
78,5	THAICOM 1&2	123,24	19,27
80,0	ЭКСПРЕСС-6	121,95	18,47
84,0	РАДУГА-30	118,31	15,87
90,0	ГОРИЗОНТ-40	113,29	12,11
93,5	INSAT 2B INSAT 2C	110,36	9,48
96,5	ГОРИЗОНТ-31	108,00	7,80

1.3 Енергетика супутникового безпосереднього телемовлення

Якість прийому в будь-якій системі телекомунікації визначається відношенням потужності сигналу до потужності шуму в приймачі. Розробник супутникових систем телекомунікацій віддає перевагу оперувати відношенням потужності сигналу до потужності шуму на вході приймача (C/N).

C/N при всіх величинах, наданих у дБ, для ділянки ШСЗ-Земля може бути надано у вигляді [2].

(1.2)

де (ЕІВП) - еквівалентна ізотропно-випромінювана потужність ретранслятора на ШСЗ;

- основні втрати (ослаблення) на трасі ШСЗ-Земля;

- відстань від ЗС до супутника;

- довжина хвилі на ділянці ШСЗ-Земля;

- додаткові втрати при розповсюдженні радіохвиль на ділянці ШСЗ-Земля, що залежать від стану атмосфери, в основному від інтенсивності дощу;

- добротність приймальної системи;

=1. 3810-23 Дж/К- постійна Больцмана;

- шумова смуга приймального пристрою, приблизно дорівнює ефективній смузі частот ствола;

-- коефіцієнт запасу на ділянці ШСЗ-Земля(зазвичай рівний 1 дБ);

Однак межа обслуговуємої території будь-яким супутником не є яскраво обумовленою. Можливий також прийом сигналів за нею. Тоді необхідно провадити енергетичні розрахунки з метою - визначити діаметр приймальної антени при використанні того або іншого конвертора (заданий коефіцієнт шуму).

Достатньо просто вираховується значення діаметра антени

(1.3)

де - добротність приймальної системи;

- сумарна шумова температура приймальної системи;

- коефіцієнт що визначає електродинамічні параметри антени.

Це в значній мірі відноситься до України. Власного радіомовного супутника Україна не має, але на її території можуть прийматися Європейські супутники (Astra, Hot Bird та інші), арабські, російські (Галс, Горизонт) та інші.

Повна шумова температура приймальної системи [3], що складається з антени хвилеводного тракту, МШП, підведена до випромінювача приймальної антени, визначається за формулою:

(1.4)

де- еквівалентна шумова температура антени;

=290 К- абсолютна температура середовища;

- еквівалентна шумова температура приймача;

- ККД фідера (як відзначено приймається рівним 1, а цей тип втрат відноситься до ).

Еквівалентна шумова температура антени ЗС може бути подана у вигляді суми:

,(1.5)

складові якої обумовлені:

- шумом космічних джерел радіовипромінювання;

- шум атмосфери;

- випромінюванням Землі.

Для системи СБТМ у діапазоні 12 ГГц 1К і його можна не враховувати (вплив Сонця буває тільки в період “осліплення” приймальної антени (див. розділ 1.1)). Радіовипромінювання земної атмосфери має тепловий характер і підкоряється закону термодинамічної рівноваги.

;(1.6)

=260 К.

Шумова температура Землі рівна її кінетичній температурі

==290 К.

Але випромінювання Землі сприймається антеною ЗС тільки через бокові пелюстки ДН. Частка попадання в антену земного випромінювання оцінюється інтегральним рівнем бокових пелюсток =0,01...0,2.

За рівнем - 10 дБ =0,1.

Оскільки шумова температура приймача зв'язана з коефіцієнтом шум (при вимірюванні у дБ) співвідношенням:

(1.7)

Таблиця 1.2-Перелік супутників, ретранслюючих теле- та радіопрограми, які можливо приймати з довготи м. Одеси.

Позиція		C/N, дБ
супутника	Супутник	D = 0,6	D = 0,9	D = 1,2	D = 1,5
в град.		ясно	дощ	ясно	дощ	ясно	дощ	ясно	дощ
-27,5	INTELSAT 601	4,7	0,1	8,2	3,3	10,7	5,8	12,7	7,8
-14,0	ЭКСПРЕС 2	7,7	3,6	11,2	7,1	13,7	9,6	15,6	11,5
-11,0	ГОРИЗОНТ 37	7,8	3,7	11,4	7,3	13,9	9,8	15,8	11,7
-4,0	AMOS	11,9	7,4	15,4	10,9	17,9	13,4	19,8	15,4
-1,0	INTELSAT 707	9,1	5,4	12,7	8,9	15,2	11,4	17,1	13,4
5,0	Sirius 2 Hor. Sirius 2 Vert.	12,3	8,8	15,8	12,3	18,3	14,8	20,2	16,7
7,0	EUTELSAT II-F4	9,4	5,9	12,9	9,4	15,4	11,9	17,3	13,8
13,0	EUTELSAT II-F1 HOT BIRD 1 HOT BIRD 2 HOT BIRD 3	12,5	9,1	16	12,6	18,5	15,1	20,4	17,1
36,0	ГАЛС	13,7	10,4	17,2	13,9	19,7	16,4	21,6	18,3
40,0	ГОРИЗОНТ-43	11,2	8,3	15,1	11,8	17,6	14,3	19,2	16,3
42,0	TURKSAT 1C	3,5	0,2	7,1	3,2	9,6	6,2	11,5	8,2

Значення які входять у таблицю 1.2 розраховані за допомогою програми SMW Link, яка описана в додатку Б. Відношення сигнал/шум розраховано в двох випадках; при ясному небі і при опадах з інтенсивністю 10 mm/h.

1.4 Висновок

Розглянувши формули та результати у таблиці 1.2 можемо зробити висновок, що чим більше діаметр антени, тим більше відношення сигнал/шум на вході приймального пристрою. Але чим більше діаметр антени тим вузче головний промінь її діаграми направленості:

(1.8)

отже потрібно більш ретельно та точніше налаштовувати антену систему. Далі буде описана методика налаштування антен з різними підвісками та наданий пристрій для точного наведення антени на потрібний супутник.

2. ПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА СНТВ

2.1 Аппаратура СНТВ

Рисунок 2.1 - Структурная схема приемника ТВ-сигналов со спутника: I-внешняя часть; II-внутреняя; 1-спутник; 2-антенна; 3-конвертер; 4-коаксиальный кабель;5-тюнер; 6-ТВ-приемник.

Развитие приемных устройств прошло за 80-90 годы несколько этапов и в настоящее время установилась структурная схема (Рис. 2.1) [2]. Поляризатор и конвертор относятся к внешнему (наружному) блоку, тюнер, который также называется ресивером, - к внутрениму блоку.

Сигнал СВЧ мощностью около 150 пВт, принимаемый антенной, усиливается малошумящим усилителем (МШУ) конвертора, а затем к тюнеру. В тюнере осуществляется выбор необходимого канала и обработка сигнала (демодуляция, преобразование в дециметровые преобразовывается в диапазон около1,5 ГГц и по кабелю подводится ТВ каналы и т.д.)

В комплект ПУ могут входить различные сервисные устройства: блок дистанционного управления антенной, называемый позиционером, дешифратором закодированных программ, декодер D2-MAG и т.д.

Схематические решения различных фирм достаточно традиционные, отличия связаны с применением той или иной элементной базы. Но кроме технических характеристик всегда надо учитывать их надежность и цену, поскольку они предназначены для массового потребителя.

2.1.1 Спутник и антенна

Самым простым и дешевым является вариант спутников Hot Bird 1,2/ Eutelsat IIF-1. Однако есть одно существенное замечание. Разные спутники “светят” на разные территории разным сигналам. Более того такие различия могут наблюдаться в приделах одного спутника. Соответственно возникают различные условия приема сигнала, и для разных программ с одной орбитальной позиции нужны разные по размерам “тарелки”. Спутники Hot Bird 1 и 2 достаточно уверено можно принимать на антенны диаметром 90-110см на большей части Украины, спутник Eutelsat IIF-1 - только в самых западных и северных районах.

Здесь уместно сказать, что антенны диаметром 1,5 м и более обычно являются прямофокусными , т.е. представляют собой “тарелку” в классическом понимании этого слова - параболоид вращения. Антенны меньшего диаметра обычно офсетного типа. Это тоже сегмент параболоида вращения, но вырезанный несимметрично. Фокусная точка такого сегмента расположена ниже геометрического центра антенны. Это устраняет затенения полезной площади антенны облучателем и опорами.

Рефлекторы параболических антенн для диапазона частот, соответствующего сантиметровым волнам, выполняют чаще всего давлением (иногда используется литье) из алюминиевого листа, реже из нержавеющей стали. Стальные антенны дешевле алюминиевых, но тяжелее и более подвержены коррозии, которая ухудшает электрические параметры антенны. Поэтому для стальных антенн особенно важна антикоррозийная обработка. Оптимальным вариантом является покрытие антенны сначала тонким защитным слоем какого-либо цветного металла, например цинка, а затем ее покраска. Алюминиевые антенны лишены этих недостатков. Но сам материал дороже, и антенна соответственно тоже дороже. Существуют еще и пластиковые антенны. Хотя эти антенны плохо приспособлены к температурным перепадам, их выпускают целый ряд зарубежных производителей. Такие антенны обычно дороже алюминиевых,но это компенсируется их высоким качеством.

Зеркало приемной антенны может быть сплошным или сетчатым (сетчатые чаще делают сборными - из 4-8 секторов). Сетчатые антенны имеют хорошие весовые характеристики (значительно легче сплошных антенн), меньше подвержены ветровым нагрузкам, но качество приема у них несколько хуже, чем у сплошных. Они плохо зарекомендовали себя при приеме сигналов Ku- диапазона. Их целесообразнее использовать для приема сигналов в C- диапазоне. Необходимо также чтобы материал, из которого выполнен рефлектор, был стойкий к воздействию температуры в границах от -40О до +60О С и к ультрафиолетовому излучению. Требуется, чтобы антенна могла работать при скорости ветра, доходящей до 120 км/ч и выдерживать порывы ветра со скоростью до 160 км/ч.

Точность формы - это самая важная характеристика антенны. Она должна с минимальными ошибками повторять форму параболоида вращения. При этом различают механическую стабильность конструкции и ошибки, возникающие в процессе производства. Для малых диаметров антенн в спутниковом вещании механическая стабильность связана с совершенством конструкции подвески антенны. Отклонение оси антенны, вызванное давлением ветра, не должно превышать одно десятой ширины главного лепестка. Это означает, что антенны с диаметром 60 см допустимая погрешность - не более 0,3o,для антенны с диаметром 1,8 м - 0,1o. Антенна - единственный усиливающий элемент приемной системы, который не вносит собственных шумов и не ухудшает сигнал, а точность соблюдения формы определяет усиление антенны. Она может быть нарушена при транспортеровке и монтаже. Эти повреждения обычно можно заметить - это вмятины, изгибы, пропеллеобразная форма.

Если форма не выдержана при изготовленииантенны, это довольно трудно заметить. В этой ситуации можно рекомендовать только одно - приобретать антенны солидных производителей и солидных поставщиков. Это можно определить по общему уровню сервиса фирмы и наличию сертификата и документации производителя.

В последнее время определенную популярность приобретают плоские антенны, созданные на основе полосковых излучателей, соединенных параллельно и образующих плоскую антенную решетку, способную принимать электромагнитные сигналы. Характерные размеры полосковых излучателей кратные длине волны принимаемого сигнала, все эти маленькие элементики синфазно соединены с собирательными шинами, соединенные к центру антенны, где находится конвертер. Сигналы можно принимать, грубо говоря, со всех возможных направлений, или, другими словами, плоские антенны обладают большим углом раскрыва и широкой диаграммой направленности со значительными боковыми лепестками. Таким образом, коэффициент направленного действия таких антенн несколько ниже, чем у зеркальных соответствующей площади. Плоские антенны, безусловно, обладают рядом достоинств, главные из которых высокая технологичность, минимальные ветровые нагрузки, возможность электрического управления диаграммой направленности.

Спутниковая антенна с виду кажется обычной “железякой”, но правильно ее выбрать значительно труднее, чем электронную часть приемной установки [5].

2.1.2 Конвертер

В фокусной точке антенны- рефлектора располагается принимающая головка, предназначенная для приема сфокусированного антенной сигнала, частотного преобразования и передачи сигнала по кабелю на ресивер. Принимающая головка, расположенная фокусе параболического зеркала антенны, состоит из трех частей - облучателя, поляризатора и конвертера. Эти три функционально разные части конструктивно могут быть выполнены в одном корпусе - попарно или вообще все три элемента вместе. Облучателями параболических антенн служит широкий класс слабонаправленных антенн - рупоры, щелевые антенны, спирали, диэлектрические антенны и пр. Наиболее простыми являются облучатели в виде открытого конца волновода. Волноводы могут быть круглого и прямоугольного сечения, и параметры облучателей во многом определяются их геометрическими пропорциями. Волновод круглого сечения в большей степени удовлетворяет требованиям к облучателям антенных систем - диаграмма направленности практически осесимметрична, чего трудно добиться то прямоугольного волновода, и меньше уровень побочного излучения. Для согласования и обеспечения более узкой диаграммы направленности к облучателю подсоединяют рупор конический (к круглому) или пирамидальный (к прямоугольному).

Поляризатор обеспечивает выбор поляризации принимаемого сигнала (вертикальная, горизонтальная, круговая). ПО принципу действия поляризаторы подразделяются на электромагнитные и механические. Выбор поляризации в электромагнитном поляризаторе происходит посредством изменения величены тока или напряжения. Управление поляризатором производится с ресивера с помощью пульта управления. В механическом поляризаторе выбор поляризации осуществляется механическим перемещением, т.е. поворотом вокруг своей оси петлеобразного проводника (элемента связи).

Следующий элемент - это конвертер или LNB (Low Noise Blockconvertor) - электронный блок, нужен универсальный или трехдиапазонный конвертер для Ku- диапазона. Он составляет 10,7-12,75 ГГц. Основной параметр конвертера - коэффициент шума. Но именно эту характеристику тяжелее всего проверить. Она у современных конвертеров колеблется в пределах от 0,5 до 1,0 дБ. Если собирать полупрофессиональную установку с намерением “вытягивать” самые слабенькие телевизионные сигналы, коэффициент шума конвертера должен быть в пределах 0,5…0,6 дБ. Шум конвертеров C- диапазона измеряется в градусах Кельвина (К). Эта величина обычно лежит в приделах то 15 до 50 К.

От конвертера к ресиверу прокладывают высокочастотный телевизионный кабель. Кабель нужен специальный спутниковый, так как обычный антенный , применяемый для эфирного телевидения, не подходит.

2.1.3 Ресивер

Последняя составляющая приемной системы - спутниковый ресивер. Сейчас на рынке Украины преобладают ресиверы зарубежного производства. Конкуренция на этом рынке весьма высокая, и откровенной “халтуры” никто не производит. Поэтому выбрать довольно просто: чем дороже ресивер, тем он более высокого качества, что подразумевает более широкий набор сервисных возможностей и, как правило, более высокую надежность.

Обратить особое внимание нужно на наличие управляющих сигналов 22 кГц и 13/18 В. Для расширения потенциальных возможностей полезно иметь два LNB входа и возможность приема сигналов С- и Ku- диапазонов. Просмотр телевизионных программ возможен на любом ТВ приемнике, но необходимо наличие блока PAL/SECAM, а также низкочастотных входов (разъемы СКАТ или “колокольчик”) или ДМВ- блока. У современных ТВ приемниках все это есть [5].

2.2 Аппаратура для приема НТВ+

Вещание пакета из нескольких платных программ НТВ+ ведется со спутников “Галс”, которые находятся на позиции 36о в.д.

В комплект оборудования НТВ+ входит антенна, конвертер, ресивер, декодер, а также кабель с двумя разъемами.

Декодер - это электронное устройство, которое присоединяется с помощью кабеля СКАРТ-СКАРТ к ресиверу и позволяет при внесенной абонентской плате раскодировать закрытый сигнал. Индивидуальный код подписчика содержится в ключе-карточке. Поэтому декодер может быть включен или выключен специальной командой в зависимости от внесения или не внесения абонентской платы.

Комплект с ресивером NTV-1000 носит название NTV-1, с ресивером NTV-200 или NTV-2000 - комплект NTV-2, с ресивером NTV-3000 - комплект NTV-3. NTV-200 отличается от NTV-2000 только отсутствием собственной регулировки уровня звука, поэтому нужно просто воспользоваться соответствующей регулировкой на телевизоре.

Согласно инструкции, декодер нужно подключить через разъем DECODER на задней панели ресивера. При первом включении происходит инсталляция декодера, которая может продлиться до 10 мин., пока будет получено декодированное изображение. В НТВ+ используется система кодирования Syster.

Ресивер NTV-200 (NTV-2000) (рис. 2.2) можно подключить к ТВ- приемнику несколькими способами [7]. В простейшем случае антенный вход ТВ- приемника соединяется с разъемом TV OUT на задней панели ресивера. Эфирная антенна при этом включается в разъем ANT IN. При этом спутниковое телевидение появится на 10-м канале ТВ- приемника. Если 10-й канал занят одной из местных вещательных станций, то с помощью регулировочного винта CH ADJ спутниковый сигнал можно перестроить на 11-й или 12-й канал.

На большинстве современных моделях телевизоров существуют низкочастотные выходы в виде разъемов “скарт” или “колокольчик”. Предпочтительно подключить ресивер к ТВ- приемнику с помощью кабеля, оканчивающегося с обеих сторон разъемом “скарт” или двумя разъемами “колокольчик”. Для разъемов “скарт” нужно использовать гнездо TV на задней панели, а для разъемов “колокольчик” - гнезда VIDEO и AUDIO B(R).В случае низкочастотного подключения телевизор необходимо перевести в режим монитора согласно инструкции (обычно он называется режим AV).

Рисунок 2.2 - Схема подключения ресивера NTV-200 (NTV-2000)

Первые четыре канала в ресивере NTV-200 настроены на программы со спутника “Галс”. Для настройки можно выбрать один из фильмовых каналов, например, 4-й канал “Наше кино”. Нужно также учесть, что днем на этом канале перерыв в вещании и видна стандартная настроечная сетка. Каналы на ресивере переключаются, как и на обычном ТВ- приемнике, с помощью пульта дистанционного управления - цифровой клавиатуры или кнопками CH (выбор канала).

Модель ресивера NTV-100 отличается от модели NTV-200 отсутствием выхода TV OUT. Ресивер к ТВ- приемнику в этом случае можно подключить только по низкой частоте, т.е. через разъемы типа “скарт” или “колокольчик”. Заметим, что все современные модели телевизоров имеют такие выходы.

Ресивер NTV-3000 (рис. 2.3) существенно отличается от двух других моделей [7]. Он значительно более удобен в работе, имеет ряд дополнительных функций и позволяет в дальнейшем наращивать возможности приемной установки. Экранное меню, которое можно вызвать на экран телевизора, существенно облегчает работу по настройке и перестройке параметров ресивера. Наличие таймера и третьего разъема “скарт” позволяет без присутствия владельца записывать на видеомагнитофон передачи со спутника с программированием начала записи на 28 дней вперед. При этом не требуется оставлять включенным ТВ- приемник.

Ресивер NTV-3000 позволяет закрыть паролем доступ к любому из каналов.



Рисунок 2.3 - Схема подключения ресивера NTV-3000

Кроме того, токовое управление поляризатором позволяет после покупки позиционера и антенны с полярной подвеской и без замены самого ресивера принимать сигналы с нескольких спутников. Необходимо отметить, что подключить ресивер NTV-3000 можно только при наличии ДМВ- блока в ТВ- приемнике. Заводская установка соответствует 36-му каналу. Если этот канал занят, то с помощью ответствующего пункта меню выход ресивера можно настроить на любой канал с 21-го по 69-й.

Вообще, перед работой с ресивером, особенно с моделью NTV-3000, необходимо внимательно изучить инструкцию. В комплекты аппаратуры НТВ+ входит подробная инструкция к ресиверу на русском языке.

До настоящего времени для просмотра НТВ+ в основном можно было приобрести специальные комплекты, которые принципиально отличаются от комплекта на Hot Bird только наличием декодера. Антенна и ресивер для НТВ+ нужны те же, что и для Hot Bird. Отличается только конвертер. Он должен принимать сигналы круговой поляризации, так как спутники “Галс” работают именно в таком режиме.

В последние время в свободной продаже появились декодеры НТВ+ без фирменного комплекта. Поэтому не страшно если вместо конвертора НТВ+ поставить Hot Bird-овский конвертор, так как сигнал со спутников “Галс” очень мощный и на экране не заметна разница. Проблемы могут возникнуть с ресивером, к сожалению не все модели ресиверов совместимы со всеми моделями декодеров. Особенно это относится к старым моделям ресиверов, поэтому необходимо проверить их на совместимость.

3. НЕОБХОДИМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ УСТАНОВЛЕНИИ АНТЕНН

3.1 Ориентация антенны

Приемную антенну для приема со спутника можно устанавливать на земле, на мачте, на стене дома, на крыше. Независимо от места установки нужно убедиться, что существует непосредственный обзор всех спутников, с которых необходимо принимать телевизионные сигналы. Электромагнитные волны в этом диапазоне частот (микроволны) распространяются почти вдоль прямых линий. Всякая помеха, например, высокий дом, препятствующий прохождению микроволн, делает невозможным прием с затеняемого спутника. Неприятности можно ожидать и от деревьев. Зимой могут быть хорошие условия приема, а весной, когда появятся листья, находящиеся на пути микроволн, следует уже считаться с подавлением сигнала от спутника, что может значительно ухудшить качество принимаемого изображения [2].

Зная координаты ИСЗ в геоцентрической системе, можно вычислить значение азимута и угла места для любой точки размещения приемной станции; при этом приходится учитывать не идеальность поверхности Земли, высоту точки приема над поверхностью идеального земного шара. Если считать Землю идеальным шаром, возвышение приемной станции над уровнем моря нулевым, а спутник расположенным в плоскости экватора с периодом, точно равным звездным суткам (геостационарный ИСЗ), то азимут и угол места для луча антенны приемной станции можно вычислить по [3].

,(3.1 а)

,(3.2 а)

или [6]

,(3.1 б)

,(3.2 б)

где - долгота подспутниковой точки спутника в относительной геоцентрической системе координат;

- угол между плоскостью Гринвичского меридиана и плоскостью меридиана на котором размещен приемник (долгота места приема);

- широта точки на которой находится приемник;

42 170 км- высота орбиты над центром Земли;

6371 км- радиус Земли, =0 при

0, , =2 при 0, , =1 при 0.

По величине угла места можно определить границу зоны видимости ИСЗ. Эта граница определяется условием 0.

Реально во избежания затенения спутника земными предметами, возвышенностями, а также увеличения шумов из-за приема шумового излучения Земли границы зоны радиовидимости определяют из условия

5О(3.3a)

или 10О(3.3б)

3.2 Не перестраиваемые антенны

Опорно-поворотное устройство (подвеска) антенны обеспечивает ее прецизионную ориентацию на выбранный спутник. В простейшем решении реализуются полный поворот вокруг вертикальной оси (азимут) и возможность отклонения относительно горизонтальной оси (угол места) в границах, зависящих от географической широты места приема. Например, на территории Украины требуемая величина изменения угла места антенны составляет от 10О до 35О. Этот тип подвески, называемый подвеской А-УМ (азимут-угол места, англ. azimuth-elevation), применяют тогда когда антенна предназначена для приема сигналов с одного спутника.

3.3 Перестраиваемые антенны

Для приема сигналов с разных спутников использование подвески А-УМ не рекомендуется. Ориентация антенны в направлении спутника при двух степенях свободы (азимут, угол места) - задача достаточно трудная, поскольку для дистанционного управления антенной необходимо два двигателя.



Рисунок 3.1 - Определение параметров полярной подвески: 1-полярная ось, направленная на север; 2-экватор;3-нулевое отклонение

Простую переориентацию антенны к выбранному спутнику на геостационарной орбите позволяет осуществить так называемая полюсная подвеска (англ. Polar mount) [2]. Установим антенну так, чтобы ось диаграммы направленности была параллельна плоскости экватора, и вращаем ее относительно оси, параллельной оси Земли. Диаграмма направленности будет ориентирована на гипотетические спутники, лежащие в плоскости экватора Земли, но бесконечно далеко от центра Земли (рис .3.1, а). Отклоним теперь апертуру антенны(рис. 3.1, б) от оси вращения антенны (полярной оси) так, чтобы оси диаграммы направленности пересекали экваториальную плоскость на расстоянии 42 164 км (радиус геостационарной орбиты). Угол отклонения апертуры называется углом склонения (рис. 3.2). Полярная ось вращения Земли (1) создает с местной горизонтальной плоскостью угол, равный географической широте места приема . Угол места оси антенны (оси диаграммы направленности)

.(3.3)

Рисунок 3.2 - Параметры полярной подвески

Угол деклинации;

(3.4)

Полюсная подвеска при ориентации в соответствии с выражениями (3.3) и (3.4) не обеспечивает прецизионное наведение на спутники геостационарной орбиты. Наибольшая ошибка (около 0,4О) появляется при установке антенны на параллели =45О. Можно улучшить точность наведения на спутники при незначительном отклонении оси вращения антенны относительно оси, параллельной оси Земли в направлении местной вертикали. Угол между осью вращения антенны и местной горизонтальной плоскостью

,(3.5)

а угол склонения апертуры

(3.6)

Ориентация полюсной подвески в соответствии с соотношениями (3.5) и (3.6) обеспечивает направление антенны на геостационарный спутник с ошибкой не более 0,1о, независимо от положения точки приема.

3.4 Позиционирование антенн

Для дистанционного управления антенной используется специальное устройство, называемое актуатор. Это фактически обычный выдвижной рычаг-толкатель, очень точно управляемый электрическими сигналами. Обычно для антенны 1,5 м используют акруатор длиною 12-дюймов, а для антенны 1,8...2 м - 18-дюймовый. Для антенн меньших диаметров обычно применяют другое поворотное устройство- “супермаут” (Super Mount). В отличие от актуатора, оно позволяет вращать антенну “от горизонта до горизонта”, захватывая при этом все спутники, с которых возможен прием сигнала. Эти устройства менее устойчивы к ветровым нагрузкам, чем устройства с актуатором. Поэтому они используются только для антенн с диаметром менее 1,2 м.

Для управления актуатором или супермаунтом нужно управляющее устройство- позиционер, который подает управляющие сигналы и питание на актуатор. Иногда позиционер бывает в виде отдельного блока, то необходимо, чтобы ресивер имел функцию управления внешним позиционером.

Также необходима система плавной магнитной регулировки поляризации принимаемого сигнала так как антенна в єтой системе перемещается для наведения на разные спутники. Такой магнитный поляризатор состыковывается с конвертером, поэтому ресивер должен иметь функцию управления магнитным поляризатором. В данной конструкции от ресивера и позиционера к актуатору и конвертеру должно идти несколько дополнительных управляющих прово-дов. Их прокладывают параллельно с сигнальным коаксиальным кабелем или используют специальный универсальный кабель, имеющий внутри единой оболочки все необходимые проводки [6].

4. НАСТРОЙКА АНТЕНН

4.1 Подвеска азимут-угол места

Установка антенны с этим типом подвески очень проста. Вычислим азимут и угол места спутника по соотношениям (3.1 б) и (3.2 б).

После определения азимута и угла места спутника выбираем место установки антенны. Мачта для установки антенны представляет собой отрезок стальной трубы соответствующего диаметра и длиной около двух метров. Если антенна установлена на земле, то мачту лучше забетонировать либо установить на бетонной подставке. Временно можно установить мачту на земле, обложив ее основание соответствующим балластом. Если устанавливать опору на балконе или лоджии, то загородку надо просверлить насквозь и закрепить опору обычными длинными болтами большого диаметра. При установке на стене в ней следует просверлить отверстия и использовать саморасклинивающиеся анкерные болты.

После закрепления опоры насаживаем на нее рефлектор, после чего раз-мещаем в его фокусе облучатель с конвертером. Фокус находится на оси рефлектора на расстоянии f (фокусное расстояние) от его верхушки. Например, фокус рефлектора диаметром 1,5 м и отношением f/D=0,4 находится на расстоянии 60 см от верхушки. Точное положение конвертера можно определить экспериментально путем перемещения его в держателе с одновременной оценкой качества картинки на экране. Это конечно возможно , если конвертер доступен после установки антенны на место, а не “повиснет” в воздухе в полутора метрах от стены.

Значение имеет не только точная установка конвертера в фокусе антенны, но и правильное положение относительно оси вращения конвертера. Обычно каждый конвертер (имеется в виду конвертеры, монолитно объединенные с поляризатором и облучателем, которые используются для установки антенны на один спутник) имеет метку “вверх”, которая связана с положением встроенного поляризатора (соответствует вертикальной поляризации). Однако точно вверх эта метка должна смотреть только на географической долготе спутника. Если устанавливать антенну западнее или восточнее, чем расположен спутник, то конвертер нужно повернуть в держателе вокруг своей оси. Диапазон вращения поляризатора составляет обычно 100О. В среднем положении зонд параллелен полярной оси. Такая подвеска облучателя с поляризатором обеспечивает правильный выбор обеих поляризаций (горизонтальной и вертикальной), а также допуск на небольшое отклонение плоскости поляризации (skew angle).

Углы поворота конвертера в зависимости от географической широты и разницы между долготой места установки и спутника приведены в таблице 4.1 Из таблицы легко увидеть, что эффект тем заметнее, чем южнее (ближе к экватору) находится приемная установка и чем дальше от нее (ниже над горизонтом) находится спутник. Заметим, что для многих современных мощных спутников, расположенных не слишком низко над горизонтом, этим эффектом можно пренебречь из-за запаса по мощности их сигнала. Однако если ловить сигнал на приделе возможности приемной системы, то правильный угол поворота конвертера может дать существенный вклад в улучшение качества изображения.

После закрепления рефлектора совместно с олучателем на мачте устанавливаем его ось в направлении спутника, пользуясь компасом и измерителем угла места (для измерения угла места можно использовать транспортир с отвесом).

Таблица 4.1. Коррекция поляризации в зависимости от координат точки приема и положения спутника

	Разница географической долготы места приема и подспутниковой точки град.
С.ш пр.град.	0	4	8	12	25	20	24	28	32	36	40
45	0	4,1	7,8	11,7	15,3	18,9	21,9	25,3	28,1	31,8	33,2
46	0	3,9	7,5	11,4	14,9	18,4	21,3	24,6	27,2	30,9	32,2
47	0	3,8	7,3	10,9	14,5	17,9	20,8	23,9	26,4	29,0	31,2
48	0	3,6	7,1	10,6	14,0	17,3	20,2	23,1	25,6	28,2	30,3
49	0	3,5	6,9	10,3	13,6	16,7	19,6	22,4	24,9	27,3	29,4
50	0	3,4	6,7	10,0	13,1	16,1	19,0	21,7	24,1	26,4	28,5
51	0	3,3	6,5	9,6	12,7	15,6	18,4	21,0	23,4	25,6	27,7
52	0	3,1	6,2	9,3	12,2	15,1	17,8	20,3	22,7	24,9	26,9
53	0	3,0	6,0	9,0	11,8	14,6	17,2	19,8	21,9	24,1	26,0
54	0	2,9	5,8	8,7	11,4	14,1	16,8	19,0	21,2	23,3	25,5
55	0	2,8	5,6	8,3	11,0	13,6	16,0	18,3	20,5	22,6	24,4

4.2 Полярная подвеска

Выбирая место установки антенны с полярной подвеской, пользуются теми же критериями, что и для антенны с подвеской азимут-угол места. При этом прямая видимость должна быть обеспечена для всех спутников, с которых нужно принимать телевизионные программы.

Значение углов для полюсной подвески, вычисляем из соотношений(3.3)-(3.6).

Процедура установки антенны с полюсной подвеской следующая.

Определить географические координаты точки приема и выбрать место установки антенны.

Вертикально установить мачту с ошибкой не более 0,1О (это существенное условие правильной работы полюсной подвески).

Направить верхушку подвески на мачте так, чтобы ось, вокруг которой вращается зеркало антенны, была установлена точно в направлении на юг, а затем заблокировать механизм вращения верхушки вокруг мачты. Для определения направления можно пользоваться компасом, помня, что северный магнитный и географический полюса не совпадают. Угол между магнитным и географическим меридианами называется магнитной деклинацией (магнитным склонением). Следует также помнить, что ферромагнетики (например, опорная конструкция антенны) влияют на показания компаса.

Установить угол места полярной оси (оси вращения антенны) и заблокировать механизм регулировки.

Установить угол места антенны для гипотетического спутника в зените() и заблокировать механизм регулировки этого угла.

6. Вращать рефлектор (зеркало антенны) вокруг его оси подвески и изменить максимальное значение угла места антенны. Угол этот должен бить равен и соответствовать направлению на географический юг. Если это не так, следует вернуться к пункту 3.

7. Настроить тюнер (либо указатель уровня) на программу CNN со спутника Eutelsat V F II (27,5О з.д., f=11,155 ГГц).

8. Определить значение угла места для этого спутника из соотношения (3.2 б) и повернуть рефлектор в заданном направлении до положения, в котором достигается вычисленное значение угла места. Заблокировать рефлектор в этом положении.

9. Ослабить крепление верхушки на мачте и вращая подвеску вокруг мачты, добиться максимума сигнала. Вновь заблокировать крепление подвески.

10. Настроить тюнер (либо указатель тюнера) на программу Super Channel, передаваемую со спутника Eutelsat II F-1 (13о в. д., f= 11,670 ГГц, вертикальная поляризация).

11. Освободить блокировку рефлектора и вращать рефлектор в восточном направлении до получения наилучшего приёма.

12. Ослабить механизм регулирования угла места полярной оси и установить рефлектор в позиции наилучшего приёма; вновь заблокировать механизм регулирования угла места полярной оси.

13. Вращать антенну в направлении спутника Intelsat V F-12 (60о в.д.) и получить наилучший сигнал для программы AFN-TV (f= 11,495 ГГц; вертикальная поляризация); заблокировать рефлектор.

14.Надавив рукой на рефлектор или его крепление в направлении верх- низ и лево- право, убедиться, находится ли спутник в центре луча. Если это не так, то следует выполнить идентичные действия для остальных спутников и сориентировать в положение траектории (рис. 4.3). Выполнить коррективы траектории антенны, помня, что положение траектории в направлении вверх- низ регулируется установкой угла места полярной оси (); расхождение траектории регулируется углом склонения ().

5. ПРИБОРЫ ТОЧНОЙ НАСТРОЙКИ

5.1 Приборы точной настройки предлагаемые некоторыми фирмами

На рынке появилось устройство TV Field Meter 7830 (TVFM), производимое фирмой Sefram Instruments and Systems [8]. Это портативное устройство, предназначенное для измерения уровня телевизионных сигналов как в VHF/UHF диапазоне (50-865 МГц), так и в спутниковом диапазоне (950-2050 МГц).

Устройство предназначено для внешних работ: оно питается от аккумуляторной батареи и имеет легкую компактную конструкцию, укрепленную по периметру резиновыми обручами. Для его переноски предусмотрен специальный саквояж с наплечной ручкой. При работе со спутниковым диапазоном предусмотрена возможность подачи питания на LNB.

TVFM оборудован небольшим цветным экраном, на котором может высвечиваться либо страница с результатами измерений, либо телевизионное изображение, либо программное меню. Кроме того - результаты измерений (равно как и дата, время, имя программы и другие комментарии) могут быть напечатаны с помочью встроенного принтера.

Аудиосигнал выводится через динамик мощностью 2Вт. Для прослушивания стереозвука предусмотрен вывод на наушники. TVFM поддерживает телевизионные стандарты SEKAM, PAL, NTSC и D2-MAG.

В диапазоне VHF/UHF измерения могут проводиться по 100 каналам, для которых составляется карта частот. Для спутникового диапазона на каждый канал заполняется отдельная страница с необходимыми параметрами системы приема (телестандарт, ширина полосы промежуточной частоты, частота гетеродина LNB и др.) и типом измеряемой величины. Измеряться может уровень либо звукового, либо видеосигнала. Результаты измерений приводятся в дБмкВт.

Для каналов, передаваемых в стандарте D2-MAG, в котором видеосигнал кодируется дибинарным (двуступенчатым двоичным) кодом, вместо уровня аудиосигнала определяется уровень ошибки в шестнадцатеричном коде. Он определяется как результат деления числа неправильно принятых битов на число тестируемых битов.

Среди дополнительных функций устройства можно отменить наличие встроенного вольтметра с диапазоном 0 - 48 В, а также возможность индикации уровня зарядки аккумулятора.

Шведская фирма EMITOR-AB поставляет на рынок анализатор спектра спутникового сигнала SatLook 3. Этот измерительный инструмент, предназначен для точного наведения антенны на спутник, хорошо зарекомендовал себя при проведении наладочных работ.

Подключаемый вместо ресивера или параллельно с ним, анализатор может работать в двух режимах. Он либо выделяет видиосигнал и выдает на экран чорнобелое изображение, либо анализирует и высвечивает на экране частотный спектр принимаемого сигнала.

SatLook 3 поддерживает стандарты SEKAM, PAL и, NTSC, а также дает приемлемое изображение для каналов, закодированных в VideoCiphel.

В нем имеется возможность выделения и прослушивания аудиосигналов в диапазоне 5,5 - 8,5 МГц - правда, только в моноварианте и без регулировки уровня громкости. Индикация частотного спектра может проводиться на трех уровнях. При включении устройства высвечивается весь спектр в диапазоне, принимаемом LNB. При обнаружении антенной какого-либо спутника с помощью функции “Zoom” можно спуститься на следующий уровень, на котором высвечиваются - по выбору - 7 четных или 7 нечетных транспондеров. И, наконец, с помощью той же функции можно высветить спектр одного конкретного транспондера.

Точную настройку антенны рекомендуется проводить в режиме приема видеосигнала через выбранный транспондер. В этом режиме помимо изображения на экране высвечивается число, пропорциональное уровню принимаемого сигнала и изменяющееся в диапазоне от 0 до 99. Для наглядности цифровая индикация уровня дублируется графической. Наиболее точную настройку можно получить с помощью дополнительного звукового контроля. При его включении генерируется звуковой сигнал, тон которого повышается при увеличении уровня сигнала и понижается при уменьшении.

SatLook прост в экспуатации, а также имеет надежную и удобную конструкцию. С недавнего времени он комплектуется мониторами шведского производства, заменившими тайванские. Удобна монтировка внутренних соединений, осуществляющаяся почти без пайки, - соединительные провода вставляются в специальные пазы.

Питается устройство от аккумуляторной батареи, которая может подзаряжаться, в частности, от машинного аккумулятора. Для переноски устройства предусмотрен чехол с наплечным ремнем. Вся конструкция в упаковке весит около 3,5 кг.

SatLook генерирует сигналы 22КГц для переключения диапазонов конвертора и 13/18 В для выбора поляризации, однако для работы с движущейся антенной необходимо дополнительное устройство, которое обеспечивало бы плавное переключение поляризации и исполняло бы функции позиционера. EMITOR AB выпускает для этой цели устройство SatSet - примерно такого же размера, как и SatLook, и с таким же автономным питанием. Совместно эти два устройства представляют собой полный комплект оборудования для ориентации и настройки спутниковых антенн [8].

5.2 Рівень сигналу на виході конвертора

Для налаштування антени булоб добре знати потужність сигналу на виході конвертора.Це можливо зробити знаючи ЕІВП супутника (карти зон покриття тим чи іншим супутником друкуються у періодичних виданнях).

По мірі віддаленя від транспондера щільність потоку випромінюваємої потужності зменшується із-за розсіювання енергії у вільному просторі (під вільним простором мається на увазі середовище, в якому відсутні фактори, спричиняющі до втрат потужності) і на відстані від супутника вана буде [4]

(5.1)

У точці прийому прилаштована антена Апр що має діаметр D, і конвертор з коефіцієнтом шуму К. Можемо знайти потужність на виході конвертора, усі величини у дБ

(5.2)

де - ефективна площа апертури антени;

- коефіцієнт підсилення конвертора.

Замінимо у формулі (2.9) на

(5.3)

де - коефіцієнт використання апертури антени;

- діаметр антени.

Тоді ми получимо вираз залежності потужності на виході конвертора від діаметра антени

(5.4)

Звиразу (5.4) видно, що змінюючи діаметр антени можливо добитися необхідного рівня потужності на виході конвертора .

5.3 Разработка приставки для точной настройки антенны

При настройке аппаратуры возникает проблема отладки антенной системы и настройка ее на требуемый спутник по максимуму сигнала. Для систем НТВ, используются сравнительно мощные передающие устройства, эта проблема решается несложно, так как возможно применение антенн с небольшим диаметром параболического зеркала. У таких антенн ширина ширина диаграммы направленности составляет несколько градусов, поэтому небольшие неточности при ее наведении вполне допустимы и даже не очень сильно скажутся на конечном результате. Другое дело, когда используется антенна больших размеров и принимаются слабые сигналы. В этом случае требуется очень аккуратная и тщательная настройка.

Значительно уменьшит трудоемкость этого процесса, упростить и сделать его визуально наглядным поможет описанный ниже прибор, который в сочетании с индикаторным прибором, используется как измеритель уровня сигнала на выходе конвертора.

Чтобы измерить изменение уровня сигнала на выходе конвертера необходимо диапазон частот 950...1750 МГц перенести в диапазон видеосигнала. При простом преобразовании частоты должно выполнятся уравнение:

Рисунок 5.1 - Структурная схема СВЧ приставки для точной настройки антенны

fП = fГ - fС ;(5.5)

fП = fС - fГ ;(5.6)

где fС - частота сигнала на выходе конвертера;

fГ - частота гетеродина;

fП - разносная частота fП 8 МГц.

Из формул (5.5) и (5.6) видно, чтобы охватить весь диапазон сигнала необходимо чтобы гетеродин перестраивался с 942 до 1758 МГц.

При разработке прибора необходимо учитывать, что по отношению к колебаниям гетеродина нелинейность (параметричность) преобразовательного элемента должна проявлять себя как возможно сильнее. Таким образом необходимо чтобы PCPГ. Если выполняется это неравенство свойства преобразователя частоты не зависят от амплитуды сигнала, и всецело определяются свойствами преобразовательного элемента (транзистора), и амплитудой гетеродинного напряжения.