Настройка спутниковой антенны — теория. спутниковые конвертеры

Какие бывают спутниковые антенны

Со времён открытия спутниковой связи было создано немало разновидностей волновых приёмников для приёма и передачи сигнала. Каждый из видов нашёл своё наземное применение в зависимости от назначения системы спутниковой связи:

  • мобильная связь;
  • спутниковая телефония и радиовещание;
  • навигация через орбитальную связь;
  • интернет;
  • метеорология;
  • связь с космическими аппаратами;
  • телевидение.

Обычным телезрителям в большей мере знакомы устройства зеркального типа (офсетные).  Наиболее известное семейство спутниковых антенн, которое представлено в магазинах. Они разнятся формой отражателя, различны по диаметрам, имеют разный коэффициент использования поверхности и принимают в разных диапазонах.

Офсетная

Офсетная спутниковая антенна

У этой антенны для спутникового ТВ отражающая чаша имеет форму эллипсоида. Радиоволны от спутников, которые отбиваются от рабочего зеркала, концентрируются не в геометрическом центре фигуры, а в её нижнем фокусе. Тарелка с нижним фокусом не нуждается в большом угле подъёма. Такая конструкция зеркала в офсетных спутниковых антеннах позволила добиться более устойчивого приёма, т.к. преобразователь сигнала не отбрасывает тень на поверхность чаши и не вызывает шумов.

Прямофокусная

прямофокусная спутниковая антенна

Этот тип волнового приёмника имеет рабочую зеркальную поверхность в форме сплюснутого параболоида. Такая симметричная геометрия рефлектора позволяет достичь хорошего улавливания радиоволн, поступающих на его поверхность, и максимального перенаправления их на преобразователь. Он крепится на консолях-держателях непосредственно над центральной точкой тарелки.

Тороидальная

Тороидальная спутниковая антенна

Тороидальная тарелка – разновидность многолучевых антенн – это прогрессивное решение, пришедшее на смену зеркалам на поворотных механизмах. Образно выражаясь, – это не просто «тарелка», а целый сервиз, состоящий из большого блюда, блюдца и нескольких чашек-конвертеров. У этой модели два рефлектора (отражателя) и это огромное преимущество для приёма ТВ с разных спутников. До того, как радиоволны попадут на приёмную поверхность преобразующей головки, они дважды подвергнутся отражению: первично попадая на большое зеркало, а от него преломляясь на малое, где фокусируются на нужном преобразователе.

Производители тороидальных антенн гарантируют их комплектацию конвертерами в количестве до шестнадцати штук. Это открывает очень большие возможности для зрителя: перенаведение такого устройства на работу с сигналом от разных спутников теперь можно осуществить, не вставая из своего кресла перед телевизором.

ФАР

Фазированная антенна

Фазированные антенные решётки – в действительности малоприменимый класс спутникового оборудования. Были популярны в 90-х годах прошлого столетия, чему обязаны фирме Nokia.  Имея перечень ограничений, узкополосность, трудоёмкость производства, а отсюда –высокую стоимость, ФАР не используются активно потребителями телеоборудования.

На базе использования управляемых ФАР проводятся разработки подвижных и портативных приёмников спутниковой связи.

Антенны бегущей волны

Антенна направленного типа

Это приёмное устройство направленного типа. Сигнал в нём распространяется в виде бегущей волны вдоль геометрической оси конструкции. По своему строению – это собирательная линия, на которой закреплены несколько равноудалённых друг от друга вибраторов. Такая антенна является широкополосной (VHF и UHF волны) и не требует настройки. Распространена у метеорологов и в любительской радиосвязи.

Слабонаправленные антенны

Слабонаправленная волновая антенна

Слабонаправленные волновые приёмники нашли своё применение в тех местах спутникового приёма, где отсутствует возможность постоянно перенаправлять положение приёмного устройства. Антенна дает многошума из за широкой диаграммы направленности. Но для захвата ретранслируемых волн с низкоорбитальных спутников это не критично.

Внешние различия

Не менее важны конструктивные особенности конвекторов, от которых зависит размах их эксплуатации. Большинство спутниковых головок имеют только антенный выход.

Но также выпускаются устройства с двумя и четырьмя разъемами, к которым можно подключить соответствующее число ресиверов. На практике встречаются приемники с N-м числом гнезд под антенный кабель и используются провайдерами для раздачи контента путем организации кабельного телевидения.

Существуют также двойные устройства, т.е. два конвектора в одной оболочке.

Каждая половина такой конструкции может быть идентичной или различается:

  • В корпусе с двумя одинаковыми конвекторами всегда присутствует два антенных гнезда, и каждый ресивер принимает сигнал от отдельной головки. Такое устройство имеет больше преимуществ перед обычным конвектором с двумя выходами, т.к. при выходе из строя одного компонента, второй продолжит принимать сигнал и только у одного пользователя перестанет работать ТВ со спутника.
  • Если двойная конструкция несимметрична, тогда в корпусе присутствует два разных приемника для улавливания кругового и прямого излучения и рассчитаны на работу в режиме горизонтальной и вертикальной поляризации одновременно.

Редко двойной моноблок с компонентами разных размеров включает головки, работающих в разном частотном спектре, т.к. большинство спутников телевидения вещают только в одном из них.

Типы конвекторов

Спутниковые головки различаются по своим возможностям и принципу работы.

Основное их отличие — направление поступающего излучения, на прием которого они рассчитаны:

  • Вертикальная поляризация (V). Головки принимают прямой луч от транспондера. Встречаются только приемные устройства телевидения.
  • Горизонтальная поляризация (H). Конвектор спутниковый круговой для телевидения и связи, рассчитанный на прием сигнала, как со спутника, так и с земли. Такие устройства отличаются более сложной схемой платы, которая преобразует линейное излучение в круговое.
  • Универсальные устройства, взаимодействующие с излучением любой поляризации.

Еще одно важное отличие, по которому разделяются устройства — это режим работы:

  • Приемные. К ним относятся все телевизионные головки, которым нужен только прием сигнала.
  • Приемопередаточные. Устройства связи (интернет, IP-телефония и др.).

Также на практике существуют передаточные спутниковые конвекторы, которые выпускаются только для специальных задач и не имеют широкого применения.

Поляризатор

Это устройство позволяет более эффективно использовать частотный диапазон передаваемых волн, что удваивает количество транслируемых программ. Настраивая частоту нужного канала, синхронно выставляют требуемую поляризацию. Например, линейный спутниковый конвертор при поляризации образует вертикальные и горизонтальные волны. Круговой аналог генерирует правые и левые импульсы кругового типа.

Поляризатор фильтрует волны и пропускает к конвертеру только импульсы одной выбранной полярности. Стоит отметить, что российские спутники обладают преимущественно круговым действием, тогда как европейские аналоги – линейной системой. Для уверенного приема круговых волн монтируется еще один элемент – деполяризатор, трансформирующий круговую полярность в линейное направление.

Дискретность изменения поляризации – это еще один параметр отличия поляризаторов. В универсальных моделях плоскость дискретно изменяется на 90 градусов. Также существуют электромагнитные устройства, плавно меняющие плоскость поляризации и варианты с механическим перемещением зонда. По причине наличия подвижных частей, электромеханические модификации менее надежны и требуют трех контрольных импульсов от ресивера, в отличие от магнитных аналогов, которым хватает двух сигналов.

Критерии выбора

На выбор конвертора спутниковой тарелки влияет несколько факторов. Главным из них является диапазон частот, который планируется использовать. Европейские спутники преимущественно ведут вещание в диапазоне Ku. На этих же частотах работают некоторые российские компании.

Второй тип прибора – конвертер С-диапазона. Эти частоты ориентированы на профессиональный прием. Некоторые модели выпускаются с конверторами совмещенного типа. Моделей, агрегирующих с Ku-диапазонами на рынке предостаточно. Следует отметить, что ширина этого показателя 2,055 ГГц. Она не дает возможности синхронно перевести сигнал в промежуточную частоту. В связи с этим его разбивают на три потока (ГГц):

  1. FSS – 10,7 — 11,8.
  2. DBS – 11,8 — 12,5.
  3. Telecom – 12,5 — 12,75.

Спутниковые конверторы второго и третьего диапазона ориентированы на прием определенных пакетов.

Какую ценовую группу выбрать

Всё зависит от того, в каком городе России вы проживаете. Спутник компании Триколор занимает положение, ориентированное на нашу долготу, и уровень сигнала в большинстве городов отличный. Поэтому можно брать не очень дорогой приёмник, на качестве сигнала это не отразится. Это относиться ко всем, кто находится в зоне >50 Дб, практика показывает, что с Триколор ТВ великолепно работают конвертеры всех ценовых групп!

Некоторые мастера предлагают своим клиентам ставить несколько приёмников на одну тарелку, и хоть Триколор обеспечит работу и в этом случае, лучше всё-таки поставить один конвертер на несколько входов, качество сигнала будет выше.

Как понять, что качество конвертера оставляет желать лучшего? Очень просто — если на каналах HD-картинка расслаиваться в «квадратики», значит, устройство работает плохо, и вы сделали неправильный выбор в пользу экономии.

Частотный диапазон

Конвектор спутниковый работает в разных частотных спектрах, занимая только отдельный диапазон. На территории европейских государств (включая азиатскую часть России и Казахстан).

Действуют два частотных диапазона входящего сигнала:

  • C-спектр. Соответствует частотному диапазону 3.5 — 4.2 ГГц, который используется для наземной и спутниковой связи. В нем также вещает малое количество транспондеров, но не один из них не используют российские операторы телевидения.
  • Ku-спектр. Действует на частотах 10.7 — 12.75 ГГц, которые используются всеми телевизионными спутниками. Для связи и прочих форматов передачи этот частотный спектр не используется из-за меньшей надежности.

Ku-спектр принято разделять на два поддиапазона:

  1. изначально выпускались конвекторы первого поколения, работающие в диапазоне 10.7 — 11.75 ГГц,
  2. после появились устройства второго поколения, охватывающие все частоты до 12.75 ГГц. Это связано с ростом числа программ вещания, которые занимают новые частоты в порядке увеличения.

Часто в магазинах можно услышать «аналоговая или цифровая спутниковая антенна?» На деле такого различия не существует.

Разница в том, что до телевидения высокой четкости программы вещали на частотах низшего поддиапазона (до 11.75 ГГц).

Появление HD-телевидения привело к резкому скачку числа программ, для которых были выделены новые частоты высшего поддиапазона (от 11.75 ГГц, где и сегодня вещает большинство HD-каналов), что привело к выпуску конвекторов второго поколения.

На практике головка первого поколения (так называемая «аналоговая») не «достает» до поддиапазона 11.75 — 12.75 ГГц, но если на более низкой частоте есть HD-программы, она успешно их примет.

Ku-спектр занимает наивысшие частоты и может быть расширен, т.к. не ограничен другим спектром на более высоких значениях. Работающие в данном частотном диапазоне, конвекторы имеют наименьшие размеры среди аналогов. Чем выше частота излучения, тем меньше длина волны и ее поперечное сечение, которым она проецируется на приемник.

Как работает спутниковая антенна

Телевизионная антенна спутниковой связи используется для приёма телесигнала с космического спутника. Параметры самой тарелки и её конвертера в большой степени определяют то качество изображения и звука, которое выдаст вам спутниковый декодер на экране вашего телевизора. Рассмотрим принцип их действия.

Работа спутниковой антенны

Уровень сигнала, полученного со спутника на земле очень мал в сравнении с его исходным уровнем: затухание порядка 200 дБ. Это и понятно: расстояние, которое отделяет землю от спутника, составляет около 36000 км. Получить сигнал такой силы, чтобы смотреть программы, можно, только если максимально его сконцентрировать. Именно эту функцию выполняет спутниковый волновой приёмник, который является изогнутой поверхностью, называемой в просторечие тарелкой.

Волны, посылаемые спутником на землю, отражаются внутренней поверхностью антенны, подчиняясь законам оптики, и сосредоточиваются в точке, называемой фокусом. В этой точке расположена приёмная головка преобразователя, устройства для конвертации высокочастотных колебаний в кабельный сигнал.

Универсальные модификации

Большая часть выпускаемых конверторов агрегирует с диапазоном типа Ku. Они оснащаются двумя гетеродинами, которые преобразовывают верхние и нижние диапазоны. Переключаются элементы посредством сигнала, который транслируется с ресивера по кабелю, служащему для поступления промежуточной частоты от конвертора.

Современные устройства, по сравнению с предшественниками, имеют универсальную конструкцию, переключение диапазонов в них осуществляется посредством тонового сигнала. Универсальный круговой спутниковый конвертор отличается количеством сигналов, служащих для переключения диапазонов и поляризации.

Показатели гетеродинов в таких устройствах имеют значения от 9,75 до 10,6 ГГц. Подобная конструкция существенно упрощает настройку ресивера, вплоть до автоматической конфигурации после выбора соответствующего пункта меню.

Как выбрать конвертер

Чтобы подобрать правильный конвертер (goldmaster или другой популярной и надежной фирмы) для подключения к спутниковой антенне, необходимо отталкиваться от имеющегося в доме оборудования.

Количество выходов

В магазинах электротехники можно найти аппарат, имеющий несколько выходов – 2,4 и 8. Используя такое оборудование, можно подключиться сразу к нескольким приемным устройствам (телевизионные ресиверы, карты для приема телесигнала и так далее).
Но чтобы устройство функционировало без перебоев, каждому выходу необходимо прокладывать отдельный кабель.

Выглядит это таким образом, что к каждой антенне или приставке подключается отдельный конвертер. После пользователь сам выбирает поддиапазон и поляризацию.

Питание устройства в этом случае также будет осуществляться по обычному кабелю, который подключён к одному из имеющихся выходов

Отметим, что часть выходов необязательно подключать, но при этом важно качественно заизолировать их от попадания влаги

Конвертер на 2 выхода

Зачем конвертер спутниковой антенне

Итак, выбран спутник, видный над горизонтом в точке установки антенны, пришло время посмотреть телевизор. Комиссия, собравшаяся в 1977 году, разбила диапазоны вещания поддиапазонами. Приводим неполный перечень:

  1. L: 1,4 — 1,7 ГГц.
  2. S: 1,9 — 2,7 ГГц.
  3. С: 3,4 — 7 ГГц.
  4. Х: 7,25 — 8,4 ГГц.
  5. Кu: 10,7 — 14,8 ГГц.
  6. Ка: 15,4 — 30,2 ГГц.
  7. К: 84 — 86 ГГц.

Некоторые частоты задействованы военными. Телевещание использует диапазоны С, Ku, причем в Европе задействован преимущественно второй, на территории России встретим оба. Поэтому первое, что скажем о конвертерах спутниковых антенн — бывают разных диапазонов. Касается геометрических размеров. Необходимо отметить: тарелки разных диапазонов имеют неодинаковый диаметр (идеально). Длина волны меньше (выше частота), скромнее габариты спутниковой антенны. Вызвано особенностями фокусировки электромагнитных волн параболоидами (форма тарелки).

Магазинами продается полный комплект: спутниковая антенна плюс конвертер, находится немало любителей объять необъятное, пытающихся поставить рядом два неоднородных устройства приема радиоволн. Кратко опишем причину. Висит два спутника, один вещает в диапазоне С, другой — Ku. Используя опыт применения тороидальной антенны, любители размещают два конвертера нужным образом, чтобы каждый принимал сигнал с одной точки небосвода, расположившей упомянутые космические аппараты.

Тарелка направляется на экватор. Критерием служит максимум сигнала спутника на выходе. Каждый конвертер подстраивается нужным образом. Перемещаются вдоль направляющей относительно тарелки, пока не будет достигнут уверенный прием. Если не совпадает угол линейной поляризации (НТВ мимо), производится поворот конвертера спутниковой антенны должным образом. Для круговой поляризации ориентация конвертера относительно собственной оси значения не имеет.

Для осуществления операций используются специальные приборы (Satellite Finder), снимающие сигнал тарелки, оценивающие прием. Принятая информация обоих конвертеров суммируется согласующими устройствами, подается на вход детектора. Экран отображает таблицу спутников, можно получить сведения по принятому сигналу каждого. При необходимости база пополняется собственными настройками.

Конвертер для спутниковой антенны — устройство приема электромагнитного сигнала, излученного спутником. Тарелка послужит целям фокусировки волн на вход конвертера. Достигается максимум амплитуды электромагнитного поля в этом месте. Установка двух конвертеров для спутниковой антенны на одну тарелку основывается на том, что лучи, пришедшие с одного направления, собираются фокальной плоскостью. Конвертер для спутниковой антенны смотрит прямо в центр тарелки, содержится упомянутой плоскости. А если один космический аппарат вещает разными частотами? Полки ломятся обилием совмещенных конвертеров обоих диапазонов.

Что делать, если устройство не работает

Конвертер — это устройство приёма сигнала спутникового ТВ, понять, что оно не работает можно по самому главному признаку – отсутствию или снижению качества принимаемого сигнала.

Очень важно, прежде чем винить в потере сигнала конвертер, исключить все остальные признаки:

  • Плохая погода. Сигнал может кратковременно ухудшиться, такое редко, но бывает;
  • Повреждение кабеля. Убедитесь, что нигде на линии не произошло повреждений;
  • Плохой контакт. Он также может быть причиной ухудшения качества сигнала. Проверьте все места соединений и убедитесь, что нигде нет разъединения;
  • Плохо установленная карта абонента или недостаток средств на счету.

Все эти, и другие возможные причины отсутствия сигнала стоит исключить, прежде чем касаться непосредственно конвертера. Устройство прибора достаточно надёжно и оно не должно выходить из строя.

Не экономьте и не покупайте конвертеры сомнительно качества из непроверенных источников. Не приглашайте монтировать спутниковую систему непрофессиональных мастеров, проверяйте качество приобретаемой продукции, спрашивайте сертификаты качества. Не берите конвертеры, которые не соответствуют заявленным в статье параметрам.

А лучше всего просто обратиться к оператору спутникового телевидения Триколор ТВ, и заказать фирменное устройство исходя из ваших потребностей. А также можно вызвать мастера Триколор для правильной установки и настройки системы.

Принимая эти простые шаги, вы можете обеспечить себя высококачественным спутниковым телевидением в любой точке нашей прекрасной и большой страны. Не забывайте также, что на официальное оборудование, установленное сертифицированными специалистами, распространяется гарантийное обслуживание.

Получайте удовольствие от качества сигнала с оператором Триколор ТВ!

Мало кто знает: первый Простейший Спутник 4-го октября сошел с носителя, мало отличавшегося от межконтинентальной баллистической ракеты. Новое изделие было производным мощного оружия, при помощи которого Н. Хрущев хотел показать Кузькину мать врагам социализма. Американцы были напуганы полетом Гагарина, немедленно отправили экспедицию, застолбившую Луну, где на обратной стороне находятся базы инопланетян. Шутки шутками, гонка вооружений зашла далеко, вскоре космос стал напичкан шпионскими летательными аппаратами. Чтобы спутники не мешали работе друг друга, было решено ввести единые стандарты, по территориальному признаку, назначению. Сегодня рассмотрим, как конвертеры для спутниковых антенн поддерживают требования стандартов, зачем это нужно.

Типы конвертеров

Многие пользователи перед походом в магазин задаются вопросом: какой нужен конвертер для Триколор? На самом деле, для данного оператора имеет значение только тип поляризации прибора. Все остальные характеристики можно подбирать на усмотрение абонента. Поскольку спутниковый сигнал этого оператора в зоне действия весьма силен, даже самая простенькая модель способна обеспечить достойное качество вещания.

И все же, чтобы сделать правильный выбор, стоит ориентироваться в основных категориях данного оборудования. Расскажем о самых главных его особенностях.

Тип поляризации

Все присутствующие на современном рынке конвертеры классифицируются в зависимости от рабочего диапазона частот. Выделяют две группы:

  • устройства С-диапазона (универсальные) – работают на частотах от 3400 до 4200 мГц;
  • устройства Ku-диапазона (круговой поляризации) – принимают сигнал от 10700 до 12750 мГц.

В принципе, многие домашние мастера предлагают переделать приборы универсального типа в устройства круговой поляризации. Но, хотя этот процесс довольно прост, вряд ли стоит им озадачиваться. Стоимость оборудования практически одинакова, так что особой выгоды переделка не принесет. А в случае ошибки при покупке проще заменить товар у продавца, чем возиться с его обновлением.

Уровень шума

Одна из важных характеристик – уровень шума, а точнее – степень соотношения помех, возникающих после усиления сигнала и качества этого сигнала. Чем ниже этот показатель, тем более четкая картинка в итоге будет на экране телевизора пользователя.

Тем, кто решает, какой конвертер выбрать для Триколор ТВ hd, рекомендуем обратить внимание на модели с характеристикой в 0,1-0,2 дБ. Для обычного вещания будет достаточно более «шумных» приборов – в 3-5 дБ

Количество выходов

Еще один важный параметр классификации – количество выходов у устройства. От него зависит, сколько телевизоров можно будет одновременно подключить к антенне. Самый простой вариант — конвертер для Триколор ТВ на 1 выход. Но такие модели сегодня используются очень редко, поскольку мало у кого в доме стоит всего один телеприемник.

Для большой семьи оптимальным вариантом будет спутниковый конвертер на 4 выхода для Триколор. Даже если на момент подключения телеприемников в квартире меньше, он даст возможность при желании расширить сеть. Самый крупный конвертер – на 8 выходов – для Триколор подойдет, скорее, для ресторанов, гостиниц и тому подобных организаций.

Фазовая модуляция

С появлением цифровых пакетов типа «Триколор» и «НТВ Плюс» популярность получила европейская схема приема, основанная на использовании полярной антенны и универсального конвертора. Связано это с высоким качеством сигнала и цифровым методом трансляции большинства программ. Фазовая модуляция является весьма чувствительной к преобразованиям, что может приводить к сбоям при использовании магнитного поляризатора. Кроме того, она требует использования определенных материалов для пластины деполяризатора. В качестве компонентов используются марки диэлектрика, предназначенные для работы с импульсами типа СВЧ.

Если решено смонтировать магнитный поляризатор, то потребуется дополнительно приобрести конвертер с прямоугольным фланцем и облучатель. При распределении сигнала на несколько квартир, оптимально использовать спутниковый круговой конвертор (2 выхода или 4 выхода). Обычно они оснащены встроенным поляризатором (напряжение – 13-18 В). По типу выходных импульсов такие приборы подразделяются на вариант с одной или двумя парами идентичных выходов с независимым переключением поляризации и диапазонов. Подобные устройства подходят для подключения 2-4 квартир. Второй тип – с выходами, выводимыми по вертикальной и горизонтальной поляризации плюс двойное деление диапазонов при наличии 4-х выходов. Эти устройства рассчитаны на большее количество абонентов.

Спутниковые конверторы для «Триколор»

Желающим принимать сразу оба диапазона, можно посоветовать несколько вариантов. Реально установить на антенне пару конверторов со своим поляризатором и облучателем. В таком случае один из облучателей слегка выйдет из фокуса, что снизит направленный коэффициент. Такой путь считается довольно хлопотным.

Второй вариант – покупка устройства типа C/Ku ротора, содержащего оба диапазонных облучателя, раздваивая входящий поток сигналов. Такие элементы оснащаются поляризаторами электромеханического типа. Такая конструкция упрощает процесс установки, однако имеет ряд недостатков. Во-первых, имеются ощутимые потери мощности импульсов диапазона Ku. Во-вторых, наблюдаются частые поломки подвижных частей ротора, особенно при минусовых температурах.

Наконец, третий вариант считается самым простым. Необходимо просто установить комбинированный конвертор, который пока не получил особого распространения.

Деление конвертеров частотное

1977 год отмечен собранием международной конференции, принявшей правила систематизации спутниковой активности. Естественно, процедуре предшествовали многочисленные исследования со стороны участников. Изучалось прохождение волнами различной длины атмосферы. Шутка, пробить воздух до почвы из космоса! Геостационарные спутники парят не так низко над Землей. Почему парят? Земля вертится неустанно, чтобы движение компенсировать, спутнику приходится двигаться вослед орбите. Скорость огромна, поскольку за 24 часа, должен сделать полный оборот.

Радиус Земли составляет примерно 6370 км. Форма планеты не круглая, даже не эллиптическая. Специалисты говорят: больше напоминает грушу, сужающуюся к Северному полюсу, подходящего тела геометрии попросту лишена. Считается, формой земли является геоид. Сейчас приведем значение радиуса орбиты, понимайте, отсчет ведется от условного центра земли, находящегося на пересечении плоскости экватора и оси, соединяющей оба географических полюса. Центр массы планеты находится в другом месте, не стоит путать географические полюсы с магнитными (указываемыми компасом).

Чтобы спутник начал вращаться вокруг Земли, необходимо сообщить объекту Первую космическую скорость. По орбите аппарат должен двигаться, отрабатывая угловую скорость вращения планеты. Совершать один оборот каждые 24 часа (23 часа 56 минут). Умные головы подсчитали: радиус орбиты должен составлять 42160 км при высоте над уровнем моря порядка 35790 км. Поскольку Земля вращается вокруг оси, проходящей через полюсы, возможна единственная орбита геостационарных спутников. Расположена строго над экватором. Чтобы придать неподвижность относительно Земли спутнику на другой орбите, придется постоянно прикладывать большие усилия, тратить сонм ресурсов.

Сказанное не значит, что космические аппараты, висящие над экватором на высоте 35790 км, лишены человеческого внимания. Специальные станции постоянно отслеживают положение, ориентацию спутников, внося при необходимости коррективы в движение. Поправки столь малы, что топлива хватает на долгие годы работы космического аппарата. Теперь знаем, почему тарелки Северного полушарии осматривают юг. Не строго по меридиану, но в направлении экватора.

Поскольку нулевой меридиан проходит через ось пассажного прибора Гринвичской обсерватории, находящейся на территории Великобритании, Россия лежит в Восточном полушарии. Список спутников, вещающих на этом пространстве, приведен Википедией. Не все будут видны из произвольной точки земной поверхности одновременно, выбирайте провайдера с аккуратностью. В противном случае телевизор посмотреть не удастся.

Усиление и шумовые характеристики

Усиление конвертера — отношение уровня выходного сигнала (после преобразования) к уровню сигнала, принимаемого антенной конвертера, выражается в децибелах. Типичные значения усиления конвертеров — от 40 до 65 дБ. Чем длиннее кабельная трасса до конвертера, тем большее усиление требуется чтобы обеспечить достаточный уровень сигнала на входе приёмного устройства (требуемый уровень сигнала зависит от характеристик конкретного устройства, типичное затухание в кабеле типа RG-6 на частотах 1-2 ГГц — 2-2.5 дБ на каждые 10 метров).

При достаточном уровне сигнала на входе приёмного устройства использование конвертера с бо́льшим усилением не дает улучшения приёма, поскольку конвертер принимает и усиливает в одинаковой мере как полезный сигнал, так и тепловой шум эфира. Даже в идеальном случае отношение сигнал/шум, от которого и зависит возможность приёма, после конвертера не изменится. Реальный конвертер вносит дополнительный собственный шум. Собственный тепловой шум конвертера описывается либо его эквивалентной шумовой температурой в Кельвинах, либо «коэффициентом шума» в децибелах, который показывает, насколько ухудшится отношение сигнал/шум после усиления и переноса частоты. Также опорный генератор конвертера вносит дополнительный фазовый шум, который влияет в первую очередь на возможность приема сигналов с высокими индексами модуляции.

Преобразование частоты

Необходимость преобразования частоты после усиления сигнала связана с тем, что в большинстве случаев для спутниковой связи используются радиодиапазоны с частотами в единицы и десятки Гигагерц (C, X, Ku, Ka). Передача таких радиочастот по коаксиальному кабелю приводит к большому затуханию сигнала, а использование длинных волноводов многократно усложняет и удорожает систему. Преобразование частоты в диапазон 1-2 ГГц (L-диапазон) позволяет отнести приёмное оборудование (спутниковый ресивер, спутниковый модем, карта DVB-S/S2 и т. п.) на значительное расстояние (десятки метров) от спутникового конвертера.

Если требуется отнести приёмное оборудование на еще большее расстояние от спутниковой антенны, то могут использоваться дополнительные усилители сигнала L-диапазона, устанавливаемые в разрыв кабельной трассы, либо волоконно-оптическая линия и дополнительные устройства — оптические передатчики и приемники L-диапазона. Оптический передатчик может быть интегрирован в спутниковый конвертер. Нужно учитывать, что и усилители и оптические передатчики и приемники вносят дополнительный собственный шум, увеличивая шумовой коэффициент системы в целом.

Преобразование частоты происходит путем смешения сигнала опорного генератора (гетеродина, англ.  local oscillator, LO) спутникового конвертера и входного сигнала (англ. radio frequency, RF), принятого со спутника. На выходе смесителя образуется сигнал промежуточной частоты (англ.  intermediate frequency, IF), равной разнице частот опорного генератора и входного сигнала. Конвертеры делят на два основных типа в зависимости от конструкции опорного генератора — c диэлектрическим резонатором (DRO) или с синтезатором частоты (PLL).

Конвертеры с диэлектрическим резонатором (DRO LNB)

Сдвоенный (на две поляризации) DRO LNB; диэлектрический резонатор — в центре под экраном.

Самые массовые спутниковые конвертеры имеют опорный генератор, построенный на основе (англ. Dielectric resonator oscillator, DRO).

Недостатком таких опорных генераторов является невысокая стабильность частоты. Типичный диапазон нестабильности гетеродина DRO LNB — от 250 до 900 кГц в обе стороны от номинальной частоты (зависит от модели конвертера, у дешёвых телевизионных конвертеров может быть и больше). Соответственно, меняется и частота выходного сигнала конвертера. По этой причине DRO LNB плохо применимы для приёма узкополосных сигналов, поскольку сигнал на выходе конвертера может оказаться за пределами полосы, в которой его ищет приёмник. Минимальная ширина полосы, в которой может надежно использоваться DRO LNB, зависит от характеристик приёмника (диапазона, в котором демодулятор производит поиск сигнала) и обычно составляет несколько мегагерц (или несколько мегасимволов в секунду).

Преимуществами DRO LNB является меньший фазовый шум, чем у других типов конвертеров и меньшая цена.

DRO LNB используется в телевизионном спутниковом приёме и при приёме широкополосных каналов в спутниковой связи. Для приёма узкополосных сигналов (некоторых телевизионных несущих, SCPC-каналов и TDMA-каналов в сетях спутниковой связи) требуются конвертеры, обеспечивающие более высокую стабильность частоты.

Высокостабильные конвертеры (PLL LNB)

Опорные генераторы высокостабильных конвертеров строятся как синтезатор частоты с автоподстройкой по образцовому источнику (англ. Phase-locked loop, PLL). В качестве образцового обычно используется сигнал с частотой 10 МГц. Стабильность частоты опорного генератора у PLL LNB зависит от источника образцового сигнала.

С внутренней синхронизацией

PLL LNB с внутренней синхронизацией (англ. internal reference) имеют собственный термостатированный или термокомпенсированныйкварцевый генератор, использующийся как источник образцовой частоты. Стабильность опорной частоты конвертера с внутренней синхронизацией может составлять от +/-2 кГц до +/-500 кГц, в зависимости от модели.

С внешней синхронизацией

PLL LNB с внешней синхронизацией (англ. external reference) не имеют собственного источника образцовой частоты. В качестве такого источника используется внешний генератор, сигнал образцовой частоты подается по тому же кабелю, по которому передается сигнал от конвертера (на некоторых моделях конвертеров есть отдельный вход для подачи образцового сигнала). Стабильность конвертера с внешней синхронизацией может быть сколь угодно высокой и зависит только от внешнего генератора, в качестве которого могут использоваться приёмники сигналов GPS и ГЛОНАСС, рубидиевые атомные часы и т. п.

Ссылка на основную публикацию