Содержание
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.
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.
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:
- L: 1,4 – 1,7 ГГц.
- S: 1,9 – 2,7 ГГц.
- С: 3,4 – 7 ГГц.
- Х: 7,25 – 8,4 ГГц.
- Кu: 10,7 – 14,8 ГГц.
- Ка: 15,4 – 30,2 ГГц.
- 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.
При настройке антенны более чем на один спутник, помните не только о частотах. Выше вскользь упоминали: поляризация сигнала круговая или линейная, но как факт учитывается стороной конвертера? Гениальное просто. Разница ограничена небольшой деталью конструкции.
Конструкция конвертеров спутниковых антенн
Любой конвертер, независимо от частоты, типа поляризации характеризуется схожей конструкцией. Приведем основные детали:
- отрезок круглого волновода, один конец запаян наглухо, второй — послужит приему радиоволн;
- раструб открытого конца волновода для улучшения свойств направленности, согласования всех частот;
- электронный блок, через антенны которого принимается сигнал.
Конвертер представлен отрезком трубы, снабженным раструбом, небольшой металлической коробкой снизу, приделанной намертво. Антенны — штырьки, торчащие в глубине волновода. Конструкция покрыта пластиком, спереди круглая крышка, плотно запрессованная на раструб. Теперь поляризация.
Оказывается, устройство конвертера спутниковой антенны принимает всегда только линейную поляризацию. Если спутник излучает круговую, волновод дополняют пластиковой пластиной под углом 45 градусов к оси трубы. Достигается деполяризация. Любители заметили маленькую деталь, начали дорабатывать конструкцию согласно своим нуждам. Настройка конвертера спутниковой антенны на тип поляризации производится установкой/снятием диэлектрической пластины. Изготовить можно из пластиковой карты.
Становится возможным использование конвертеров в тороидальных антеннах. Просто пластина склоняется на 45 градусов в другую сторону (переотражение меняет круговую поляризацию противоположной). Чтобы открыть герметичную пластиковую крышку, обварят кипятком, после производится попытка снятия. Надевается обратно изделие без проблем. Перед проверкой конвертера спутниковой антенны на работоспособность, потрудитесь выверить угол установки обыкновенным транспортиром. В случае успешного исхода результат труда закрепим небольшим количеством герметика, имеющего адгезию к пластику, металлу.
