Настройка антенной системы

После установки азимута угла места поворачивают антенну сначала медленно в одну сторону, затем в другую, одновременно глядя на экран телевизора. Если изображение не появилось, немного уменьшают угол места и повторяют такое сканирование несколько раз. Выполняют эту процедуру медленно, острожными движениями до тех пор, пока на экране не появится какое-либо изображение. Если монтаж и сборка выполнены без ошибок, то изображение обязательно должно появиться.

После появления изображения уточняют настройку телевизора, ресивера, азимут и угол места антенны следующим образом: вначале селектором выбора каналов подстраивают телевизор по сигналу ДМВ, подаваемому на его вход от ресивера;

затем точной подстройкой ресивера получают наилучшее изображение;

далее осторожными движениями уточняют азимут антенны и еще более осторожно изменяют угол места.

После чего затягивают, но не окончательно, болты, постоянно следя за качеством изображения на экране.

Более точно направление на спутник можно выставить при приеме телевизионного канала, в котором ретрансляция ведется с малой мощностью. Не меняя механическую настройку антенны, настройкой ресивера находят маломощный телевизионный канал этого спутника, после чего настраивают ресивер на его частоту и, еще раз осторожно уточняя положение антенны, находят оптимальное направление, при котором на экране телевизора принимается изображение и мало или вовсе нет "снега".

Если при приеме в маломощном канале изображение хорошее, то, внимательно следя за качеством изображения, затягивают все болты окончательно и считают настройку прямофокусной антенны с фиксированной установкой на выбранный спутник для аналогового приема на этом законченной.

Особенности настройки антенной системы для приема цифровых сигналов

Следует отметить, что настройка антенной системы для приема цифровых сигналов имеет свои особенности и значительно сложнее, чем для приема аналоговых. Так, в отличие от приема аналоговым способом, при котором изображение имеет различное качество в зависимости от точности настройки, при приеме цифровых программ вначале настройки изображение отсутствует (экран телевизора остается темным, и шумы не прослушиваются вплоть до превышения порогового уровня несущая/шум, подаваемого на вход ресивера, или, что эквивалентно, до превышения порогового значения энергии на бит при определенной структуры сверточного кода). Кроме того, при цифровом способе приема изображение появляется не мгновенно, как при аналоговом приеме, а с некоторой задержкой, определяемой временем обработки цифрового потока, что затрудняет процесс настройки.

Отладить антенную систему можно в этом случае так:

по уровню принимаемого цифрового потока при индикации его на дисплее (или экране телевизора), хотя это и недостаточно удобно в силу невысокой точности индикации;

предварительно проведя настройку антенной системы по принимаемому аналоговому сигналу с этого же спутника (при наличии аналогового ресивера), а затем, переключившись на прием цифровых программ цифровым ресивером;

используя специальный измерительный прибор - сатметр, которым измеряют уровень сигнала, подаваемого с внешнего блока- усилителя-конвертера(LNB).

Подстройка поляризатора электромагнитных волн.

Как отмечалось, на конвертере, предназначенном для приема электромагнитных волн линейных поляризаций, есть метка V, указывающая его верх. Это позволяет правильно сориентировать поляризатор - точно направить метку на спутник, с которого ведется прием электромагнитных волн вертикальной поляризации. Особенно точно направление должно быть выдержано, если прием ведется со спутника, у которого мощность передатчика транспондера небольшая, и спутник находится низко над горизонтом, т.е. на краю зоны покрытия.

При правильной установке первичного облучателя (по поляризации) для приема с одного спутника при повороте антенны изменения угла наклона поляризатора будут соответствовать изменениям угла наклона поляризации электромагнитных волн, принимаемых и с других спутников.

Следует отметить, что при приеме электромагнитной волны с квадратурно-фазовой манипуляцией несущей (QPSK) неточность установки первичного облучателя по отношению к плоскости принимаемой электромагнитной волны, приводит к снижению уровня несущая/шум на входе ресивера (также как и для аналогового) и приема вовсе может не быть. Это особенно сказывается при приеме с Западноевропейских спутников Hot Bird, Astra и т.п., которые ретранслируют программы с линейной поляризацией электромагнитной волны, и создаваемый ими уровень ЭИИМ (ППМ) на территории стран СНГ относительно невысокий.

При приеме электромагнитных волн круговых поляризаций положение первичного облучателя (метка на конвертере) не имеет значения.

Процесс настройки поляризатора довольно прост и заключается в следующем:

так как поляризатор в процессе сборки антенны при предварительной настройке был повернут на 45°, то с помощью регуляторов положений по осям X, У его устанавливают в такое положение, чтобы изображение полностью исчезло. Затем, переключив регуляторы на противоположную поляризацию, получают отличное изображение;

при наличии двух внешних блоков (усилителей-конвертеров), настраивают один из них по вышеприведенной методике, т.е. так, чтобы изображение исчезло полностью. Переключив второй на противоположную поляризацию, также получают отличное изображение.

Особенности направления поворотных антенн с полярной подвеской

Главное назначение полярной подвески антенны (как у прямо-фокусной, так и у офсетной) - точно отслеживать геостационарную орбиту при перенаправлении антенны с одного спутника на другой.

Для этого у прямофокусных и офсетных антенн помимо осей для установки по азимуту и по углу места имеется еще одна ось вращения - полярная со своим опорно-поворотным устройством (актуатором), выставленная параллельно оси вращения Земли.

Угол места с удовлетворительной для предварительной настройки точностью устанавливают следующим образом:

вначале устанавливают строго вертикально опорную ось, вокруг которой должно вращаться зеркало антенны для отслеживания дуги геостационарной орбиты;

определяют, как и в случае для неповоротной антенны, угол места ф для приема с выбранного спутника и отклоняют от вертикали на угол ф плоскость раскрыва антенны;

затем увеличивают угол наклона полярной оси (направление основного лепестка в диаграмме направленности) на угол деклинации Р (от лат. declinato - отклонение), учитывающий то, что Земля имеет форму не идеального шара, а приплюснута у полюсов. Очевидно, что угол (3 максимален при расположении антенны на полюсе и равен 8°40'. По мере приближения к экватору угол р уменьшается и становится равным нулю в том случае, если антенна находится в одной меридианной плоскости со спутником.

Направление офсетной антенны с полярной подвеской

Установка и наведение офсетной антенны с полярной подвеской на спутник несколько отличается от установки и наведения прямо-фокусной антенны с полярной подвеской.

Как и у прямофокусной, так и у офсетной антенны ось теоретического параболоида, из которого "вырезается" сегмент офсетной антенны, также направлена точно на спутник. Однако нормаль к плоскости раскрыва офсетной антенны (к сегменту) повернута относительно нормали к раскрыву параболоида на угол офсета.

При установке офсетной антенны угол места находится и уста¬навливается первоначально также, как и для прямофокусной. Затем полученное значение угла места уменьшают на значение угла офсета, указанного изготовителем антенны в технической документации (если отсутствует, то вычитают ориентировочное значение 27°), и наклоняют плоскость раскрыва антенны на угол к поверхности Земли.

Точнее угол места устанавливается в процессе настройки антенной системы по трем спутникам: первоначально по одному, расположенному в "вершине" геостационарной орбиты (для географической точки приема), для которого координата подспутниковой точки равна нулю или имеет очень малое значение, и двум боковым западному и восточному. Точная настройка осуществляется при небольшом сканировании антенны на каждой позиции. Такую операцию повторяют несколько раз, поворачивая антенну по всей орбите, и, убеждаясь, что она точно отслеживает геостационарную орбиту во всех трех точках.

Азимут прямофокусной и офсетной антенн с полярными подвесками находится аналогично, как и для фиксированной, т.е. или по формулам, или графически.

После выполнения всех операций, управляя поворотом зеркала антенны, "просматривают" все спутники и интересующие программы, ретранслируемые ими. Если все благополучно, то в ЭППЗУ ресивера заносят координаты каждого спутника, номера частотных каналов транспондеров, виды поляризаций и т.п. Система приема телевизионного вещания по спутниковым каналам готова к эксплуатации.

Выводы

Основная задача при организации приема телевизионных программ со спутников-ретрансляторов - выбрать подходящую антен¬ну, малошумящий усилитель-конвертер и спутниковый ресивер. Антенны для приема со спутников изготавливаются самых разных типов: прямофокусные, офсетные, фазированные антенные решетки (плоские), сферические линзовые и т.п.

Выбор конкретного типа антенны с определенными техническими характеристиками зависит от ряда условий и в первую очередь от уровня ППМ (ЭИИМ), создаваемой транспондером спутника в географической точке приема. Классическими антеннами для приема являются параболоидные антенны - прямофокусные и офсетные. При больших размерах антенны (диаметром более 1,8 м) их технические характеристики несущественно отличаются друг от друга. При небольших размерах лучшими являются офсетные антенны, изготовленные из сплавов алюминия, и с эллиптической формой раскрыва.

В последнее время, наряду с параболоидными антеннами, широко применяются плоские антенны - ФАРы и сферические линзовые, представляющие собой шар диаметром 1,5... 1,8 м, изготовленный из диэлектрика. Следует отметить, что наряду с достоинствами, им присущи и серьезные недостатки. Сферические линзовые антенны позволяют вести прием со спутников, которые создают значительную ППМ (ЭИИМ), к тому же они дорогостоящие.

Плоские антенны могут принимать электромагнитные волны только одного вида поляризации и относительно узкополосны. Но с развитием системы телевизионных передач через спутники-ретрансляторы, появлением огромного количества программ (семейство спутников Hot Bird, Astra, Галс и т.д.), благодаря внедрению цифрового способа и повышенных значений ЭИИМ (в Западной Европе), некоторые недостатки плоских и сферических антенн становятся не определяющими.

Основные параметры малошумящего усилителя-конвертера: низкий коэффициент шума (менее 1,0 дБ), достаточный коэффициент усиления (10 дБ), частотный диапазон принимаемых сигналов (10,7... 11,7, 11,7... 12,5 и 12,5... 12,75 ГГц), а для приема цифровых сигналов необходима дополнительно высокая стабильность частоты гетеродинов (не хуже ±0,35 МГц). Для сравнения следует отметить, что для аналогового приема достаточно стабильности ±1,0 МГц и даже ±1,5 МГц.

Усилитель-конвертер, предназначенный для цифровых телевизионных сигналов, может принимать и обрабатывать аналоговые сигналы, а предназначенный только для аналоговых сигналов, цифровые принимает не всегда (из-за низкой стабильности частоты гетеродина, что при QPSK манипуляции несущей очень важно). Чтобы различать их на усилителях-конвертерах для приема цифровых сигналов ставилось обозначение "digital.

Важное место для приема со спутников занимает внутренний блок -спутниковый ресивер, который определяет систему приема - аналоговую или цифровую. Так как существуют спутники с транспондерами, ретранслирующие телевизионные аналоговые программы, существуют и ресиверы для их приема, которые все же вытесняются цифровыми ресиверами.

Существует также преемственность сервисных функций между аналоговыми и цифровыми ресиверами, таких как наличие "родительского ключа", дисплей на передней панели, возможность внесения в память ресивера нескольких сотен телевизионных программ, вида поляризации принимаемых электромагнитных волн, значений частот и т.п.

Кроме этого цифровой ресивер имеет свои специфические функции. К ним относятся: значение максимальной и минимальной скоростей принимаемого цифрового потока, возможность приема цифровых программ как передаваемых способом ОКН (SCPC), так и способом НКН (МСРС) и т.п.Для приема очень важно правильно установить и направить антенну на выбранный спутник, установить (при наличии электромагнитного ферритового поляризатора) оптимальные токи для поворота плоскости поляризации принимаемых электромагнитных волн линейной поляризации. Наиболее сложно это сделать для офсетных поворотных антенн с цифровыми ресиверами.