Печать

Спутниковая связь. Спутниковые антенны и ресиверы.

Автор: Administrator вкл. . Опубликовано в Стандарт цифрового вещания DVB-S

Рейтинг:   / 7
ПлохоОтлично 

Спутник — в небесной механике объект, вращающийся по определённой траектории (орбите) вокруг другого объекта.
Спутник — первая серия искусственных спутников Земли.

 

Спу́тник свя́зи — искусственный спутник Земли, специализированный для ретрансляции радиосигнала между точками на поверхности земли, не имеющими прямой видимости.

Спутник связи, принимает спектр частот с сигналами наземных станций, направленных на него, усиливает и излучает обратно на Землю.
Зона, в которой возможен прием спутникового сигнала, называется зоной покрытия. Зона покрытия определяется положением на орбите, ориентацией и техническими характеристиками спутника.

Применяя различные модуляции, через спутник можно передавать как цифровую информацию, так и аналоговые сигналы.

Большинство спутников имеют несколько передатчиков — транспондеров, каждый из которых покрывает некоторую полосу частот . Также, транспондеры различаются поляризацией и диапазоном (C или Ku) с которыми они работают.

Спутники размещаются в трёх зонах, обусловленных существованием поясов Ван Аллена. Геостационарные спутники возвышаются над Землёй на высоте 35786 км, средневысотные спутники занимают диапазон от 5000 до 15000 километров, для покрытия всей земной поверхности таких спутников требуется около 10, такие спутники нашли применение в системе GPS; завершают классификацию низкоорбитальные спутники, которых для покрытия связью всей Земли нужно не менее пятидесяти.

 

Спу́тниковая свя́зь — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.
Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту (от сотен до десятков тысяч км). Так как зона его видимости в этом случае — почти половина Земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает — в большинстве случаев достаточно и одного.

 

Спутниковая система навигации — комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Основные элементы спутниковой системы навигации:
Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы;
Наземная система управления и контроля, включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;
Приёмное клиентское оборудование («спутниковые навигаторы»), используемое для определения координат;
Опционально: наземная система радиомаяков, позволяющая значительно повысить точность определения координат.
Опционально: информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.

Принцип работы
Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определенными координатами.

 

Спутниковое телевидение — система передачи телевизионного сигнала от передающего центра к потребителю через искусственный спутник Земли, расположенный на геостационарной околоземной орбите над экватором.

По сравнению с наземным телевидением, обеспечивает покрытие качественным телевизионным сигналом больших территорий, труднодоступных для ретрансляции обычным способом.

Стандартный комплект для приема спутниковых каналов состоит из спутниковой антенны, кронштейна (крепление антенны к стене или крыше), конвертера, кабеля и ресивера (спутникового приемника). Для просмотра телевизионных каналов с помощью ресивера используется обычный телевизионный приёмник, реже - монитор компьютера.

Стандарты
Аналоговое телевидение распространяется через спутник, как правило, закодированным или зашифровным в NTSC, PAL, или SECAM стандарты телевизионного вещания.

Цифровой телевизионный сигнал или мультиплексированый сигнал, обычно модулируется QPSK.

В целом, цифровое телевидение, в том числе передаваемых через спутники, как правило, основано на открытых стандартах, таких как MPEG, DVB-S и DVB-S2.

Коммерческое шифрование включает в себя кодировки: BISS, Conax, DigiCipher, Irdeto (кодировка РадугаТВ), Nagravision, PowerVu, Viaccess (кодировка НТВ+), Videocipher и VideoGuard. Многие Ресивер цифрового телевидения — устройство, принимающее сигнал цифрового телевидения, декодируещего его и преобразуещего в стандартный ПЦТС, и передающее его далее на экран телевизора.

Как правило, для передачи сигнала, принимаемого ресивером цифрового телевидения, используется MPEG-2 или MPEG-4 технология сжатия, в связи с этим подобные устройства часто называют также декодерами цифрового телевидения.


Ресивер цифрового телевидения — устройство, принимающее сигнал цифрового телевидения, декодируещего его и преобразуещего в стандартный ПЦТС, и передающее его далее на экран телевизора.

Как правило, для передачи сигнала, принимаемого ресивером цифрового телевидения, используется MPEG-2 или MPEG-4 технология сжатия, в связи с этим подобные устройства часто называют также декодерами цифрового телевидения.

Так как описываемое устройство обычно представляет собой небольшую коробочку, которую обычно ставили на корпус ЭЛТ-телевизора сверху, то в английском для неё прижилось название Set-top box (или сокращённо STB).Содержание [показать]

Подключение

Ресиверы могут подключаться
к спутниковой антенне;
к сетям кабельного телевидения;
к компьютерным сетям (WiFi, Ethernet) ;
иметь источником эфирное цифровое телевидение.

Большинство ресиверов подключается к телевизору через разъём SCART или разъём типа «тюльпан», встречаются также ресиверы с компонентным (YPbPr) подключением.

Ресиверы имеющие RF-модулятор можно подключить телевизионным кабелем к антенному входу телевизора, при этом сигнал передаётся на частоте одного из дециметровых телевизионных каналов (ДМВ).Этот способ используют если телевизор имеет только антенный вход (старые модели).

Спутниковые ресиверы стандарта DVB-S2 и IPTV-ресиверы могут быть подключены к телевизору при помощи имеющегося разъёма HDMI.
IPTV

Существует также технология IPTV-ресиверов: в таком случае подключение ресивера к сетям оператора цифрового телевидения происходит при помощи Ethernet или Wi-Fi (так же, как компьютеров и других IP-устройств), а телевизионное вещание производится при помощи локальной сети или Интернета. В случае IPTV-ресиверов для защиты вещания от несанкционированного доступа обычно используются DRM-технологии.

Спутниковые

Ресивер со встроенным картоприёмником, (внизу карта доступа)

Спутниковые ресиверы бывают:
Ресиверы FTA-типа (для приёма бесплатных каналов),


Ресиверы со встроенным картоприёмником, это позволяет потребителю после покупки карты доступа Оператора спутникового телевидения смотреть кодированные каналы (требует поддержки используемой кодировки самим ресивером),


Ресивер с Common Interface с возможностью установки в CI-слот CAM-модулей , что даёт возможность ресиверу показывать каналы в любой кодировке, вне зависимости от его собственных возможностей декодирования (при этом сам ресивер может вообще не поддерживать ни одну из кодировок, т.e. быть FTA-ресивером).

Ввиду того, что CAM-модули можно перепрограммировать и чаще всего использовать их совместно (это ограничивается только количеством имеющихся CAM-слотов), это фактически означает, что спутниковый ресивер с CAM-слотами никогда не устареет, какая бы новая кодировка спутникового телевидения ни появилась. Устаревшим такой ресивер будет можно считать только в том случае, если он умеет выводить только MPEG-2 изображение, а потребителю хотелось бы смотреть MPEG-4 каналы, или же, если потребителя не устраивают встроенные возможности ресивера (по записи видео, по играм и т. п.).

Иногда все три возможности (приём FTA-каналов, картоприёмник и возможность установки CAM-модулей) встречаются в одном ресивере. Также существуют спутниковые ресиверы с уже встроенным CAM-модулем или с эмулятором кодировок (что позволяет смотреть кодированные каналы без карточек и CAM-модулей, т.e. фактически встроенный эмулятор сам и является CAM-модулем, но несъёмным). При наличии в ресивере эмулятора кодировок спутникового телевидения для просмотра каналов в той или иной кодировке пользователю надо всего лишь вводить в ресивер новые ключи с пульта ДУ для этой кодировки или же воспользоваться функцией автообновления её ключей (если она присутствует).


Спутниковая антенна — зеркальная антенна для приёма (или передачи) сигнала с искусственного спутника Земли или размещенная на спутнике.

Самыми распространёнными спутниковыми антеннами являются параболические антенны (их обычно и называют спутниковыми). Спутниковые антенны имеют различные типы и размеры. Наиболее часто в мире подобные антенны используются для приёма и передачи программ спутникового телевидения и радио, а также соединения с Интернетом.

Также, следует обратить внимание, на тип материала, из которого изготовлена спутниковая антенна. Я остановлюсь, на более распространенных типах спутниковых антенн - это, металлические и алюминиевые. Чтобы было проще сравнить, взглянем на приведенную ниже таблицу:
sravnenie-ant

Как Вы видите из таблицы, у алюминиевых спутниковых антенн больше преимуществ, поэтому, на мой взгляд, они более предпочтительнее, чем и объясняют большую их популярность. Тут хочу особо обратить внимание, владельцев именно алюминиевых спутниковых антенн, так как алюминий это довольно мягкий метал, то значит, он требует более бережного обращения, любой даже незначительный удар по поверхности тонкого материала, может привести к деформации зеркала антенны, то есть, к "вмятине". Такое повреждение как вмятина, очень трудно исправить вручную, а если говорить честно, то практически невозможно. Чем грозит такое повреждение? Представьте себе кривое зеркало, и на ваше в нем отражение... представили? Неровная поверхность заметно исказит это отражение. Вот такое же искажение будет и с сигналом, вместо того чтобы попасть на облучатель конвертера, он будет рассеиваться в разные стороны.

При большом диаметре антенны, следует позаботиться о снижении ее парусности, то есть сделать ее более устойчивой к порывам ветра. Снизить эту парусность можно использовав, так называемые, сетчатые спутниковые антенны. При их эксплуатации, надо учитывать, что в отличие от обычных тарелок, у сетчатых, коэффициент передачи сигнала немного ниже, так как, отражающая площадь зеркала снижена за счет маленьких сквозных отверстий. Но при этом, устойчивость к ветру, заметно повышается, что не маловажно при эксплуатации самой спутниковой антенны. Как правило, такой тип, применяется когда диаметр ее зеркала, превышает 2...2.5 метра.

set_ant2
Сетчатая, прямофокусная спутниковая антенна.


При использовании больших диаметров спутниковых антенн возникает еще одна проблема, и она заключается в безопасной ее транспортировке. Представьте себе, как сложно доставить такую громадину, к месту ее использования, и при этом не повредить поверхность зеркала. Вот поэтому, завод-изготовитель, и придумал такой способ, смысл которого заключался в том, чтобы разделять зеркало антенны, на несколько частей (сегментов), то есть, делать ее разборную. Перевозить такие сегменты гораздо удобнее, чем всю цельноштампованную антенну, Вам только остается, после доставки тарелки на место эксплуатации, правильно собрать ее в единое целое. Разборные спутниковые антенны бывают как прямофокусные, так и офсетные. По стоимости, они значительно дороже, чем цельноштампованные.

Виды спутниковых антенн

Существует 2 основных вида параболических антенн — прямофокусные и офсетные.

Прямофокусная параболическая спутниковая антенна



Прямофокусная (осесимметричная) антенна является антенной с апертурой в виде параболоида вращения. Диаметр антенны определяет ее усиление и соответственно стабильность приема спутниковых сигналов. В зависимости от используемого геостационарного спутника, диаметры приемных антенн могут быть от 0,9 м до 3,7 м. В фокусе параболического зеркала установлены облучатели. Обычно такие антенны используются для приёма сигналов в C-диапазоне и в Ku-диапазоне. Параболические антенны используются и для передачи сигналов на спутники. К облучателям спутниковых антенн присоединяют малошумящие усилители (МШУ) с низкими уровнями шумов и конверторы, что позволяет усиливать высокочастотные непосредственно после облучателей и конвертировать их в сигналы промежуточной частоты. Сигналы промежуточной частоты передаются уже по кабелям, соединенными с конвертерами для дальнейшего усиления и детектирования.

Офсетная параболическая спутниковая антенна




Офсетная антенна — наиболее распространена в индивидуальном приёме спутникового телевидения, хотя в настоящее время используются и другие принципы построения наземных спутниковых антенн. Офсетная антенна представляет собой несимметричную вырезку из параболоида вращения с облучателем в фокусе параболоида. Фокус такого сегмента расположен ниже геометрического центра антенны. Это устраняет затенение полезной площади антенны облучателем и его опорами, что повышает ее коэффициент полезного использования при одинаковой площади зеркала с осесимметричной антенной. К тому же, облучатель установлен ниже центра тяжести антенны, тем самым увеличивая ее устойчивость при ветровых нагрузках. Зеркало офсетной антенны крепится почти вертикально. В зависимости от географической широты угол ее наклона немного меняется. Такое положение исключает собирание в чаше антенны атмосферных осадков, которые сильно влияют на качество приема. На просвет антенна представляет не круг а эллипс, вытянутый по вертикали. Размеры офсетной антенны обычно приводят в эквиваленте усиления по отношению к прямофокусным. Если по горизонтали данный размер совпадает, то по вертикали он будет, примерно, на 10 % больше.



Обычно офсетные антенны используются для приёма сигнала С и Ku-диапазона (в линейной и круговой поляризации). Однако, возможен и приём сигнала в Ка-диапазоне, а также комбинированный.

Тороидальная спутниковая антенна


Реже, в качестве спутниковой, используются тороидальные антенны. Тороидальные антенны имеют меньшее усиление, но более широкую диаграмму направленности, что позволяет легче навестись на спутник или работать одновременно с несколькими спутниками.

Мультифидные антенны

Для приема сигналов одновременно от нескольких спутников в параболической антенне устанавливают несколько облучателей. Данный факт возможен благодаря свойству параболоида вращения фокусировать лучи с другого спутника в некоторой точке пространства расположенной невдалеке от основного фокуса. Если расположить в этой точке конвертор, то он сможет принимать и преобразовывать сигнал с соседнего спутника. Обычно, такое возможно, если расстояние между спутниками составляет не более 10-15°. Чем больше угол, тем слабее сигнал (меньше активная площадь отражателя, больше расфокусировка). Далее, сигналы с конверторов можно объединить с помощью специальных переключателей — мультисвитчей и направить в один ресивер. Мультифид — кронштейн, который позволяет крепить дополнительный конвертор в стороне от главного фокуса. Мультифиды обычно применяются на прямофокусных и офсетных параболических антеннах.

Моторизированные антенны

Любители спутникового ТВ иногда устанавливают мотоподвес (мотор), или позиционер. При помощи актюатора и по команде пользователя (или команде с тюнера) он позволяет повернуть антенну в позицию нужного вам спутника. При взгляде с земли, все спутники на геостационарной орбите находятся на одной линии (как правило, в виде дуги, подобной движению Солнца на небосклоне). Закрепив антенну таким образом, чтобы она могла точно поворачиватся по этой дуге, можно добиться, чтобы поворот антенны осуществлял всего лишь один мотор-актюатор. Такой тип подвеса называется «Полярный», так как ось вращения антенны параллельна оси вращения Земли, или другими словами — «смотрит на Полярную Звезду».

Плоская спутниковая антенна

Голландский учёный Марселем Бургвал (Marcel van de Burgwal) разработал микрочип, функционирующий как фазирующее устройство для антенных решеток.
Принцип работы антенны основан на использовании программного обеспечения для фазирования сигнала в антенне. Современные технологии позволяют установить её вместо параболических антенн. 

В качестве плоских спуниковых атенн используют антенную решетку, позволяющую электронным способом отслеживать положение спутника на орбите.

Спутниковая антенна купольного типа

Спутниковая антенна купольного типа может крепиться в любой части автомобиля. 

Мобильная спутниковая антенна



На крышу автомобиля 


 

Для катеров, кораблей, поезд 




http://www.sat-fishers.com/forum/showthread.php?t=1576

Там, где запрещено устанавливать тарелки на фасад зданий применяют внутренние антенны на подоконник. (например в Германии)

Материалы, из которых делают антенны

Для изготовления спутниковых антенн в основном используют сталь и дюралюминий. Стальные дешевле, дюралюминивые легче. Поэтому, из последнего материала обычно делают большие антенны, более 1,2 метра в диаметре. Также, для облегчения конструкции и снижения парусности, зеркало антенны делают из перфорированного листа.

Раскрыв антенны может быть изготовлен из металлической сетки, натянутой на металлические ребра. Такие антенны используются в качестве раскрывающихся переносных антенн.

Установка

Размеры спутниковых антенн должны подбираться индивидуально для каждого региона в зависимости от используемого спутника и диапазона (С, Ku) рабочих частот спутников.

При установке антенн необходимо направить ее максимум диаграммы направленности точно на спутник.


Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

по теме