Как работает спутниковое ТВ

Спутниковая антенна – это устройство, предназначенное для приема радиосигналов транслируемых со спутника. Ее можно встретить довольно часто даже в бытовой жизни, поскольку с ее помощью принимаются радиоволны телевизионных каналов. Посредством специального оснащения оно подключается к телевизору, что позволяет смотреть передачи с более высоким качеством, чем при аналоговой трансляции.

Как работает спутниковая антенна

На орбите находится спутник, который транслирует радиосигналы в направлении поверхности планеты, в результате чего они попадают на различные предметы. Практически все укутано данными сигналами, но далеко не каждый прибор может реагировать на их частоту. Транслируемые лучи, которые передают информацию телевизионных станций, попадают на отражатель устройства, более известный как тарелка. В связи с тем, что он имеет вогнутую форму, все радиоволны отражаются в одном направлении и фокусируются напротив центра. Тарелка собирает все сигналы, которые попадали на ее поверхность, и передает на чувствительное устройство – конвертер. Его головка улавливает и воспринимает радиоволны, после чего преобразовывает их в более привычный сигнал, который в дальнейшем передается на расположенный возле телевизора ресивер. Последний адаптирует трансляцию в формат телевизионных устройств.

Виды антенн по конструкции

Спутниковая антенна является довольно распространенным оборудованием. В серийном производстве можно встретить следующие виды данных систем:

• Прямофокусные.
• Офсетные.
• Тороидальные.

Последние являются довольно редкими, но что касается прямофокусных и офсетных, то они очень популярны. Каждая из данных конструкций имеет свои преимущества и недостатки, о которых необходимо знать, чтобы выбрать для себя оптимальное решение.

Прямофокусная антенна

Такие антенны являются вторыми по популярности после офсетных. Их конструкция подразумевает фиксацию конвертера напротив центра тарелки. Его чувствительный облучатель располагается вниз, направленным на зеркало. Чтобы антенна могла эффективно принимать сигнал и транслировать его на телевизор без помех, важно чтобы при установке конструкция смотрела вверх максимально направлено на спутник.

Такой способ монтажа имеет свои недостатки. В первую очередь, при выпадении осадков влага будет скапливаться прямо в тарелке. Как следствие это активирует коррозийные процессы, и обеспечит ускоренный выход устройства из строя. Кроме этого, наличие в отражателе воды, а также обледенелого снега, снижает эффективность фокусировки сигнала. В результате каналы показывают намного хуже, чем при хорошей погоде.

Используя прямофокусную антенну, ее придется периодически прочищать зимой. Это делать не сложно, но если устройство находится в труднодоступном месте, то могут возникать трудности. Все же эта конструкция имеет и преимущества. В частности, конвертер располагается чувствительной головкой вниз, поэтому он быстро просыхает после попадания влаги. Это исключает его сильное промокание и ранний выход со строя.

Офсетная антенна

Данный тип является самым распространенным, поскольку имеет определенные конструктивные преимущества. Такая спутниковая антенна подразумевает расположение тарелки под минимальным углом к спутнику. В результате, со стороны может казаться, что отражатель смотрит вниз. Это сделано таким образом, чтобы фокусировать принятые на тарелку сигналы немного не по центру на закрепленном конвертере.

Такие системы способны ловить более мощный спутниковый сигнал, поскольку данная конструкция менее чувствительна, чем прямофокусная антенна. Положительным моментом такого устройства является то, что его тарелка не подвержена намоканию и блокировки снегом. Благодаря этому исключается дополнительный уход в зимнее время. Такое расположение конвертеров подразумевает, что они развернуты чувствительной частью к атмосферным осадкам. Производители пытаются компенсировать это и устанавливают специальные козырьки на конверторные головки, но те не могут полностью закрывать от осадков, поскольку в противном случае перекроют возможность восприятия сфокусированного сигнала.

Тороидальные антенны

Такая конструкция встречается реже, но является самой совершенной. Помимо классической тарелки, которая фокусирует сигнал на конвертор, применяется дополнительный элемент фокусировки. Он позволяет лучше воспринимать сигналы. Благодаря этому даже одна спутниковая антенна может одновременно работать с 16-ю конверторами. Каждый из них отвечает за прием сигнала с определенного спутника. При использовании такого устройства количество каналов на телевизоре возрастает многократно.

Все же стоит отметить, что хотя и существует много телеканалов, но подавляющее большинство из них имеет другой язык вещания. Фактически, достаточно наличия 3 конвертеров. Нет особого смысла ставить их больше, поскольку фактически придется оплачивать дорогостоящее оборудование, чтобы просматривать каналы на неизвестных языках.

Такая спутниковая антенна имеет много общего с офсетным типом. В частности у них применяется подобная технология расположения основного отражателя. Единственным отличием тороидальных антенн является установка большего количества конверторов и монтаж дополнительной отражающей поверхности.

Материалы изготовления отражателей

Стоит отметить, что особой разницы насчет того из каких материалов будет изготовлен отражатель нет. Это влияет только на эксплуатационные свойства. В серийном производстве можно встретить тарелки, сделанные из следующих материалов:

• Сталь.
• Алюминий.
• Пластик с покрытием.

Самыми часто встречаемыми являются стальные тарелки. Они прочные, но довольно тяжелые, а кроме этого обладают плохим свойством покрываться ржавчиной спустя несколько сезонов. Если изделие окрашено хорошо, то служит действительно долго, но стоит его немного повредить, как проступают следы коррозии. Зачастую ветки деревьев, которые достают до отражателя, оставляют царапины при ветреной погоде. От таких повреждений ржавчина постепенно распространяется по всей конструкции.

Что касается алюминиевых тарелок, то они не боятся коррозии, но гораздо хуже переносят механическое воздействие. Стоит порыву ветра обрушить конструкцию, как отражатель деформируется, и зачастую повторно его поставить уже не получится. Алюминиевая тарелка стоит дороже стальной, но на самом деле не лучше.

Самым худшим вариантом материала для изготовления отражателей является пластик. Хотя он и покрывается специальным слоем, который увеличивает отбивающие способности радиоволн, а также не боится коррозии, но имеет огромный недостаток – появление пластичности на солнце. Летом зачастую тарелки нагреваются настолько сильно, что становятся мягкими и пластик деформируется. При изменении геометрии отражателя, качество принимаемого сигнала уменьшается. Стоит отметить, что использование полимера является редкостью, и обычно применено на компактных антеннах, которые предназначены для установки в дома на колесах и фургоны.

Выбор места для установки

Чтобы спутниковая антенна обеспечивала качественный прием сигнала без помех, а телевизор показывал чистую картинку, важно провести правильную установку и выбрать лучшее место для монтажа. Для территории России подавляющее большинство спутников, которые транслируют телевизионные сигналы, находятся в Южной стороне. В связи с этим отражатель должен быть ориентирован на юг. В том случае если повернуть тарелку на север, то показ каналов будет осуществляться только несколько часов в сутки, пока на траектории направления отражателя имеется спутник.

Для частного дома провести монтаж на южную сторону не составляет особых затруднений. Что же касается жителей квартир, окна которых выходят на север, то для них оптимальным решение будет установка антенны на крыше. В этом случае потребуется приобрести более длинный коаксиальный кабель.

Помимо выбора правильной стороны, также важно позаботиться о том, чтобы на траектории между отражателем антенны и спутником не было препятствий. Если впереди имеются деревья, по возможности стоит подпилить их ветви, или выбрать для антенны другое место. В том же случае, когда впереди имеется многоэтажный дом, то рассчитывать на эффективный прием сигнала не приходится.

Обязательно нужно позаботиться о том, чтобы место, где монтируется спутниковая антенна, было доступным. Зачастую зимой требуется проводить очистку отражателя от льда и снега, а кроме того периодически может возникать необходимости перенастройки, вследствие изменения положения устройства под воздействием ветра. Гораздо проще добраться к антенне, если она расположена на стене частного дома или на специальном невысоком столбе. Если же она стоит на двухскатной крыше, то зачастую возможность ее обслуживания будет недоступной.

Чтобы сигнал принимался действительно качественно, важно не только задать приблизительное направление, но и рассчитать подходящий азимут и угол места. Сделать это самостоятельно практически невозможно, поэтому приходится работать путем проб и ошибок. Гораздо проще если в распоряжении имеется специализированное оборудование, которое позволяет анализировать качество сигнала. С его помощью удастся изначально выставить отражатель антенны правильно. Кроме этого, отталкиваясь от параметров сигнала на определенной местности, можно подобрать оптимальный диаметр тарелки. При достаточной силе радиоволны, нет смысла переплачивать и устанавливать массивную конструкцию, поскольку и более компактные устройства так же эффективно справяться с задачей.

Похожие темы:

РубрикаОБОРУДОВАНИЕ

Спутниковых антенн масса, делятся в быту на два глобальных типа, оффсетные и прямофокусные. Отличие в расположении облучателей конвертеров. Если просто по центру, перед нами прямофокусная спутниковая антенна. Новички задаются вопросом, почему тарелки сильно отличаются от прочих приемных устройств, окружающих человечество в быту. Дело в направленных свойствах. У тарелок (параболических антенн) большой коэффициент усиления, а диаграмма направленности узкая. Требуется жесткая стабилизация спутника на орбите, зато мощность излучения удается значительно снизить. Космический аппарат получил от разработчиков широкую диаграмму направленности, покрывает тысячи и миллионы квадратных километров территории. 99,99% процентов энергии пропадает впустую. Ремонт собственноручно спутниковых антенн касается скорее настройки, позиционирования, правильного использования конвертеров.

Устройство спутниковых антенн

Главные виды поломок касаются конвертеров. Тарелку удастся повредить лишь специально. Действительно, чему ломаться у куска железа. Устройство спутниковой антенны до смешного просто:

• на кронштейне к стене подвешена тарелка;
• в фокусной плоскости параболоида помещены облучатели.

Все! Со спутника приходит сигнал,объект находится далеко, считается, что линии параллельны. В результате по законам оптики сигнал собирается в фокальной плоскости. У оффсетных антенн тарелка не перпендикулярна направлению на спутник, облучатель далек от центра. Напротив, у прямофокусных антенн конвертер располагается по оси, из-за чего часть сигнала теряется. Это неизбежный недостаток. У оффсетных антенн облучатель висит за пределами тарелки, проявляется другой фактор: площадь улавливания лучей пропорциональна косинусу отклонения от перпендикуляра. Нельзя сказать, что первая конструкция лучше либо хуже второй.

Оффсетные антенны полезны там, где нет шансов наклонить тарелку, чтобы ось смотрела прямиком на спутник. Это преимущественно экваториальные и тропические регионы. На практике оффсетные антенны встречаются не реже прямофокусных. Неправильно называть облучатель конвертером и наоборот. Устройство, висящее возле фокусной плоскости антенны, включает:

1. Облучатель. Выглядит как конусный раскрыв, защищенный пластиковым съемным кожухом от осадков.
2. Деполяризатор. Участок прямого волновода (трубы), где стоят диэлектрическая пластина и пара стержней. Послужит для преобразования круговой поляризации в линейную. 
3. Конвертер. Представляет электронный блок, где частота спутника понижается до 1 или 2 ГГц для передачи по фидеру с наименьшими потерями. Здесь дополнительно расположен малошумящий усилитель. В формуле чувствительности доминируют характеристики первого активного каскада. Важно тут снизить уровень шума.

Дело осложняется вещанием спутников на диапазоне частот. Приняты C и Ku диапазоны. В любом доминирует собственный вид поляризации. На С — круговая, в Ku — линейная. Новички недоумевают. Поясняем, что диапазон С, используемый в РФ, имеет круговую поляризацию в силу ряда причин:

1. Наследие тяжелого прошлого. В СССР на космических аппаратах применялась круговая поляризация для спутниковой передачи информации, орбита шпионов отличалась от геостационарной. Не требовалось учитывать угол наклона поляризации, как при использовании горизонтального типа.
2. Вектор поляризации отклоняется магнитными полями. Солнечные бури и флуктуации земных характеристик оказывают влияние на угол наклона. Причем эффект Фарадея снижается с увеличением частоты. Следовательно, в Ku диапазоне не слишком страшен.

Подобные особенности упрощают настройку оборудования, нет надобности вращать вокруг оси конвертер, что здорово – угол сложно поймать. Если на C и Ku вести вещание с линейной поляризацией, эффект Фарадея сказывается разным образом, в результате нельзя настроить антенну нужным образом. Это хуже, нежели потери, создаваемые гибридным конвертером. Оценить сложно, но чем ближе абонент к полюсу, тем сильнее искажения. РФ лежит на северных территориях.

Добавим, что диапазоны Ku и C настолько велики, что участки разбивают дополнительно, иначе невозможно сконструировать гетеродины для получения промежуточных частот (см. выше). Спутники захватывают далеко не весь спектр, что учитывается конвертерами. Держите совет:

Уточняйте помимо диапазона поддиапазон провайдера. При выборе оборудования смотрите, чтобы конвертер поддерживал волну.

Конвертеры с виду похожие: стальной ящик, участок трубы, раскрыв, конструкция зашита в пластик, прикрыто чехлом со стороны входа. С точки зрения геометрических размеров разница имеется для диапазонов, но начинка важнее. Электроника имеет в любом случае собственную полосу пропускания, без совпадения сигнал не пройдет. Больше скажем – производители хранят в секрете начинку оборудования, поэтому отдельные конвертеры работают за штатными пределами, это скорее исключение из правила, нежели постоянный приятный сюрприз для пользователя. Гибридные конвертеры работают на всех частотах (проверяйте), внутри стоят два приемника.

Настройка спутниковых антенн

Любой конвертер вне зависимости от наклона смотрит в центр. Это обеспечит попадание в раскрыв максимума энергии. Если слегка отклонится, продолжит работать похуже. При улучшении работы возможна ситуация суперпозиции полей, когда правило нарушается, но в общем случае центрируйте раскрыв, чтобы смотрел на донышко тарелки. Современное оборудование удовлетворительно работает во многих ситуациях, но не стоит слишком пренебрегать ключевыми моментами.

Настройка спутниковой тарелки начинается с ориентирования. На сайте провайдера либо доступном месте отыскивается калькулятор углов. Бывают нацелены на определенный спутник, либо координаты космического аппарата потребуется ввести. Разумеется, необходимо по возможности точно знать географическое местоположение. Проще найти при помощи смартфона с модулем навигации. Точность достаточна для вычислений. Калькулятор даст угол места, азимут, угол наклона конвертера. Случается, спутников несколько. Тогда смотрим координаты космических аппаратов, находим средний, нацеливаем тарелку на устройство.

В последнем случае один облучатель окажется посередине. Для оффсетной тарелки угол места отличается от выданного калькулятором. Либо робот спросит о типе антенны. Как правило, оффсетные облучатели чуть смещены вниз, стоит учитывать при нацеливании. Отличаются от прямофокусных, к примеру, соотношением F/D (фокусное расстояние антенны на диаметр). Отличить приблизительно облучатели удаётся по внешнему признаку: у оффсетных используется ступенчатый рупор, у прямофокусных концентрические круги. Это не правило, но так обстоит дело в реальности. Следовательно, используя неподходящие облучатели, не удивляйтесь, что качество приема ниже среднего.

Дали понять, что делать при настройке антенны самостоятельно. Добавим, что нацеливание возможно производить при помощи ресивера. В большинстве комплектов спутниковых антенне встроенные программы (средства) для улавливания волн, выдаются качество, мощность. Если первый человек смотрит на экран, а второй работает над кронштейном, совместными усилиями результат окажется достигнут.

По компасу задайте азимут, угол места вымеряется уровнем и транспортиром. После примерной установки начинается позиционирование по показаниям аппаратуры. После достижения максимума начинаются эксперименты с углом наклона конвертера.

Потом приступаем к установке дополнительных облучателей, если имеются. Для конкретного определяется угол наклона отдельно. Если спутник вещает в двух диапазонах, следует брать гибридный конвертер спутниковой антенны. Деполяризационная пластина углом наклона задает направление круговой поляризации. При неправильной установке приема нет. Не затевая ремонта спутниковых антенн, рекомендуется пластину удалить, поймать сигнал без нее, потом уже ставить. Это сложный процесс, но выполнимый. При отсутствии пластины принимаемая мощность на 3 дБ ниже, что соответствует эквивалентному уменьшению площади тарелки в 1,4 раза.

Перед снятием антенны сделайте засечки на кронштейнах, это поможет быстро водворить тарелку на место. Главные причины поломок касаются сбоя направленности параболоида. Кстати, не забудьте поставить рядом громоотвод, иначе молния сожжет конвертеры. Электронная часть починке не подлежит. В стране пока не научились программировать микросхемы.

В сфере телевидения уже давно началось развитие отдельного сегмента — спутниковое телевидение. Первые операторы, которые начали нам предоставлять доступ к такому сегменту это ЗАО «Национальная спутниковая компания» под брендом Триколор тв,которое начало своё существование в 2005 году. Но по настоящему первым Российским оператором спутникового телевидения считается НТВ+, которая была основана ещё в 1996 году XX века.

Ещё одна компания по предоставлению услуг спутникового телевидения это  «Орион Экспресс» — российский оператор спутникового телевидения,один из крупнейших операторов спутникового телевидения не только России, но и Европы. Созданная в 2005 году, компания оказывает услуги спутникового телевидения индивидуальным абонентам, услуги по размещению телеканалов на спутниках 85° в.д. и 140° в.д., услуги по обслуживанию и выпуску телеканалов, а также услуги по доставке телевизионного контента в кабельные сети. «Орион Экспресс» обладает самой большой территорией покрытия в мире — приём сигнала возможен на всей территории России, Восточной Европы, а также стран СНГ.

Теперь от истории перейдем к рассмотрению принципа работы спутникового телевидения. Это очень простая схема, хотя кажется, что всё очень сложно и запутанно. Мы постараемся кратко и подробно описать принцип работы спутникового телевидения.

На Земле находится станция по передачи телевизионного сигнала, но так как сигнал имеют волну и не может распространяться на большие расстояния соответственно и обхват территории вещания маленький. И тут на помощь приходит спутник. Он запускается в космос и вращается  вокруг Земли по геоцентрической орбите. Это значит, что спутник имеет одинаковую скорость со скоростью вращения Земли, поэтому нам кажется, что спутник висит в одном месте и никуда не двигается, а многие удивляются, как он находится на одном месте и не падает. По практике, приходилось слышать такой вопрос. Теперь о передачи сигнала. С нашей наземной станции посылается сигнал на спутник, спутник его принимает, обрабатывает и ретранслирует обратно на Землю по средствам установленных на его корпусе антенн. Благодаря этому охват территории в 10 и даже 100 раз увеличивается. А установленная на стену антенна ловит данный сигнал, отражает его от своей поверхности и сигнал улавливается конвектором. После чего отправляется в ресивер там декодируется и мы наслаждаемся прекрасным качество картинки. Поэтому очень важно, что бы на пути от спутниковой антенны до космического спутника не было никаких преград. Иначе сигнал будет отражаться от данных преград и не доходить до антенны.

Используемые источники:

• https://tehpribory.ru/glavnaia/oborudovanie/sputnikovaia-antenna.html
• https://vashtehnik.ru/radioapparatura/remont-sputnikovyx-antenn-svoimi-rukami.html
• https://samara.aif.ru/infographic/memo/kak_rabotaet_sovremennoe_sputnikovoe_tv_infografika
• https://tricolor-moskwa.ru/faq/kak-rabotaet-sputnikovoe-tv/