Подробности

Просмотров: 4870

Офсетная антенна

Прямофокусная антенна

Для разных мощностей необходимы разные диаметры: 53dbW — 0.6m, 48dbW — 0.8m, 45dbW — 1.0m, 40dbW — 1.5m

Кроме диаметра, определяющего коэффициент усиления антенны, существует еще один важный параметр, которому у нас уделяется очень мало внимания. Это соотношение f/D (f — фокусное расстояние, D — диаметр антенны). Учет этого параметра очень важен (см. облучатель).

Антенны различаются по форме и типу подвески.

По форме:
оффсетные (offset) и прямофокусные (prime focus).

Прямофокусная — классическая круглая тарелка, с креплением головки по центру на трех спицах.

Оффсетная — со смещенным фокусом, имеет форму эллипса, вытянутого по вертикали. Головка крепится на "роге" — этакой загогулине, торчащей из-под нижнего края тарелки. В настоящее время оффсетка — наиболее распространенная тарелка ввиду ее более низкой стоимости в сравнении с прямофокусной.

По типу подвески:

азимутальная (Az-El mount) и полярная (Polar mount).

Азимутальная — жесткая фиксированная подвеска. Антенна наводится на спутник и жестко фиксируется на креплении. Азимутальные антенны очень просты в установке, ее можно произвести и самому. В недорогих комплектах стоимость установки обычно включается в стоимость самого комплекта.

Полярная — вращающаяся подвеска. Основной смысл полярки — прием разных спутников. Подвеска сконструирована таким образом, что, поворачиваясь только вокруг вертикальной оси (т.е. вправо-влево), антенна отслеживает угол места, то есть описывает ту самую дугу, на которой висят спутники. Полярка сложна в установке, так как требуется точная юстировка для отслеживания необходимых углов. Стоимость установки начинается от 150-180 долларов и растет пропорционально размеру.
Примечание: Под установкой подразумевается не только настройка антенны, но и изготовление кронштейна, монтажные и настроечные работы, одним словом сдача системы под ключ.
Как правило, оффсетные антенны ставятся с азимутальной подвеской, прямофокусные — с полярной. В последнее время на рынке начали продаваться полярные подвески для оффсеток, то есть появилась возможность модернизации уже имеющихся фиксированных систем.
Стоимость собственно подвески не намного увеличивает общую стоимость комплекта — на 30-50 долларов.
Антенны различаются по конструктиву — сплошные (цельноштампованные) и сборные (секционные). Предпочтение следует отдавать сплошным антеннам, так как обеспечиваемое ими качество приема, как правило, лучше. Материал, из которого сделано зеркало, тоже может быть разным: пластик (легкий, но хрупкий, к нему прилипает снег, да и качество приема похуже в сравнении с остальными), сталь (прочная, хорошее качество зеркала, но тяжелая и подвержена коррозии), алюминий (не коррозирует, легкий, но мягкий — на бросание доброжелателями камней и бутылок реагирует плохо).

Адрес статьи: http://lib.kbsu.ru Как выбрать спутниковую антенну И. Шабанов Оригинал: ТЕЛЕСПУТНИК 2(28), Сентябрь 1998

Спутниковая "тарелка" в сознании "широких слоев населения" по праву олицетворяет всю спутниковую приемную систему. Конечно, на самом деле любая телевизионная спутниковая система состоит из многих частей, хотя антенна совершенно объективно является чуть ли не самой важной ее деталью. И уж по крайней мере, трудно не согласиться, что антенна — самый большой и заметный элемент приемной системы. В предыдущих номерах на шего журнала мы уже рассказывали, как выбрать спутниковый ресивер (Т/С № 12, 1997 г.) и конвертор (Т/С №1, 1998 г.). Сегодня мы поговорим о спутниковых антеннах, ведь правильный выбор антенны во многом определяет технические возможности вашей спутниковой приемной системы в целом.
Прежде чем говорить о том, как выбрать спутниковую антенну, необходимо определить: для работы в составе какой приемной спутниковой системы она предназначается. То есть, выбирая спутниковую антенну (как впрочем и другие компоненты приемной системы), вам, для начала, нужно ответить себе на несколько вопросов:

В зоне покрытия каких спутников вы проживаете, то есть какие спутники вы в принципе можете принимать?

1.Какие каналы вас интересуют и какой, исходя из этого, спутник вы хотите смотреть?
2. Имеется ли возможность расположить антенну так, чтобы местные "предметы" не закрывали направление на спутник?
3. Хотите ли вы смотреть один или несколько спутников?
4. Каковы финансовые средства, которые вы хотите вложить в это "предприятие"?

Ответить на первые два вопроса вам помогут в любой фирме, занимающейся спутниковым телевидением в вашем городе. Если же вы хотите разобраться во всем сами, прекрасно!
Наш журнал регулярно публикует на своих страницах карты покрытия для различных спутников, а подробные обзоры спутниковых каналов, транслируемых с разных спутников, помещаются чуть ли не в каждом номере.
Спутниковая антенна (само зеркало) предназначена для фокусировки на облучатель конвертора параллельного пучка радиоволн, излучаемых спутником. Антенна представляет собой часть параболоида вращения, так как именно такая форма обеспечивает прекрасную фокусировку параллельного пучка излучения.
Телевизионные сигналы передаются со спутников, в диапазонах Ku (~11 ГГц) и С(~4 ГГц), то есть принимаемые сигналы имеют длину волны 27 и 75 мм соответственно. Именно поэтому любое препятствие (плотная облачность, снег, дождь) на пути между вашей антенной и спутником будет ослаблять сигнал и может вообще исключить (если это препятствие — деревья, здания и т. д.) возможность приема программ спутникового телевидения.

Рис. 2. Прямофокусная антенна (prime focus). Видимое направление на спутник совпадает с перпендикуляром к плоскости раскрыва антенны

В принципе, если вы еще не забыли, что такое синус, и можете отыскать на географической карте место, где вы находитесь, определить видимое направление на спутник (азимут и угол места) (рис. 1) можно, воспользовавшись формулой 1. Теперь осталось только взять компас и убедиться, что в этом направлении нет закрывающих спутник препятствий (деревьев, соседних домов или, например, заводской трубы).

a = arctg ( (tg[ G1-G2])/sin[W])

( cos [ G1-G2] * cos[W]-0.1509)
b = ------------------------------------------
(1)
2 2 2
sqrt (sin(G1-G2) + cos(G1-G2) * sin(W) )]

Где a — азимут;
b — угол места;
G1 — ваша географическая долгота;
G2 — долгота расположения интересующего вас спутника на орбите (западная с минусом);
W — ваша географическая широта.

Например: для Astra [19,2° E (восточная долгота)] G2=19.2°, а для Intelsat 601 [27,5° W (западная долгота)] G2= -27.5°.

Какие бывают антенны

1. Размер Для начала разберемся с размерами зеркала. Диаметр антенны зависит от уровня мощности принимаемого со спутника сигнала в вашей местности (который можно определить по карте покрытия). Таким образом от вашего географического положения будет зависеть диаметр антенны, необходимый для приема программ с того спутника, на который вы решили настроить свою антенну. В таблице 1 приведены примерные соотношения уровня мощности принимаемого сигнала и необходимый для этого диаметр зеркала

ТАБЛИЦА 1

Уровень мощности, dbW Диаметр антенны, м
53 0,6
48 0,8
45 1,1
42 1,5
40 1,8

Примечание. Карта покрытия (footprint) — проекция диаграммы направленности передаваемого на Землю сигнала на географическую карту. Представляет собой замкнутые кривые, которые являются границами по уровню мощности принимаемого сигнала. Значения мощности приводятся в dbW. К сожалению, нередко публикуемые официально карты покрытия являются "ожидаемыми", а не "реально измеренными".

При этом надо учесть, что зачастую не все каналы со спутника идут одинаково хорошо. Кроме этого, необходимо выбирать размер антенны с некоторым запасом, чтобы слабое ухудшение сигнала, вызванное, например, атмосферными явлениями, не приводило к сильному ухудшению телевизионной "картинки". Поэтому самый безопасный метод — обратиться в фирму, занимающуюся установкой спутниковых систем в вашем городе, и уточнить, насколько хорошо принимаются в вашем регионе интересующие вас каналы и какой диаметр антенны для этого необходим.
2. Форма

Антенны по форме бывают прямофокусные (prime focus) и офсетные (off-set — внецентровая).
Прямофокусные (рис. 2) представляют собой "классическую" круглую "тарелку". Конвертор крепится в центре при помощи нескольких (обычно двух или трех) спиц. При этом конвертор и крепежные спицы затеняют часть отражающей поверхности зеркала, что приводит, естественно, к уменьшению коэффициента использования поверхности антенны. Однако, с ростом диаметра, этот эффект становится все менее значительным. Зимой на зеркало легко намерзают лед и снег, которые очень сильно ухудшают прием. Офсетные (рис. 3) антенны можно очень легко отличить, так как их фокус (место, где размещают конвертор) смещен от центра зеркала вниз. Именно из-за смещенного фокуса при настройке необходимо учитывать, что направление на спутник у офсетных антенн выше перпендикуляра к плоскости антенны на некоторый угол. Для большинства конструкций "офсеток" этот угол составляет ~25-27°. Поэтому офсетные антенны крепятся почти вертикально, на них не налипает снег и не скапливается вода, конвертор и элементы крепления не затеняют антенну.
Пример: В С.-Петербурге HotBird 13E виден под углом места b=20°, то есть офсетная антенна с g=26,5° (1.2 м, производства фирмы"Супрал") будет смотреть даже слегка "в землю" под углом X X = b-g = 20°-26,5° = -6,5° (т.е. антенна должна смотреть слегка в землю).
В силу этих особенностей офсетные антенны очень популярны при диаметре зеркала до ~1.5 м. При больших диаметрах предпочтение отдают прямофокусным антеннам.

3. Тип подвески

Рис. 3. Офсетная антенна (offset focus). Видимое направление на спутник выше перпендикуляра к плоскости раскрыва антенны на j = 25-27°

Кроме размера и формы зеркала, очень важным параметром является тип подвески антенны. Подвеска бывает азимутальной и полярной. Азимутальная — как правило, фиксированная подвеска, антенна при этом настраивается на единственный спутник и жестко фиксируется на кронштейне крепления. Для приема другого спутника должна быть проведена полная перенастройка антенны. Простая и дешевая подвеска.

Рис. 5. Прямофокусная "полярка"

Полярная — значительно более сложная по конструкции и настройке (см. Т/С №12, 1997 г., стр.42) подвеска и, соответственно, более дорогая. Обеспечивает возможность приема нескольких спутников, находящихся в разных орбитальных позициях, вращением антенны только вокруг одной вертикальной оси.

Рис. 4. Офсетная "азимуталка"
Чаще всего офсетные антенны имеют фиксированную азимутальную подвеску (рис.5), а прямофокусные — полярную (рис. 6). Кроме этого, даже если вы хотите принимать несколько спутников, для которых достаточно антенны размером 1.2 м, в полярную систему лучше поставить 1.8 м или хотя бы 1.5 м. Некоторый запас не помешает. В последнее время все чаще появляются офсетные антенны с полярным подвесом и размером до 1.6 м. К сожалению, "нормальных" западных образцов не так много. Российские умельцы научились присоединять "нормальные" офсетные антенны с азимутальным подвесом к самодельным полярным подвесам, но финансовый выигрыш при этом незначительный, хотя для приема 2-3-х хорошо видных спутников это, как нам кажется, и неплохое решение.

Рис. 6. Сетчатая антенна

В С.-Петербурге, например, популярны "офсетки" (1.2 м) с таким полярным подвесом, настроенные на "Галс" (36° Е), Hot Bird (13° E) и на группу скандинавских спутников (в районе 1° Е). 4. Материал

Наиболее популярным материалом для изготовления спутниковых антенн является алюминий, он легче стали и не подвержен коррозии, но он мягок, и при неаккуратном обращении (это особенно касается зеркал большого диаметра >1.2 м) алюминиевые антенны легко деформируются, что весьма пагубно влияет на их характеристики.
При покупке антенны обязательно обратите внимание на наличие дефектов и искажений поверхности антенны. Мятые зеркала и те, которые "повело" винтом, работают значительно хуже нормальных. Стальные антенны прочнее, дешевле (правда, ненамного), но тяжелее и подвержены коррозии, которая снижает их отражающие свойства. Поэтому при покупке стального зеркала стоит обратить внимание на качество окраски.
Пластиковые зеркала легкие, но к ним легко прилипает снег. С течением времени такие антенны подвержены сильным деформациям под действием окружающей среды (резкие перепады температур, ультрафиолет).
Сетчатые антенны (рис. 6) устойчивы к ветровым нагрузкам и часто незаменимы при монтаже на большой высоте и в ветреных районах. К тому же они значительно меньше портят "пейзаж", особенно в исторических районах. К сожалению, они показывают более низкие характеристики при приеме сигналов Ku (самого на сегодняшний день популярного) диапазона, и, следовательно, для этого требуется антенна большего диаметра, чем сплошное зеркало, обеспечивающее прием такого же качества. Так как в России сетчатые антенны не производятся, то стоят они обычно дороже своих сплошных "коллег".
Монтаж антенны
При покупке антенны необходимо обратить особое внимание на надежность элементов подвески и кронштейна, на который она будет смонтирована, а также на крепеж. Это особенно важно, если антенна будет установлена на высоком или ветреном месте. Кронштейн обычно закрепляют при помощи специальных саморасклинивающихся болтов. Стоит обратить внимание на размер кронштейна: его конструкция должна позволять вам направить антенну в нужном направлении (и при этом не упереться в стену краем зеркала), особенно это важно для полярных систем, настроенных на прием нескольких различных спутников. Остается надеяться, что, прочитав эту статью, вы все-таки решите установить (пусть даже и не самостоятельно) себе спутниковую систему. Попробуйте, вы не пожалеете!
Эта статья была опубликована 10 марта 2007 г..