Зміст:
- Поділ конвертерів по частотам
- Навіщо потрібен конвертер для супутникової антени
- Конструкція конвертерів для супутникових антен
Мало хто знає, що перший Найпростіший Супутник 4-го жовтня зійшов з носія, мало чим відрізнявся від міжконтинентальної балістичної ракети. Ще точніше новий виріб було похідним від цього потужного зброї, за допомогою якого Н. Хрущов свого часу хотів показати Кузькіну матір всім ворогам соціалізму. Американці так були налякані польотом Гагаріна, що негайно відправила експедицію на Місяць, де, як відомо, на зворотному боці знаходяться бази інопланетян. Жарти жартами, але гонка озброєнь зайшла так далеко, що незабаром космос був напханий шпигунськими літальними апаратами. І щоб супутники не заважали роботі один одного, було вирішено ввести якісь єдині стандарти, і за територіальною ознакою, і за призначенням. Сьогодні ми розглянемо, як конвертери для супутникових антен підтримують вимоги стандартів, і навіщо все це потрібно.
Поділ конвертерів по частотам
У 1977 році зібралася міжнародна конференція, на який були прийняті деякі правила для систематизації супутникової активності. Природно, цьому передували численні дослідження з боку всіх учасників. Вивчалося проходження хвиль різної довжини через атмосферу. Чи жарт, пробити повітря до самої грунту з космосу? До слова сказати, геостаціонарні супутники парять не так вже й низько над Землею. Чому літають? Тому що Земля крутиться невпинно, і щоб цей рух якось компенсувати, супутнику теж доводиться трішки рухатися по орбіті. Насправді швидкість його величезна, оскільки за 24 години, він повинен зробити повний оборот.
Радіус Землі становить приблизно 6370 км насправді форма нашої планети не те що не кругла, але навіть і не еліптична. Фахівці кажуть, що вона більше нагадує грушу, звужується до Північного полюса, але підходящого тіла в геометрії просто не існує. Тому вважається, що формою землі є геоїд. Це йдеться до того, що коли ми зараз наведемо значення радіуса орбіти, необхідно розуміти, що відлік ведеться від умовного центру землі, що знаходиться на перетині площини екватора і осі, що з’єднує обидва географічних полюса. При цьому центр маси планети знаходиться в іншому місці, і не варто плутати географічні полюси з магнітними (на які вказує компас). (Див. також: Ремонт супутникових антен своїми руками)
Отже, щоб супутник почав обертатися навколо Землі, необхідно повідомити йому Першу космічну швидкість. При цьому не забуваємо, що по орбіті апарат повинен рухатися з кутовою швидкістю обертання планети. Тобто здійснювати один оберт за 24 години (23 години 56 хвилин). Розумні голови підрахували, що для цього радіус орбіти повинен складати приблизно 42160 км при висоті над рівнем моря порядку 35790 км. Оскільки Земля обертається навколо осі, що проходить через її полюса, то можлива єдина орбіта для геостаціонарних супутників. І розташована вона строго над екватором. Для того, щоб надати нерухомість відносно Землі супутника на будь-якій іншій орбіті, доведеться постійно докладати чималі зусилля і витрачати багато ресурсів.
Сказане не означає, що космічні апарати, що висять над екватором на висоті 35790 км, не потребують людської уваги. Спеціальні станції постійно стежать за положенням та орієнтацією супутників, вносячи при необхідності корективи в їх рух. Але поправки настільки малі, що палива цілком вистачає на довгі роки роботи космічного апарату. Тепер ми знаємо, чому всі тарілки в нашому півкулі дивляться на південь. Не строго по меридіану, але все ж в напрямку екватора.
Оскільки нульовий меридіан проходить через вісь пасажного приладу Грінвічській обсерваторії, що знаходиться на території Великобританії, то вся Росія лежить у Східному півкулі. Список супутників, що ведуть мовлення на цьому просторі можна знайти, наприклад, у Вікіпедії. Не всі з них будуть видні з будь-якої точки земної поверхні одночасно, тому вибирайте провайдера з усією акуратністю. В іншому випадку телевізор подивитися не вдасться.
Навіщо потрібен конвертер для супутникової антени
Отже, вибраний супутник, який видно над горизонтом точки установки антени, тепер прийшов час подивитися телевізор, але не все так просто. Справа в тому, що комісія, яка збиралася в 1977 році — ми вже про неї згадували, — розбила діапазони мовлення на піддіапазони. Ось неповний перелік:
Деякі частоти задіяні військовими. Для телемовлення використовуються діапазони С і Ku, причому в Європі задіяний переважно другий з них, а на території Росії можна зустріти обоє. Тому перше, що ми скажемо про конвертерах для супутникових антен — вони бувають для різних діапазонів. В основному це стосується геометричних розмірів. Необхідно відзначити, що тарілки для різних діапазонів також мають різний діаметр (в ідеалі). Ніж довжина хвилі менше (вища частота), тим скромніше габарити супутникової антени. Це викликано особливостями фокусування електромагнітних хвиль параболоидами (форма тарілки).
І хоча в магазині продається повний комплект з супутникової антени та конвертера для неї, знаходиться чимало охочих осягнути неосяжне, які намагаються поставити поруч два різних пристрої для прийому радіохвиль. Чим це може бути викликано? Наприклад, є два супутники, один з них мовить у діапазоні, а інший — в Ku. Тоді використовуючи досвід застосування тороїдальної антени любителі розміщують два конвертера потрібним чином так, щоб кожен брав сигнал з однією з точок небосхилу, де розташувалися згадані космічні апарати.
При цьому тарілка направляється приблизно на екватор. Критерієм є максимум сигналу із супутника на виході. А потім кожен з конвертерів підлаштовується потрібним чином. Вони переміщуються по направляючої щодо тарілки до тих пір, поки не буде досягнутий впевнений прийом. Якщо не збігається кут лінійної поляризації, то проводиться поворот конвертера супутникової антени належним чином. Для кругової поляризації орієнтація конвертера відносно власної осі значення не має. (Див. також: Ремонт антен своїми руками)
Для здійснення всіх операцій використовуються спеціальні прилади (Satellite Finder), знімають сигнал тарілки і оцінюють прийом. Прийнята інформація обох конвертерів підсумовується погоджують пристроями і подається на вхід детектора. На екрані з’явиться таблиця з супутників, і можна отримати дані за прийнятим сигналом кожного з них. При необхідності база даних поповнюється власними налаштуваннями.
Отже, конвертер для супутникової антени — це пристрій прийому електромагнітного сигналу, випроміненого супутником. Тарілка служить для фокусування хвиль на вході конвертера. При цьому досягається максимум амплітуди електромагнітного поля в цьому місці. Установка двох конвертерів для супутникової антени на одну тарілку ґрунтується на тому, що всі промені, що прийшли з одного напрямку збираються у фокальній площині. Тобто конвертер для супутникової антени повинен дивитися прямо в центр тарілки і знаходиться у згаданій площині. А що робити, якщо один космічний апарат віщає на різних частотах? Для цього в продажі є комбінований конвертери для обох діапазонів.
При налаштуванні антени більш ніж на один супутник, необхідно пам’ятати не тільки про частотах. Вище ми побіжно згадували про те, що поляризація сигналу може бути круговою або лінійною, але як це враховується на стороні конвертера? Все геніальне просто. Різниця лише в невеликої деталі конструкції.
Конструкція конвертерів для супутникових антен
Будь конвертер, незалежно від частоти і типу поляризації має схожу конструкцію. Ось основні деталі:
- відрізок круглого хвилеводу, один з кінців наглухо запаяний, другий — служить для прийому радіохвиль;
- розтруб на відкритому кінці хвилеводу для поліпшення властивостей спрямованості та узгодження на всіх частотах;
- електронний блок, через антени якого приймається сигнал.
Загалом будь конвертер, це просто відрізок труби з розтрубом і невеликою металевою коробкою знизу, приробленою намертво. Антени — це такі штирі, які стирчать в глибині хвилеводу. Вся конструкція покрита пластиком і спереду є кругла кришка, щільно запресована на розтруб. А тепер про поляризації.
Виявляється, пристрій конвертера супутникової антени таке, що приймається завжди тільки лінійна поляризація. Якщо супутник випромінює кругову, то в хвилевід вставляється пластикова пластина під кутом 45 градусів до осі труби. Цим досягається деполяризація. Багато любителі помітили цю маленьку деталь і почали допрацьовувати конструкцію під свої потреби. Налаштування конвертера супутникової антени на потрібний тип поляризації здійснюється встановленням або зняттям цієї самої діелектричної пластини. Виготовити її можна, наприклад, з пластикової карти.
Більш того, в такому світлі стає можливим використання конвертерів в тороїдальних антенах. Просто пластина схиляється на 45 градусів в інший бік (переотражение змінює кругову поляризацію на протилежну). Щоб відкрити герметичну пластикову кришку, її поміщають в окріп, після чого проводиться спроба зняття. Надівається назад виріб без особливих проблем. Перед тим, як перевірити конвертер супутникової антени на працездатність, слід вивірити кут установки звичайним транспортиром. У разі успішного результату результат праці можна закріпити невеликою кількістю герметика, що має адгезію до пластику та металу.