Спутниковая антенна

Спутниковая антенна — зеркальная антенна для приёма (или передачи) сигнала 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.

Виды спутниковых антенн

Существует 2 основных вида параболических антенн — прямофокусные и офсетные.

Прямофокусная (симметричная) антенна

Прямофокусная (осесимметричная) антенна является антенной с апертурой в виде параболоида вращения. Диаметр антенны определяет её усиление и соответственно стабильность приёма спутниковых сигналов. В зависимости от используемого геостационарного спутника, диаметры приёмных антенн могут быть от 0,55 м до 5 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 высокочастотный сигнал непосредственно после облучателей и конвертировать его в сигнал промежуточной частоты. Сигнал промежуточной частоты передаётся уже по кабелям, соединенными с конвертерами для дальнейшего усиления и детектирования.

Офсетная антенна (асимметричная)

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 её коэффициент полезного использования при одинаковой площади зеркала с осесимметричной антенной. К тому же, облучатель установлен ниже центра тяжести антенны, тем самым увеличивая её устойчивость при ветровых нагрузках. Зеркало офсетной антенны крепится почти вертикально. В зависимости от географической широты угол её наклона немного меняется. Такое положение исключает собирание в чаше антенны атмосферных осадков, которые сильно влияют на качество приёма. 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 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 приёма 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 поворачиваться 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».

Спутниковая антенна купольного типа

Спутниковая антенна купольного типа может крепиться в любой части автомобиля.

Мобильная спутниковая антенна

• На крышу автомобиля
• Для катеров, кораблей, поездов

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 её максимум диаграммы направленности точно на спутник. Спутник, используемый для ретрансляции программ спутникового телевидения движется над экватором на геостационарной орбите, вследствие чего для данной точки на земной поверхности, из которой он виден, его положение на небе в течение дня не меняется. Поэтому однажды направленная на такой спутник параболическая антенна всё время остаётся направленной на него. В городах средних широт Северного полушария спутниковые антенны для спутникового телевидения направлены в южную сторону, в зависимости от спутника более или менее отклоняясь от точного направления на юг к востоку или западу. В странах Южного полушария они подобным образом направлены в северную сторону. А в тропических странах, расположенных вблизи экватора, особенно в точках на самом экваторе, такие антенны направлены вверх, в зависимости от спутника более или менее отклоняясь от зенита в восточном или западном направлении.

Ссылки

• [www.telesputnik.ru/archive/42/article/54.html Бителева А. Антенны для телевизионного приёма в СВЧ диапазоне//Теле-Спутник — 4(42) Апрель 1999 г.]

Отрывок, характеризующий Спутниковая антенна

Князь Андрей приехал в главную квартиру армии в конце июня. Войска первой армии, той, при которой находился государь, были расположены в укрепленном лагере у Дриссы; войска второй армии отступали, стремясь соединиться с первой армией, от которой – как говорили – они были отрезаны большими силами французов. Все были недовольны общим ходом военных дел в русской армии; но об опасности нашествия в русские губернии никто и не думал, никто и не предполагал, чтобы война могла быть перенесена далее западных польских губерний.
Князь Андрей нашел Барклая де Толли, к которому он был назначен, на берегу Дриссы. Так как не было ни одного большого села или местечка в окрестностях лагеря, то все огромное количество генералов и придворных, бывших при армии, располагалось в окружности десяти верст по лучшим домам деревень, по сю и по ту сторону реки. Барклай де Толли стоял в четырех верстах от государя. Он сухо и холодно принял Болконского и сказал своим немецким выговором, что он доложит о нем государю для определения ему назначения, а покамест просит его состоять при его штабе. Анатоля Курагина, которого князь Андрей надеялся найти в армии, не было здесь: он был в Петербурге, и это известие было приятно Болконскому. Интерес центра производящейся огромной войны занял князя Андрея, и он рад был на некоторое время освободиться от раздражения, которое производила в нем мысль о Курагине. В продолжение первых четырех дней, во время которых он не был никуда требуем, князь Андрей объездил весь укрепленный лагерь и с помощью своих знаний и разговоров с сведущими людьми старался составить себе о нем определенное понятие. Но вопрос о том, выгоден или невыгоден этот лагерь, остался нерешенным для князя Андрея. Он уже успел вывести из своего военного опыта то убеждение, что в военном деле ничего не значат самые глубокомысленно обдуманные планы (как он видел это в Аустерлицком походе), что все зависит от того, как отвечают на неожиданные и не могущие быть предвиденными действия неприятеля, что все зависит от того, как и кем ведется все дело. Для того чтобы уяснить себе этот последний вопрос, князь Андрей, пользуясь своим положением и знакомствами, старался вникнуть в характер управления армией, лиц и партий, участвовавших в оном, и вывел для себя следующее понятие о положении дел.
Когда еще государь был в Вильне, армия была разделена натрое: 1 я армия находилась под начальством Барклая де Толли, 2 я под начальством Багратиона, 3 я под начальством Тормасова. Государь находился при первой армии, но не в качестве главнокомандующего. В приказе не было сказано, что государь будет командовать, сказано только, что государь будет при армии. Кроме того, при государе лично не было штаба главнокомандующего, а был штаб императорской главной квартиры. При нем был начальник императорского штаба генерал квартирмейстер князь Волконский, генералы, флигель адъютанты, дипломатические чиновники и большое количество иностранцев, но не было штаба армии. Кроме того, без должности при государе находились: Аракчеев – бывший военный министр, граф Бенигсен – по чину старший из генералов, великий князь цесаревич Константин Павлович, граф Румянцев – канцлер, Штейн – бывший прусский министр, Армфельд – шведский генерал, Пфуль – главный составитель плана кампании, генерал адъютант Паулучи – сардинский выходец, Вольцоген и многие другие. Хотя эти лица и находились без военных должностей при армии, но по своему положению имели влияние, и часто корпусный начальник и даже главнокомандующий не знал, в качестве чего спрашивает или советует то или другое Бенигсен, или великий князь, или Аракчеев, или князь Волконский, и не знал, от его ли лица или от государя истекает такое то приказание в форме совета и нужно или не нужно исполнять его. Но это была внешняя обстановка, существенный же смысл присутствия государя и всех этих лиц, с придворной точки (а в присутствии государя все делаются придворными), всем был ясен. Он был следующий: государь не принимал на себя звания главнокомандующего, но распоряжался всеми армиями; люди, окружавшие его, были его помощники. Аракчеев был верный исполнитель блюститель порядка и телохранитель государя; Бенигсен был помещик Виленской губернии, который как будто делал les honneurs [был занят делом приема государя] края, а в сущности был хороший генерал, полезный для совета и для того, чтобы иметь его всегда наготове на смену Барклая. Великий князь был тут потому, что это было ему угодно. Бывший министр Штейн был тут потому, что он был полезен для совета, и потому, что император Александр высоко ценил его личные качества. Армфельд был злой ненавистник Наполеона и генерал, уверенный в себе, что имело всегда влияние на Александра. Паулучи был тут потому, что он был смел и решителен в речах, Генерал адъютанты были тут потому, что они везде были, где государь, и, наконец, – главное – Пфуль был тут потому, что он, составив план войны против Наполеона и заставив Александра поверить в целесообразность этого плана, руководил всем делом войны. При Пфуле был Вольцоген, передававший мысли Пфуля в более доступной форме, чем сам Пфуль, резкий, самоуверенный до презрения ко всему, кабинетный теоретик.
Кроме этих поименованных лиц, русских и иностранных (в особенности иностранцев, которые с смелостью, свойственной людям в деятельности среди чужой среды, каждый день предлагали новые неожиданные мысли), было еще много лиц второстепенных, находившихся при армии потому, что тут были их принципалы.
В числе всех мыслей и голосов в этом огромном, беспокойном, блестящем и гордом мире князь Андрей видел следующие, более резкие, подразделения направлений и партий.
Первая партия была: Пфуль и его последователи, теоретики войны, верящие в то, что есть наука войны и что в этой науке есть свои неизменные законы, законы облического движения, обхода и т. п. Пфуль и последователи его требовали отступления в глубь страны, отступления по точным законам, предписанным мнимой теорией войны, и во всяком отступлении от этой теории видели только варварство, необразованность или злонамеренность. К этой партии принадлежали немецкие принцы, Вольцоген, Винцингероде и другие, преимущественно немцы.
Вторая партия была противуположная первой. Как и всегда бывает, при одной крайности были представители другой крайности. Люди этой партии были те, которые еще с Вильны требовали наступления в Польшу и свободы от всяких вперед составленных планов. Кроме того, что представители этой партии были представители смелых действий, они вместе с тем и были представителями национальности, вследствие чего становились еще одностороннее в споре. Эти были русские: Багратион, начинавший возвышаться Ермолов и другие. В это время была распространена известная шутка Ермолова, будто бы просившего государя об одной милости – производства его в немцы. Люди этой партии говорили, вспоминая Суворова, что надо не думать, не накалывать иголками карту, а драться, бить неприятеля, не впускать его в Россию и не давать унывать войску.
К третьей партии, к которой более всего имел доверия государь, принадлежали придворные делатели сделок между обоими направлениями. Люди этой партии, большей частью не военные и к которой принадлежал Аракчеев, думали и говорили, что говорят обыкновенно люди, не имеющие убеждений, но желающие казаться за таковых. Они говорили, что, без сомнения, война, особенно с таким гением, как Бонапарте (его опять называли Бонапарте), требует глубокомысленнейших соображений, глубокого знания науки, и в этом деле Пфуль гениален; но вместе с тем нельзя не признать того, что теоретики часто односторонни, и потому не надо вполне доверять им, надо прислушиваться и к тому, что говорят противники Пфуля, и к тому, что говорят люди практические, опытные в военном деле, и изо всего взять среднее. Люди этой партии настояли на том, чтобы, удержав Дрисский лагерь по плану Пфуля, изменить движения других армий. Хотя этим образом действий не достигалась ни та, ни другая цель, но людям этой партии казалось так лучше.