Лекция №3. Разновидности спутниковых антенн. Их достоинства и недостатки. Модуляция и помехоустойчивое кодирование.
План:
1. Спутниковые антенны.
2. Классификация достоинств и недостатков.
3. Модуляция и кодирование.
Спутниковые антенны бывают двух видов: прямофокусные спутниковые антенны и офсетные антенны. Прямофокусные антенны — это когда круглая форма у антенны, а фокус — это там, где собираются лучи, то есть это в центре. Эти антенны большого диаметра, они такие и выпускаются. Начинаются от 120-150 см. Они проще в настройке, но нужен специальный конвертор.
Недостаток прямофокусной антенны в том, что антенна смотрит в спутник, а еще зимой на ней скапливается снег. Массовое распространение получили прямофокусные антенны некоторое время назад, диаметром 180 см, производство было китайское, собирали из отдельных лепестков. И еще один недостаток прямофокусной антенны — это очень плохое качество. У прямофокусной антенны наиболее эффективно используется площадь зеркала. Прямофокусная антенна поднимается на угол и представляет собой чашу.
У офсетных спутниковых антенн круглая форма, их фокус перемещен от своего центра. Офсетные антенны выпускаются любых размеров. Еще один плюс антенны — на них зимой не скапливается снег, она расположена вертикально. К нему подходят недорогие конверторы. Офсетные антенны бывают двух типов: длиннофокусные и короткофокусные. У длиннофокусных антенн фокус находится дальше от антенны. Конверторы для офсетных антенн предназначены для длиннофокусных. Только можно потерять эффективность, если установить конусовидный раструб. Вот это случается очень часто, так как короткофокусные антенны завода Супрал очень распространены. Диаметры этих спутниковых антенн имеют размеры 60, 90 и 120 см. Однако офсетные антенны используют для сигнала C и Ku. Но обычно бывает в наличии и прием Ka сигнала в диапазоне.
Спутниковая антенна является приёмником (или передатчиком сигнала) с искусственного спутника Земли и представляет собой зеркало (рефлектор), к которому присоединено устройство (конвертор), принимающее и преобразовывающее принятый высокочастотный сигнал в менее высокую промежуточную частоту.
Существуют различные типы спутниковых антенн: зеркальные, плоские, шаровидные, рупорные и другие. Они имеют много ценных качеств, но из-за высокой стоимости и сложности при массовом производстве они изготовляются ограниченно. Поэтому, самым распространённым типом спутниковых антенн является «тарелка».
Так как сигнал спутникового вещания имеет очень высокую частоту и по своим физическим свойствам близок к свойствам света, т.е. отражается от зеркальной поверхности и расщепляется на границе разных физических сред (влажность воздуха и др.). Поэтому для того, чтобы усилить сигнал – его нужно сфокусировать в одной точке с помощью большой линзы – зеркальной параболической антенны. После такого усиления сигнал проходит на дальнейшее преобразование.
Спутниковая антенна типа «тарелка» имеет две формы рефлектора: длиннофокусная («мелкая») и короткофокусная («глубокая»).
В системах спутникового приёма чаще всего используют длиннофокусные рефлекторы (как было описано выше такую форму рефлектора описывают термином - «мелкая»).
Параболические зеркальные антенны подразделяются на два типа: Прямофокусные (осесимметричные) и офсетные (облучатель вынесен из фокуса).
Прямофокусные антенны фокусируют весь сигнал в центре рефлектора, представляет классический тип параболоида вращения и это способствует более точной ориентации на выбранный спутник. Обычно такие антенны используются для приёма сигнала в С-диапазоне как более слабого, однако это возможно и в Ku-диапазоне, а также и комбинированный.
Офсетные антенны фокусируют принятый сигнал в стороне от центра рефлектора, т.е. фокусный сегмент 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.
У каждого типа есть свои достоинства и недостатки:
Прямофокусные антенны.
Достоинства:
процесс изготовления очень прост;
низкая цена.
Недостатки:
невозможно крепить на стены домов без длинного выносного крепления (чтобы обеспечить нужный угол подъёма) иначе край антенного зеркала просто упрётся в стену;
сложная настройка и установка;
конвертор установлен на пути прохождения сигнала со спутника, тем самым затеняет часть рефлектора, а это уменьшает общее усиление принятого сигнала;
в антенне скапливаются атмосферные осадки: дождевая вода и снег.
В основном прямофокусная антенна используется для профессионального приёма сигналов со спутника, и при размерах рефлектора более 1,5…2,0 метра.
Офсетные антенны.
Тороидальная спутниковая антенна, помимо двух рефлекторов, может оснащаться несколькими конверторами. Благодаря такой технологии производства тороидальная спутниковая антенна способна принимать сигналы от нескольких спутников одновременно, при этом каждый конвертер будет находиться непосредственно в фокусе спутника, на который он направлен – это большой плюс, так как не нужно устанавливать поворотные устройства для поимки сигнала со спутника.
Внешнее основное зеркало тороидальной антенны отличается от обычной офсетной параболической антенны, так как представляет собой скорее всего не овал, а яйцеподобную форму. За счет такого сложного профиля и отражения от вспомогательного зеркала в пространстве формируется не отдельный точечный фокус, а протяжённая кривая, фокус любой видимой точки геостационарной орбиты.
Тороидальная спутниковая антенна очень сложна в изготовлении и настройке - это, наверно, единственный минус данного типа спутниковых антенн.
Обратите внимание; «тарелка» - это зеркало, на котором происходит отражение на определённый угол (угол отражения определяется изготовителем), то есть офсетная антенна имеет определённый угол отражения сигнала (19…27?)
Интересный факт.
Главным параметром у спутниковых антенн является усиление. Чем больше поверхность рефлектора, тем большее количество излучения он соберёт в фокусе. Соответственно, размеры рефлектора будет определятся подаваемым со спутника сигналом на этот рефлектор: если будет подаваться мощный сигнал со спутника на антенну, то можно выбрать меньший размер рефлектора, а если же сигнал слабый, то рефлектор должен быть наибольший, соответственно. Главное внимание нужно обратить на то, что для надёжного приёма в любую погоду размер рефлектора нужно выбирать наибольший для получения запаса по мощности (во время выпадения атмосферных осадков часть сигнала будет поглащена капельками воды, следовательно, мощность сигнала теряется и для уверенного приёма нужно использовать антенну с большим размером рефлектора).
- Конспект лекции
- Количество кредитов – 3
- Университет «мирас»
- Лекция №2. Что такое пассивные и активные спутниковые ретрансляторы.
- Лекция №3. Разновидности спутниковых антенн. Их достоинства и недостатки. Модуляция и помехоустойчивое кодирование.
- Лекция №4. Виды модуляции в системах спутниковой связи. Помехоустойчивое кодирование в системах спутниковой связи.
- Аналоговые методы модуляции
- Хронология
- Импульсные методы модуляции
- Частотные диапазоны
- Модуляция и помехоустойчивое кодирование
- Лекция №5. Множественный доступ с частотным разделением.
- Лекция №6. Антенна терминала vsat. Системы подвижной спутниковой связи.
- Лекция №7. Влияние атмосферы. Поглощение в тропосфере.
- Основные типы кабелей, соединяющие антенну с ресивером. Основные перспективы развития спутниковой связи.
- Лекция №9. Основные характеристики геостационарной орбиты.
- Лекция №10. Достоинства и недостатки геостационарных орбит.
- Лекция №11. Основные диапазоны ( l и s ) и полосы частот для мобильной связи. Основные направления развития мирового рынка услуг спутниковой связи. Основные операторы спутниковой связи.
- Тенденции развития мирового рынка телекоммуникационных услуг
- Лекция №12. Спутниковая связь Инмарсат.
- Лекция №13. Спутниковая связь Турайя.
- Лекция №14. Спутниковая связь Глобалстар.
- Лекция №15. Спутниковая связь Иридиум.
- Лекция №16. Беспроводная связь. Определение подвижной и сотовой связи. История создания подвижной телефонной радиосвязи.
- Основные услуги сотовой связи.
- Лекция №18. Классификация систем мобильной радиосвязи (смрс).
- Лекция №19. Наземные телефоны. Спутниковые телефоны. Мультимедийные телефоны.
- Лекция №20. Смартфоны. Коммуникаторы. Бизнес телефоны.
- Смартфоны и обычные сотовые телефоны
- История смартфонов и коммуникаторов
- Лекция №21. Имиджевые телефоны. Одноразовые телефоны.
- Лекция №22. Функции сотовых телефонов. Форм-факторы сотовых телефонов.
- Функции сотовых телефонов
- Базовые
- Деловые
- Мультимедийные
- Обмен сообщениями
- Обмен данными
- Прочие функции
- Царство моноблоков
- Лекция №23. Мобильная связь в Казахстане. Перспективы развития.
- Лекция №24. Принципы построения и основные технические средства сотовой связи.
- Базовая станция на башне
- Базовая станция на крыше здания
- Мобильная базовая станция
- Лекция №25. Функциональная схема и элементы базовой станции мобильной связи.
- Лекция №26. Блок - схема и элементы центра коммутации сотовой системы связи.
- Лекция №27. Функциональная схема и основные элементы абонентских терминалов. Семиуровневой протокол osi – Open System Interconnection.
- Лекция №28. Системы сотовой связи третьего поколения – 3 g, 3,5 g,
- 3,75 G и 4 g. Характеристики систем сотовой связи.
- Лекция №29. Стандарты td – scdma.
- Лекция №30. Проектирование систем сотовой связи.
- Перспективы развития WiMax на ближайшие годы
- Перечень вопросов по пройденному курсу
- Глоссарий
- Список использованных литератур