Спутниковый конвертор - приёмное устройство.

[kuki]

 
Спутниковый конвертор, который крепится к тарелке.

Спутниковый конвертор (англ. low-noise block converter - дословно  малошумный конвертор-моноблок) — приёмное устройство, объединяющее в  себе предусилитель сигнала LNA (Low-Noise Amplifier), принимаемого со  спутника, и понижающий конвертор (Downconverter) он же гетеродин  (стабилизированный источник высокой частоты, вырабатывающий  синусоидальный сигнал), служащего для преобразования частоты  электромагнитной волны Ku или С-диапазона в промежуточную частоту от 950  до 2150 МГц, называемую L-диапазоном, с целью передачи с наименьшими  потерями по коаксиальному кабелю до потребителя. Устанавливается  конвертор в фокусном центре спутниковой антенны (на выносном  кронштейне).

Принцип работы

Электромагнитные колебания частот спутникового сигнала испытывают очень  сильное затухание в кабельных линиях. Именно поэтому в конверторе  происходит не только усиление колебаний, но и преобразование диапазона  за счёт понижения частоты (процесс гетеродинирования). Преобразование  входной частоты происходит за счёт вычитания (или сложения) частоты  гетеродина, и соответственно для каждого диапазона, в конверторе  используется свой гетеродин. Поскольку ширина Ku-диапазона (12750 -  10700 = 2050 МГц) не позволяет одновременно конвертировать его в  промежуточную частоту, т. к. ширина L-диапазона существенно меньше (2150  - 950 = 1200 МГц), Ku-диапазон был условно поделён на поддиапазоны:

    * Ku-FSS (Fixed Satellite Services, 10,7—11,7 ГГц) принято называть «низким» — «Low»
    * Ku-DBS (Direct Broadcast Services, 11,7—12,5 ГГц) получил обозначение «высокий» — «High»
    * Ku-BSS (Broadcast Satellite Services, 12,5—12,75 ГГц) он же Telecom-поддиапазон.

В современных, так называемых «универсальных» конверторах, позволяющих  принять весь Ku-диапазон, совместимость с различными типами LNB  (Enchanced — 9750 МГц, Standard — 10600 МГц, DBS — 10750 МГц, Telecom —  11475 МГц)осуществляется переключением между гетеродинами при помощи  тонового сигнала 22 кГц, поступающего с управляющего устройства. Для  C-диапазона (3,5—4,2 ГГц) используются один гетеродин с частотой 5150  МГц.

Дополнительно

Важной характеристикой конвертера является шумовой коэффициент  (измеряется в dB), так как при усилении полезного сигнала, конвертер  вносит собственный шум. Коэффициент шума показывает на сколько ухудшится  отношение сигнал/шум после усиления и переноса частоты. Исходя из  этого, КШ определяет чувствительности конвертера, то есть минимальный  порог полезного сигнала, ниже которого конвертер уже не увидит из-за  собственных шумов этот сигнал (чем значение меньше, тем лучше). Хорошими  показателями шумового коэффициента для дешевых конвертеров являются  0,1—0,5 dB. Фактически указываемые производителями коэффициенты шума  всегда занижены, что обусловлено маркетинговыми трюками. Честные  значения КШ указываются на дорогих (от 500$) синтезаторных (PLL)  конвертерах и не могут быть лучше чем 3-5дБ.

[kuki]

Гетеродин - Что такое "Гетеродин" и его история. 

Гетеродин – генератор, используемый для преобразования частот  сигнала в волномерах, приемниках прямого преобразования,  супергетеродинных радиоприемниках.

История возникновения.

Раньше под названием «гетеродин» подразумевался радиоприемник, который  имел дополнительный высокочастотный генератор, настраиваемый на частоту,  близкую к частоте сигнала, который принимается. В широкие массы этот  приемник попал не так давно – в начале 70-х годов прошлого века. Сама  гетеродинная система была создана в 1905 году Р.А.Фессенденом. В те  времена еще использовались детекторные приемники и искровые передатчики,  которые были созданы на основе заполненной железными опилками  стеклянной трубки с несколькими выводами – когерера. Реле радиоприемника  срабатывало из-за уменьшения сопротивляемости когерера при воздействии  приходящей волны поля и возникновении микроскопических разрядов между  металлическими опилками. Во время поведения испытаний было замечено, что  приемник имеет большую чувствительность к слабым сигналам, если к нему  присоединить даже самый маломощный генератор, настроенный при этом на  примерно ту же частоту, что и принимаемый сигнал. Этот генератор стали  называть гетеродином, а сам приемных прозвали гетеродинным.

После изобретения кристаллического детектора в 1906-1908 годах и  перехода на излучение незатухающих колебаний гетеродинный приемник  пользовался наибольшей популярностью. Так как нестабильные контакты  опилок заменил единственный контакт между металлическим острием и  кристаллом полупроводника. Между кристаллическим детектором и  современным полупроводниковым диодом существенных различий собственно и  нет.

Спойлер   :

В те времена в антенном контуре колебания незатухающего характера  получались при помощи разряда дугового, который поддерживал  радиочастотные колебания, благодаря внесению в контур отрицательного  сопротивления. Электромагнитные генераторы тогда широко использовались  на сверхдлинных волнах.

Телеграфная радиолиния тех лет имела следующую картину:

где S1 – замыкающий цепь радиатора радиочастотных колебаний (G1)  телеграфный ключ. Осуществляя прием детектора, в цепь происходило  включение реле или телефонной трубки – B1. При этом слышался в телефоне  только треск и помехи.

В приемнике происходило воздействие на детектор гетеродинного и входного  сигналов, первый из которых значительно превосходил по амплитуде. При  отличии частоты гетеродина G1 от G2 – частоты самого генератора – на  VD1(выходе детектора) происходило разночастотное напряженное биение,  которое значительно превышало продетектированный сигнал, повышая  громкость и чувствительность приема. Так телеграфные сигналы тали  звучать «морзянкой».

Схема гетеродина в приемнике имела такой вид:

Со временем эти приемники обросли доработками и вариациями. Приводим  общую таблицу радиоприемных устройств, которые классифицированы по типу  действия:

После того, как изобрели супергетеродин, этот генератор прозвали «геретодином».

Уникальные возможности современного гетеродина нашли себя в применении  микропроцессоров, в самой обработке сигналов. Суть этого процесса  заключается в преобразовании в цифровую форму сигнала при помощи АЦП и  его поступление в цифровой процессор для дальнейшей фильтрации и  демодуляции, и т.п.

Цифровая фильтрация нашла широкое применение в радиолокационных системах, сложных радиосистемах (космической, например).

Гетеродин входит в состав спутникового конвертера вместе с  предусилителем LNA. Конвертер преобразует электромагнитные частоты Ku- и  С-диапазона (10700-12750 и 3400-4200 МГц соответственно) в L-диапазон –  промежуточную частоту (950-2150 МГц) для дальнейшей передачи до  потребителя с малейшими потерями посредством коаксиального кабеля. Это  устройство устанавливается на выносном кронштейне спутниковой антенны и  применяется многими современными операторами спутниковой связи –  «Триколор ТВ», «НТВ Плюс», «Hotbird». Конверторы могут быть цифровыми  или обычными. Отличаются они друг от друга величиной фазового шума  гетеродина. Для успешного приема спутникового сигнала рекомендовано  применять гетеродин с нормированным фазовым шумом.

Для упрощения электрической схемы Ku-диапазона, его разбили на 2 части,  которые можно выбирать при помощи переключения гетеродина. Частота  гетеродина в этом случае представлена двумя величинами: 9750 МГц и  10600МГц, такой конвертер называется Full Band. По кабелю снижения в  этом устройстве также осуществляется управление поляризация сигнала,  который принимается. Для этого применяют управляющие сигналы: 13В для V,  18В для Н (вертикальной и горизонтальной поляризаций соответственно).  Современную спутниковую связь невозможно представить без использования  гетеродина.

[kuki]

КАК ВЫБРАТЬ СПУТНИКОВЫЙ КОНВЕРТЕР ?

Для тех, кто впервые столкнулся с областью спутникового телевидения, проясним вопрос о функциях конвертера в приемной системе.

Для этого надо вспомнить курс элементарной физики, а именно раздел о  распространении электромагнитных волн. Полистав учебник, можно выяснить,  что чем меньше длина волны, тем больше ее затухание в кабеле.  Спутниковые же телевизионные трансляции передаются на очень коротких,  сантиметровых, волнах. На сегодняшний день для этой цели используются  два диапазона. Ku-диапазон занимает область от 10.7 до 12.75 ГГц, а  С-диапазон ограничен полосой 3.5 - 4.2 ГГц. На таких частотах  электромагнитная волна, способная преодолеть 36 000 км от спутника до  антенны на вашем доме, моментально затухает в кабеле. Поэтому одна из  функций конвертера - преобразование спутниковой частоты в более низкую,  так называемую промежуточную частоту. По принятому стандарту, спектр  промежуточной частоты занимает диапазон 900 - 2150 МГц. Именно такие  частоты поступают по кабелю на СВЧ-вход спутникового ресивера.

Для снижения принятого частотного спектра в конвертер встраиваются один  или два гетеродина - стабилизированных источника высокой частоты.  Снижение входной частоты происходит за счет вычитания из нее частоты  гетеродина.

Спойлер   :

Существует еще одна проблема. Сигнал со спутника принимается с исчезающе  малой мощностью, совершенно неприемлемой в трактах приемного  оборудования. Поэтому второй, не менее важной, функцией конвертера  является усиление принятого сигнала. Правда, конвертер усиливает не  только полезный сигнал, но и приходящие с ним шумы. Кроме того, как и  любой другой электронный прибор, он сам добавляет некоторый уровень  шума. Отметим, что в англоязычной литературе конвертеры обозначаются  аббревиатурой LNB (Low Noise Block), подчеркивающей, что низкий уровень  шума - неотъемлемая черта любого конвертера.
В приемном тракте между антенной и конвертером существуют еще два звена -  облучатель и поляризатор. Они монтируются с конвертером в единую  конструкцию и размещаются в фокусе антенны. Облучатель устанавливается  для более полного использования поверхности зеркала и реализации  максимального коэффициента усиления антенны. Поляризатор предназначен  для выбора необходимого вида поляризации.

Конвертеры выпускаются отдельно, со встроенным поляризатором или  конструктивно объединенные с поляризатором и облучателем. В первом  случае конвертер заканчивается прямоугольным фланцем, во втором -  круглым, а в третьем - разумеется, облучателем.

Последний вариант, как правило, встречается с офсетным облучателем. Это  связано с тем, что подобные конструкции ориентированы на использование в  индивидуальных системах с небольшими офсетными антеннами. При выборе  облучателя или конвертера, совмещенного с облучателем, надо убедиться,  что по форме он стыкуется с вашей антенной. Причем внимание надо  обратить не только на тип антенны - офсетная или прямофокусная. Важен и  такой параметр, как соотношение фокусного расстояния к диаметру антенны  (F/D). У офсетных антенн этот параметр может принимать значения от 0.6  до 0.8. Для них выпускаются два типа облучателей с соотношением F/D 0.6 -  0.7 или 0.7 - 0.8. У прямофокусных антенн это соотношение колеблется в  диапазоне 0.3 - 0.5. Для таких антенн иногда выпускаются облучатели,  подстраиваемые под конкретное соотношение F/D. Лучше всего купить  антенну прямо в комплекте с облучателем, так как в этом случае будет  гарантирована их полная совместимость.

А что же влияет на выбор самого конвертера? Во-первых, диапазон частот,  который вы планируете принимать. Большинство европейских спутников ведут  вещание в Ku-диапазоне. К ним, в частности, относятся все спутники  Astra, Eutelsat и спутники Thor, вещающие на скандинавские страны. В  этом же диапазоне ведутся трансляции программ "НТВ-Плюс" со спутника  Eutelsat W4. В С-диапазоне частично ведут вещание спутники Intelsat,  российские "Экспрессы" и азиатские спутники Panamsat, Asiasat и Turksat.

Основная масса конвертеров работает только с одним диапазоном (С- или Ku-).


Выпускаемые С-диапазонные конвертеры в основном предназначены для  профессионального приема. Это связано с тем, что в Америке и в Европе,  где проектируется большая часть конвертеров, практически все трансляции  для индивидуального приема ведутся в Ku-диапазоне. Существуют и  С-диапазонные конвертеры для индивидуального приема, например с марками  Astrx, California Amplifier, Gardiner. Часть моделей выпускается  совмещенными с облучателем.
Что же касается непрофессиональных конвертеров для Ku-диапазона, то их  на нашем рынке великое многообразие. Рассмотрим существующие варианты  таких конвертеров. Во-первых, следует отметить, что ширина Ku-диапазона  (2.05 ГГц) не позволяет одновременно конвертировать его в промежуточную  частоту. С этой целью его разбивают на три поддиапазона - FSS (10.7-11.8  ГГц), DBS (11.8-12.5 ГГц) и Telecom (12.5-12.75 ГГц).

Конвертеры второго или третьего диапазона в большинстве случаев  производятся для приема конкретных пакетов. Так, например, конвертеры  Digicom DKF-101, предназначенные для приема "НТВ-Плюс", работают только в  диапазоне DBS.

Но большинство выпускаемых конвертеров позволяют принять весь  Ки-диапазон. В них устанавливаются два гетеродина, один для  преобразования нижнего диапазона 10.7 - 11.8 ГГц, а другой - двух  верхних диапазонов 11.8 - 12.75 ГГц. Переключение гетеродинов  осуществляется сигналом, передаваемым с ресивера по тому же кабелю, по  которому к нему поступает сигнал промежуточной частоты от конвертера. В  старых конвертерах диапазоны переключались пороговым сигналом 13/18 В (с  порогом переключения 15 ±0.2 В). В современных, так называемых  "универсальных", конвертерах, диапазоны переключаются с помощью тонового  сигнала 22 кГц. Сигнал 13/18 В используется в них для переключения  поляризации.

Чем же отличаются универсальные конвертеры от других полнодиапазонных  конвертеров Ku-диапазона? В основном универсальностью сигналов,  управляющих переключением диапазонов и поляризации, а также тем, что эти  сигналы передаются по одному кабелю, с промежуточной частотой. Верхняя и  нижняя частоты гетеродинов в большинстве случаев имеют в универсальных  конвертерах значения соответственно 9.75 ГГц и 10.6 ГГц. Нетрудно  догадаться, что подобная унификация может упростить процесс настройки  ресивера на конвертер. Часто в экранном меню достаточно выбрать опцию  "универсальный конвертер", чтобы при смене канала ресивер автоматически  посылал конвертеру нужные управляющие сигналы.

В Москве и в Петербурге можно купить недорогие универсальные конвертеры марок Digicom, Strong, MTI и другие.
Желающие принимать трансляции в обоих диапазонах могут пойти тремя путями.

Первый путь, наиболее хлопотный, - установить на антенне два конвертера,  каждый со своим облучателем и поляризатором. При этом облучатель хотя  бы одного конвертера окажется не совсем в фокусе антенны, что несколько  снизит коэффициент направленного действия антенны. Второй путь -  приобрести конструкцию, называемую С/Ku-ротором, включающую в себя  облучатели для С- и Ku-диапазонов, разделяющие принимаемый поток на две  части. С/Ku-роторы выпускаются совмещенными с электромеханическими  поляризаторами. Эта конструкция удешевляет систему и упрощает процесс  монтажа, но у нее есть серьезные минусы. Один из них - это ощутимые  потери мощности сигналов Ku-диапазона; другой - частый выход из строя  движущихся частей электромеханического поляризатора, особенно при низких  температурах.

Третий путь, наименее трудоемкий, - установить совмещенный конвертер для  приема С- и Ku-диапазонов. Такие конвертеры еще не получили  распространения и пока уступают прочим по техническим характеристикам.

Теперь более подробно рассмотрим поляризатор - элемент, устанавливаемый  между облучателем и конвертером. Для более эффективного использования  частотного диапазона несущие волны передаются в поляризованном виде. Это  позволяет удвоить число передаваемых программ. При настройке на частоту  интересующего канала, надо одновременно выставить и нужную поляризацию.  Различают линейный и круговой вид поляризации электромагнитной волны. В  первом случае в результате поляризации образуются плоские вертикальные и  горизонтальные волны, а во втором - круговые правые и левые.  Поляризатор пропускает к конвертеру волны только одной выбранной  поляризации. На европейских спутниках в основном используется линейная  поляризация, а на российских - исключительно круговая.

Для приема круговых волн перед поляризатором устанавливается еще один  элемент - деполяризатор, который преобразует круговую поляризацию в  линейную. Вполне вероятно, что вам захочется принимать передачи обоих  видов в линейной поляризации с европейских спутников и в круговой - с  "НТВ-Плюс" со спутника Eutelsat W4. В этом случае можно обойтись и без  деполяризатора. Правда, при этом вы будете проигрывать 3 дБ в уровне  кругового сигнала, что соответствует увеличению требуемого диаметра  антенны в 1.4 раза. Для трансляций с "НТВ-Плюс" это не критично, так как  на территории России сигнал принимается на "тарелку" значительно  меньшего диаметра, чем сигналы с любого европейского спутника.

Поляризаторы различаются еще и с точки зрения уровня дискретности  изменения поляризации. В универсальных конвертерах плоскость поляризации  дискретно меняется на 90°. Поляризаторы с магнитным управлением  позволяют плавно изменять плоскость поляризации. Существуют еще  поляризаторы, в которых поляризационный зонд передвигается механизмом.  Для управления этим механизмом к поляризатору посылается  последовательность импульсов, длина которых несет информацию о требуемом  положении поляризатора. В таких поляризаторах плоскость поляризации  меняется дискретно, но с небольшим шагом дискретизации.

Из-за наличия движущихся частей электромеханические поляризаторы менее  надежны, чем магнитные. Кроме того, они требуют трех управляющих  сигналов от ресивера, в то время как магнитным нужны только два.

Преимуществом же электромеханических поляризаторов перед магнитными  являются несколько меньшие потери сигнала. Сейчас электромеханические  поляризаторы используются в основном в С/Ku-роторах.

Потребность в плавном изменении поляризации возникает в системах,  предназначенных для приема с нескольких спутников. Основная причина  состоит в том, что поляризованные сигналы передаются с некоторых  спутников не в строго вертикальной и горизонтальной плоскостях, а под  определенным углом.

В западной Европе, где уровень спутниковых сигналов высок, для приема  нескольких позиций используются системы с полярной антенной и  универсальным конвертером. Антенна и конвертер в таких случаях  выбираются так, чтобы компенсировать потери сигнала, возникающие в связи  с несоответствием плоскостей сигнала и поляризатора. У нас еще  несколько лет назад типичная система для приема нескольких спутниковых  позиций включала полярную антенну и конвертер с магнитным поляризатором.  Распространенный вариант для приема двух позиций представляла собой  неподвижная антенна с двумя поляризаторами, установленными на ней под  соответствующим углом. Облучатели конвертеров нацеливались немного мимо  фокуса, так, чтобы на них собирались лучи с двух разных спутников. При  небольшом отклонении от фокусной линии (до 5°) коэффициент направленного  действия антенны снижается незначительно. На практике таким образом  принимаются и спутниковые позиции, разнесенные больше, чем на 10°,  например со спутника Eutelsat W4 (36° в.д.) и "тринадцатиградусников".
С появлением цифровых пакетов "НТВ-Плюс" распространение получила  "западная" схема приема - полярная антенна плюс универсальный конвертер.
Это связано с двумя причинами. Во-первых, с высоким уровнем сигналов со  спутника Eutelsat W4 по сравнению с уровнем сигналов, принимаемых с  других спутников.

Во-вторых, с цифровым способом передачи большинства трансляций. Фазовая  модуляция, применяемая для передачи цифровых потоков, оказалась  чувствительной к преобразованиям, которые электромагнитная волна  претерпевает в магнитом поляризаторе. Прием цифровых каналов системой с  таким поляризатором может давать сбои.

Следует отметить, что фазовая модуляция налагает определенные требования  и на выбор материала для деполяризационной пластины. Она должна быть  изготовлена из сортов диэлектрика, специально предназначенных для работы  с СВЧ-сигналами.

Если Вы все-таки решили установить у себя магнитный поляризатор, то вам  придется отдельно приобрести конвертер с прямоугольным фланцем,  магнитный поляризатор и облучатель. Конвертеров, объединенных с плавно  подстраиваемыми поляризаторами, по нашим сведениям, в продаже нет.

При разводке сигнала на несколько квартир, удобно испльзовать  Ku-диапазонный конвертер с двумя или четырьмя выходами. Как правило, они  имеют встроенный поляризатор, управляемый напряжением 13/18 В. По  характеру выходных сигналов такие конвертеры делятся на два типа.  Конвертеры одного типа имеют два или четыре равноценных выхода с  независимым переключением диапазонов и поляризации. Такие конвертеры  годятся для разводки сигнала на 2-4 квартиры. При большем числе  участников удобно использовать конвертеры второго типа. Если у такого  конвертера два выхода, то на них выводятся соответственно сигналы  вертикальной и горизонтальной поляризации, а если 4, то сигнал делится  еще и по диапазонам.


Двухвыходные конвертеры такого типа удобно использовать, если вы  планируете ограничиться приемом верхнего или нижнего поддиапазона. В  таком случае на один СВЧ-вход ресивера подается горизонтальная  поляризация, а на другой - вертикальная. Сигналы с четырехвыходных  конвертеров второго типа используются в кабельных сетях или при  организации небольших систем коллективного приема. В последнем случае  сигналы с выходов конвертера подаются на входы свитчеров, для дальнейшей  разводки по квартирам.

Следует отметить, что в системах коллективного приема предъявляются  повышенные требования к такой существенной характеристике конвертера,  как его коэффициент усиления (Кус). Эта величина измеряется в децибелах и  в современных конвертерах колеблется от 50 дБ до 70 дБ. Конвертер с  высоким коэффициентом усиления следует выбирать и в случае использования  длинного кабеля, соединяющего выход конвертера и СВЧ-вход ресивера.  Назовем конкретные цифры. Для систем индивидуального приема при длине  кабеля до 30 м, как правило, достаточно усиления 46 дБ. Такое усиление  обеспечивает любой современный конвертер. При разводке на 2 квартиры  значение этого коэффициента должно быть увеличено на 4.5 дБ, на 3  квартиры - на 7 дБ, а на 4 квартиры - на 8.5 дБ. С другой стороны, если  длина кабеля составляет более 30-40м, то конвертер, работающий на один  приемник, должен иметь Кус с около 56 дБ, а если используется 100 м  кабеля, то 63-65 дБ. Эти цифры, разумеется, приблизительны. Их  конкретные значения зависят от ряда причин и, в первую очередь, от  уровня затухания в кабеле.

Информация о коэффициенте усиления может приводиться в разной форме. Так  как он неодинаков на разных участках частотного диапазона, то наиболее  полную информацию можно получить из графика зависимости коэффициента  усиления от частоты. Иногда зависимость Кус от частоты приводится в виде  таблицы. У качественных конвертеров неравномерность Кус во всем  частотном диапазоне составляет не больше 3 дБ. У более простых и,  соответственно, дешевых, конвертеров Кус характеризуется одной цифрой.  Обычно указывается минимальное или типовое (усредненное) значение этого  коэффициента.
Для приема аналоговых трансляций важной характеристикой является  коэффициент шума (Кш). Он характеризует уровень амплитудного шума,  вносимого элементами конвертера. Если вспомнить, что основным  параметром, определяющим качество сигнала на входе ресивера, является  отношение сигнал/шум, то становится ясно, что шум конвертера оказывает  сильное влияние на качество принимаемого сигнала. Другой вывод, который  можно сделать, состоит в том, что чем ниже шум используемого конвертера,  тем меньше может быть диаметр приемной антенны. То есть покупая более  дорогой конвертер, вы можете сэкономить на стоимости антенны. Для  конвертеров С-диапазона Кш указывается в градусах Кельвина (К). В  современных моделях эта величина обычно лежит в диапазоне от 15К до 30К.  У конвертеров Ku-диапазона Кш измеряется в децибелах и колеблется в  пределах от 0.5 дБ до 1 дБ. Информация об этой характеристике  предоставляется в тех же формах, что и о коэффициенте усиления, но с  достоверностью значения Кш дело обстоит еще хуже, так как его измерения  фирмами-изготовителями не всегда проводятся достаточно корректно.

Для приема цифровых каналов более важно обратить внимание на уровень  фазового шума, так как именно он является основной причиной искажения  конвертером цифрового сигнала. Фазовый шум складывается из случайных  изменений фазы колебаний на выходе гетеродина конвертера. Он  характеризуется понижением мощности сигнала гетеродина при заданном  отступлении от центральной частоты. Так величина -75 дБ@10 кГц означает,  что при отступлении от центральной частоты на 10 кГц мощность сигнала  гетеродина снизится на 75 дБ. Для приема цифровых трансляций  рекомендованы параметры не хуже следующих: -50 дБ@1 кГц, -75 дБ@10 кГц и  -95 дБ@100 кГц.

При покупке конвертера полезно обратить внимание на его конструкцию. В  идеале конвертеры должны быть герметичными. В противном случае за счет  суточного колебания температуры внутри конвертера образуется конденсат,  который приводит к ухудшению его параметров и в конечном итоге к выходу  из строя. Высокий уровень герметичности достигается у конвертеров,  помещенных в запаянный, неразборный корпус. Такие модели выпускает,  например, фирма MTI. Минусом такой конструкции является невозможность  ремонта конвертера. Справедливости ради следует отметить, что конвертеры  указанной фирмы отличают хорошие комплектующие и качественная сборка,  так что выходят из строя они достаточно редко.

Некоторые конвертеры изготавливаются в двойном кожухе - внутренний,  металлический, кожух закрыт внешним, пластмассовым. Это приводит к тому,  что большая часть конденсата выпадает между двумя оболочками и вытекает  в предусмотренное для этого сливное отверстие.

Помимо недостаточной герметичности, встречаются и другие варианты  конструктивных дефектов, например высокая повреждаемость при действии  солнечных лучей или температурных перепадах. От таких подвохов при  покупке застраховаться достаточно трудно.

[kuki]

Что такое круговая поляризация?

Круговая поляризация - это вращение черного вектора Е- напряженности  электрического поля с частотой 4,000,000,000 оборотов в секунду (для  С-диапазона).

Вектор  Е круговой поляризации можно представить в виде двух ортогональных  векторов, H и V величина которых постоянно меняется в процессе вращения  черного вектора. Из рисунка видно, что если принимать вместо  вращающегося вектора, один из ортогональных векторов, то величина  сигнала будет в два раза меньше. Поэтому если принимать линейным  конвертором сигнал с круговой поляризацией, то потери составят 3дБ.  Поэтому чтобы принять весь сигнал, надо преобразовать круговую  поляризацию в линейную, для этого служит деполяризатор. В качестве  деполяризатора можно использовать диэлектрик.



Рис.2
Пластина диэлектрика перпендикулярная к вектору поля Е, не влияет на него.

Рис.3
Пластина диэлектрика, совпадающая с вектором поля Е, тоже не влияет на него.

Рис.4

Рис.5

В  случае расположения диэлектрического поляризатора под углом 45 град  вектора H и V на выходе деполяризатора складываются в одной фазе за счет  задержки и ускорения составляющих H и V в диэлектрике. Таким образом,  величина вектора Е в два раза больше, чем векторов V и H. В зависимости  от угла расположения диэлектрического поляризатора к электроду  конвертора, будет приниматься круговая поляризация правого или левого  вращения. Т.к. Диэлектрик расположенный перпендикулярно или продольно к  векторам Н и V не влияет на них, то с использованием механического или  магнитного поляризатора можно создать конвертор, принимающий все виды  поляризации. Такой конвертор, будет работать на спутниковой антенне,  фиксировано направленной на один спутник, что, как правило, лишено  смысла или на антенне с полярной подвеской. Волновод конвертора на  антенне с полярной подвеской поворачивается в зависимости от направления  антенны, а угол поворота конвертора определяется механической  конструкцией антенны. Теперь, если Вам требуется принимать круговую  поляризацию, то надо установить электрод поляризатора под углом 45 град.  к диэлектрику, а если линейную поляризацию, то параллельно или  перпендикулярно диэлектрику.

При таком расположении электрода будет приниматься круговая поляризация.

[kuki]

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С КРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
 
До  появления проекта НТВ-Плюс российским энтузиастам спутникового  телевидения редко приходилось сталкиваться с круговой поляризацией —  наибольший интерес для индивидуального приема представляют европейские  спутники с линейно поляризованным излучением. Однако особенности приема  сигналов с круговой поляризацией ярко проявились с началом цифрового  вещания НТВ-Плюс. При приеме сигнала со спутника BONUM-1 на ту же  антенну, что используется для приема европейских спутников (с  конвертором без деполяризатора), картинка "рассыпается" даже при очень  большом уровне сигнала.

При приеме сигналов "старых" спутников  "Галс", TDF-2 и Hot Bird на одну подвижную антенну деполяризатор был не  нужен. Во-первых, сигнал "Галсов" намного мощнее сигнала спутников Hot  Bird и, даже с потерями 3 дБ, принимался не хуже. Во-вторых, несущие  частоты транспондеров "Галсов" и TDF-2 разнесены довольно далеко, не  менее чем на 36 МГц (11767 LZ и 11803 RZ). Это больше, чем ширина полосы  пропускания приемника (27 МГц), поэтому даже при одновременном приеме  сигналов в обеих поляризациях без развязки они не перекрывались по  частоте. Эта особенность позиции 360 в.д. успешно использовалась при  коллективном приеме — для одновременного приема сигналов с правой и  левой поляризацией использовалась антенна с запасом усиления 3 дБ  (диаметр примерно в 1,5 раза больше минимально необходимого) и штатный  конвертор НТВ-Плюс, из которого намеренно удалялся деполяризатор.  Отпадала необходимость использовать спаренные конверторы, разделители  поляризаций, мультисвитчинги и т.д.

Спойлер   :

Транспондеры спутника BONUM-1  расположены "вплотную". Центральные частоты транспондеров с разной  поляризацией разнесены всего на 19 МГц. При приеме сигнала, например, с  правой круговой поляризацией часть мощности сигнала соседнего по частоте  транспондера с левой круговой поляризацией попадет в полосу пропускания  приемника. Такой сигнал не является полезным сигналом, следовательно,  его можно рассматривать как шум. Увеличение диаметра антенны в данном  случае не улучшает качество приема, так как уровень шума растет  пропорционально уровню сигнала.

У волны с круговой поляризацией  вектор электрического поля имеет постоянную величину, но изменяет  направление (вращается), делая один оборот на 3600 за один период  несущей частоты. Можно представить волну с круговой поляризацией как  сумму двух линейно поляризованных волн, векторы Е’ и E" которых  расположены ортогонально, а фаза колебаний отличается на p/2 (правая  круговая поляризация) или на 3p/2 (левая круговая поляризация). На рис. 1  показан один период волны с круговой поляризацией. Вектор E’ расположен  вертикально, а вектор E" — горизонтально. Из рисунка видно, что  суммарный вектор Eкр постоянно изменяет свое направление, делая полный  оборот за один период. Теперь предположим, что сигнал с круговой  поляризацией будет приниматься на переключаемый конвертор.* Так как его  штыри расположены ортогонально (под углом 900), можно расположить  векторы составляющих E’ и E" параллельно "вертикальному" и  "горизонтальному" штырям конвертора соответственно. Нетрудно догадаться,  что сигнал будет приниматься на оба штыря одинаково, составляющая E’  будет возбуждать штырь вертикальной поляризации, составляющая E" — штырь  горизонтальной поляризации. Амплитуда каждого из векторов E’ и E" будет  меньше амплитуды вектора Eкр в Ц2 раз, т. е. потери по мощности  составят 3 дБ (мощность сигнала разделится поровну между двумя штырями).

Чтобы  избежать потерь при приеме сигнала с круговой поляризацией,  используются устройства — деполяризаторы. Наиболее простой деполяризатор  — диэлектрический. Он представляет собой секцию круглого волновода с  диэлектрической пластиной внутри (рис. 2). Допустим, что в таком  волноводе распространяется волна с круговой поляризацией. Разложим ее на  две составляющих, направив вектор E’ параллельно пластине  деполяризатора, а вектор E" — перпендикулярно ей. Фазовая скорость  составляющей, вектор E’ которой направлен параллельно пластине, не  изменится и останется равной скорости распространения волны в волноводе  Св. Скорость же волны, вектор E" которой перпендикулярен пластине, будет  больше или меньше скорости Св, это зависит от размеров волновода,  толщины и диэлектрической проницаемости материала пластины.  Соответственно длина волны будет больше или меньше, чем длина волны в  свободном пространстве. Необходимо задержать или ускорить составляющую  E" таким образом, чтобы к концу секции деполяризатора обе составляющих  E’ и E" отличались по фазе на 0 или на p. В этом случае на выходе  деполяризатора они окажутся в фазе или в противофазе, и суммарный вектор  будет иметь постоянное направление (450 по отношению к каждой  составляющей, см. рис. 2). Таким образом, длина пластины подбирается с  таким расчетом, чтобы задержка составляющей E" составляла p/2, т. е.  количество длин волн составляющих E’ и E", укладывающихся на длине  пластины L, должно отличаться на l/4. В конверторе Cambridge AE37  (штатный конвертор НТВ-Плюс) используется пластина из полистирола  толщиной 1 мм и длиной 46 мм. Пластина располагается в волноводе таким  образом, чтобы угол между плоскостью пластины и плоскостью, в которой  расположен "вертикальный" штырь конвертора, составлял 450. При таком  расположении пластины деполяризатор преобразует волну с правой круговой  поляризацией в волну с линейной вертикальной поляризацией, а волну с  левой круговой — в волну с линейной горизонтальной.

Нетрудно  убедиться, что деполяризатор — обратимое устройство. Если на входе  секции деполяризатора присутствует линейно поляризованная волна, вектор  Eл которой расположен под углом 450 к диэлектрической пластине, то на  выходе секции волна приобретает круговую поляризацию. Как принимается  сигнал с круговой поляризацией на переключаемый конвертор с двумя  штырями, уже рассматривалось выше. Таким образом, если линейно  поляризованный сигнал (например, со спутников Hot Bird) принимать на  конвертор с деполяризатором, потери по мощности составят не менее 3 дБ, и  сигналы обеих поляризаций (и вертикальной и горизонтальной) будут  приниматься одинаково на оба штыря, мешая приему друг друга.

Заметим,  что если диэлектрическую пластину расположить параллельно или  перпендикулярно направлению вектора Е линейно поляризованной волны, она  будет вносить минимальное затухание, не изменяя при этом направление  поляризации. Значит, деполяризатор можно "отключить" на время приема  спутника с линейной поляризацией, установив пластину параллельно штырю  вертикальной поляризации (или перпендикулярно ему). Это можно сделать с  помощью комбинации устройств "диэлектрический деполяризатор +  механический или магнитный поляризатор". При первоначальной настройке  пластина деполяризатора устанавливается по направлению вектора Е  вертикально поляризованной волны. Для приема сигналов с линейной  поляризацией механическим поляризатором приемный штырь разворачивается  параллельно или перпендикулярно пластине. Для приема сигналов с круговой  поляризацией штырь устанавливается таким образом, чтобы угол между ним и  плоскостью пластины составлял 450 в ту или иную сторону. Если  используется магнитный поляризатор, штырь конвертора остается  неподвижным, а направление поляризации линейно поляризованной волны  (прошедшей параллельно или перпендикулярно пластине деполяризатора или  сформированной из волны с круговой поляризацией) приводится магнитным  поляризатором в плоскость штыря.

Использование обоих этих устройств связано с некоторыми ограничениями.
Первое:  для управления как магнитным, так и механическим поляризатором ресивер  должен иметь соответствующий интерфейс. У цифровых ресиверов, за редкими  исключениями (например, PRAXIS DVB9800 ADP), такого интерфейса нет. Для  управления магнитным поляризатором в упрощенном варианте можно  использовать выход ресивера 0/12 В с некоторыми доработками.
Второе:  и тот и другой поляризаторы рассчитаны на работу с конверторами без  переключения поляризации (с прямоугольным фланцем). Как правило, если  такой конвертор двухдиапазонный, то гетеродины верхнего и нижнего  диапазона переключаются напряжением питания 13/18 В. У большинства  цифровых ресиверов этот управляющий сигнал используется только для  переключения поляризации. Это обстоятельство сильно усложняет  программирование ресивера.
Третье: оба эти устройства вносят собственные потери от 0,2 до 0,5 дБ, уменьшая добротность приемной установки в целом.

В  большинстве случаев выгоднее использовать для приема спутников в  позиции 360 в.д. отдельную антенну или отдельный конвертор. Все без  исключения цифровые ресиверы поддерживают протокол DiSEqC, поэтому  проблем с коммутацией антенн не возникнет.


   Волна с круговой поляризацией на выходе деполяризатора

Принцип работы диэлектрического деполяризатора. Линейно поляризованная волна на выходе деполяризатора
стоянием  0,75 м, с отношением F/D = 0,36, усилением по паспорту — 44,5 дБ и  конвертор фирмы Gardiner (США) — 3,7...4,2 ГГц, шумовой температурой —  16...200К, коэффициентом передачи 68,2...69,3 дБ и выходным диапазоном —  0,95...1,45 ГГц. Практически, разницы в качестве изображения при  использовании конверторов фирм SPC и Gardiner зафиксировано не было.  Данные о приеме на антенну диаметром 2 м некоторых наиболее популярных  телевизионных программ (количество телевизионных программ, принимаемых в  диапазоне С, на самом деле гораздо больше) приведены в таблице 2. В  целом количество принимаемых программ в диапазоне С несколько меньше,  чем в диапазоне 11 ГГц, но зато здесь можно найти экзотические  программы, которых там нет, и открытые (бесплатные) программы,  передаваемые в диапазоне 11 ГГц в закодированном виде. Краткая  информация о некоторых из принимаемых спутников диапазона С приведена  ниже.

78,50 в.д. — THAICOM 2/3 — есть много программ стран Азии.  Для приема луча, направленного на Европу, достаточно антенны диаметром  1,6-2 м.

76,50 в.д. — APSTAR 2R — имеет довольно сильный сигнал,  который можно принимать на антенны диаметром около 2 м. Все программы  передаются в цифровом, закодированном виде.

68,50 в.д. —  PANAMSAT-4 — для приема этого спутника желательна антенна диаметром не  менее 2 м. Кроме упомянутых в таблице 2 программ, можно принимать: CNBC  Asia, CNN, Home TV, Sony TV, Doordarshan India и другие.

57,50  в.д. — INTELSAT 703 (NSS 703) — транслирует много программ, однако в  Европе возможен прием только некоторых из них — Worldnet, TV India, MTA  International, а для качественного приема необходима антенна диаметром  порядка 3 м.

260 в.д. — ARABSAT 2A — довольно мощный спутник, на  котором много арабских программ. В них много внимания уделяется  развлекательным передачам и футболу. На этом спутнике можно бесплатно  увидеть практически любые международные соревнования по футболу, а также  программы CNN International и ART Channel. Для приема необходима  антенна диаметром 2-2,5 м.
Погодные условия и качество приема

Качество  приема сигналов в диапазоне С меньше зависит от воздействия  метеорологических условий, чем в диапазоне Ku. Так, например, прием в  диапазоне Ku резко ухудшается из-за покрытой снегом поверхности антенны,  туч или дождя. В то же время прием в диапазоне С многократно  осуществлялся на полностью покрытую снегом антенну, причем без ухудшения  качества изображения. При подтаивании снега на антенне прием может  несколько ухудшаться. Прием также ухудшается или совсем прекращается при  попадании на зеркало антенны прямых лучей солнца или появлении на пути  прохождения сигнала плотных грозовых туч с сильной концентрацией влаги и  т.п.
Резюме

Для удовлетворительного приема российских  программ — каналов "Россия", ОРТ-1 и др. в диапазоне С достаточно, чтобы  индивидуальное приемное устройство состояло из параболической антенны  диаметром около 1-1,2 м с конвертором этого диапазона, имеющим  температуру шума не более 700 К, и ресивера.

Возможно совместное  использование антенны диапазона Ku для приема сигналов в диапазоне С. В  этом случае конвертор на 4 ГГц размещается рядом с конвертором на 11  ГГц.

В качестве ресивера для диапазона С можно применить обычный  ресивер на диапазон Ku, снабженный переключателем полярности  видеосигнала, или инвертировать видеосигнал.

Желательно наличие у  ресивера двух высокочастотных входов для одновременного подключения  обоих конверторов. При небольшой длине кабеля между конвертором и  ресивером допустимо использование обычного переключателя, это  практически не сказывается на качестве изображения.

Прием  относительно слабых сигналов можно осуществлять, применяя  преобразователи поляризации, конверторы с шумовой температурой около  16...350 К и антенны диаметром 1,8...2,0 м и более.

Для качественного приема звука целесообразно наличие экспандера аудиосигнала.


 ТАБЛИЦА 1 Соотношение между значениями шумовой температуры и значениями коэффициента шума
Тш, °К   10   15   16   20   25   30   35   40   45   50   60   70   80   90   100
Кш, дБ   0,15   0,22   0,23   0,26   0,36   0,43   0,49   0,56   0,63   0,69   0,82   0,94   1,06   1,19   1,2


 ТАБЛИЦА 2 Краткие сведения о приеме наиболее популярных телевизионных программ диапазона С
Название  программы    Частота, ГГц    Промежуточная частота,  ГГц   Поляризация   Координаты и название спутника   Система цветного  ТВ   Частота звука, МГц   Качество изображения (десятибалльн.  шкала)   Примечание
ТВ-6 Москва   3,875   1,275   круг.прав.   800 в.д. Экспресс-6   ПАЛ   7,50   8-9   
АСТ   4,025   1,125   круг.прав.   800 в.д. Экспресс-6   ПАЛ   7,50   7-8   
ТВ Центр   4,125   1,025   круг.прав.   800 в.д. Экспресс-6   СЕКАМ   7,50   7-8   
PTP   3,675   1,475   круг.прав.   800 в.д. Экспресс-6   СЕКАМ   7,00   0   Необходима антенна 3 м и более
Cartoon Network/TNT Asia   4,113   1,033   горизонт.   68,50 в.д. PANAMSAT-4   ПАЛ   6,80   7-8   
MTV Asia   4,183   0,965   горизонт.   68,50 в.д. PANAMSAT-4   ПАЛ   6,80 и др.   7-9   
OPT-1   3,675   1,475   круг.прав.   530 в.д Горизонт-38   СЕКАМ   7,00   8-10   
PTP   3,675   1,475   круг.прав.   40,50 в.д Горизонт-43   СЕКАМ   7,00   9-10   
REN TV   3,925   1,225   круг.прав.   40,50 в.д Горизонт-43   ПАЛ   7,00   7-8   
OPT-1   3,675   1,475   круг.прав.   110 з.д. Горизонт-37   СЕКАМ   7,00   8-10   Необходимо часто перестраивать антенну

[kuki]

Как выбрать спутниковый конвертор
                                        
В прошлом номере журнала была опубликована статья о том, как выбрать спутниковый ресивер. Сегодня мы попробуем сориентировать будущего владельца спутниковой приемной системы в выборе еще одного ее компонента — спутникового конвертора.

Спойлер   :

Однодиапазонный конвертор фирмы Grundiq с круглым фланцем
Для тех, кто впервые столкнулся с областью спутникового телевидения, проясним вопрос о функциях конвертора в приемной системе.

Для этого надо вспомнить курс элементарной физики, а именно раздел о распространении электромагнитных волн. Полистав учебник, можно выяснить, что чем меньше длина волны, тем больше ее затухание в кабеле. Спутниковые же телевизионные трансляции передаются на очень коротких, сантиметровых волнах. На сегодняшний день, для этой цели используются два диапазона. Ku-диапазон занимает область от 10.7 до 12.75 ГГц, а  С-диапазон ограничен полосой 3.5-4.2 ГГц. На таких частотах, электромагнитная волна, способная преодолеть 36 000 км от спутника до антенны на вашем доме, моментально затухает в кабеле. Поэтому одна из функций конвертора — преобразование спутниковой частоты в более низкую, так называемую проме-жуточную частоту. По принятому стандарту, спектр промежуточной частоты занимает диапазон 900-2150 МГц. Именно такие частоты поступают по кабелю на СВЧ-вход спутникового ресивера.

Для снижения принятого частотного спектра, в конвертор встраиваются один или два гетеродина — стабилизированных источника высокой частоты. Снижение входной частоты происходит за счет вычитания из нее частоты гетеродина.

Существует еще одна проблема. Сигнал со спутника принимается с исчезающе малой мощностью, совершенно неприемлемой в трактах приемного оборудования. Поэтому второй, не менее важной, функцией конвертора является усиление принятого сигнала. Правда, конвертор усиливает не только полезный сигнал, но и приходящие с ним шумы. Кроме того, как и любой другой электронный прибор, он сам добавляет некоторый уровень шума. Отметим, что в англоязычной литературе конверторы обозначаются аббревиатурой LNB (Low Noise Block), подчеркивающей, что низкий уровень шума — неотъемлемая черта любого конвертора.

Полнодиапазонный конвертор фирмы Gardiner с прямоугольным фланцем
В приемном тракте, между антенной и конвертором существуют еще два звена — облучатель и поляризатор. Они монтируются с конвертором в единую конструкцию и размещаются в фокусе антенны. Облучатель устанавливается для более полного использования поверхности зеркала и реализации максимального коэффициента усиления антенны. Поляризатор предназначен для выбора необходимого вида поляризации.

Конверторы выпускаются отдельно, со встроенным поляризатором или конструктивно объединенные с поляризатором и облучателем. В первом случае, конвертор заканчивается прямоугольным фланцем, во втором — круглым, а в третьем, разумеется, — облучателем.

Последний вариант, как правило, встречается с офсетным облучателем. Это связано с тем, что подобные конструкции ориентированы на использование в индивидуальных системах с небольшими офсетными антеннами. При выборе облучателя или конвертора, совмещенного с облучателем, надо убедиться, что по форме он стыкуется с вашей антенной. Причем внимание надо обратить не только на тип  антенны — офсетная или прямофокусная. Важен и такой параметр, как соотношение фокусного расстояния к диаметру антенны (F/D). У офсетных антенн этот параметр может принимать значения от 0.6 до 0.8. Для них выпускаются два типа облучателей с соотношением F/D 0.6-0.7 или 0.7-0.8. У прямофокусных антенн это соотношение колеблется в диапазоне 0.3-0.5. Для таких антенн иногда выпускаются облучатели, подстраиваемые под конкретное соотношение F/D. Лучше всего купить антенну прямо в комплекте с облучателем, так как в этом случае будет гарантирована их полная совместимость.

А что же влияет на выбор самого конвертора? Во-первых, диапазон частот, который вы планируете принимать. Большинство европейских спутников ведут

вещание в Ku-диапазоне. К ним, в частности, относятся все спутники Astra, Eutelsat и спутники Thor, вещающие на скандинавские страны. В этом же диапазоне ведутся трансляции программ НТВ+ с российского спутника "Галс".  В С-диапазоне частично ведут вещание спутники Intelsat, российские "Экспрессы" и азиатские спутники Pa-namsat, Asiasat и Turksat. Однодиапазонный конвертор фирмы Cambridqe.совмещенный с облучателем
Из трансляций С-диапазона, для наших соотечественников, наверное, наиболее интересны могут быть передачи российских каналов НТВ, СТС и других со спутника "Экспресс-6". Заметим, что прием тех же каналов со спутников "Горизонт" затруднен, в силу их плохой стабилизации на орбите. Для приема с "Горизонтов" желательно иметь ресивер профессионального типа, оборудованный двухкоординатной следящей системой.

Основная масса конверторов работает только с одним  диапазоном (С- или Ku-). Выпускаемые С-диапазонные конверторы в основном предназначены для профессионального приема. Это связано с тем, что в Америке и в Европе, где проектируется большая часть конверторов, практически все трансляции для индивидуального приема ведутся в Ku-диапазоне. Существуют и С-диапазонные конверторы для индивидуального приема, например, с марками Oxbridge, Vecom, California Amplifier, Gardiner. Часть моделей выпускается совмещенными с облучателем.

Что же касается непрофессиональных конверторов для Ku-диапазона, то их на нашем рынке великое многообразие. Рассмотрим существующие варианты таких конверторов. Во-первых, следует отметить, что ширина Ku-диапазона (2.05 ГГц) не позволяет одновременно конвертировать его в промежуточную частоту. С этой целью его разбивают на три поддиапазона — FSS (10.7-11.8 ГГц), DBS(11.8-12.5 ГГц) и Telecom(12.5-12.75 ГГц). В соответствии с этим, существуют конверторы для преобразования отдельных поддиапазонов, причем часто два верхних преобразуются вместе. Такие модели выпускаются фирмами Gardiner, Eсhostar, Grundig, Cambridge и др.

Конверторы второго или третьего диапазона, в большинстве случаев, производятся для приема конкретных пакетов. Так, например, конверторы "Галс" фирмы Cambridge, предназначенные для приема НТВ+, работают только в диапазоне DBS.

Существуют также конверторы, позволяющие принять весь Ku-диапазон. В них устанавливаются два гетеродина, один для преобразования нижнего диапазона 10.7- 11.8 ГГц, а другой — двух верхних диапазонов 11.8-12.75 ГГц. Переключение гетеродинов осуществляется сигналом, передаваемым с ресивера по тому же кабелю, по которому к нему поступает сигнал промежуточной частоты от конвертора. В более старых конверторах диапазоны переключались пороговым сигналом 13/18 В (с порогом переключения 15 ±0.2 В). В современных, так называемых "универсальных" конверторах, диапазоны переключаются с помощью тонового сигнала 22 кГц. Сигнал 13/18 В используется в них для переключения поляризации.

Чем же отличаются универсальные конверторы от других полнодиапазонных конверторов Ku-диапазона? В основном, универсальностью сигналов, управляющих переключением диапазонов и поляризации, а также тем, что эти сигналы передаются по одному кабелю, с промежуточной частотой. Верхняя и нижняя частоты гетеродинов в большинстве случаев имеют в универсальных конверторах значения соответственно 9.75 ГГц и 10.6 ГГц. Нетрудно догадаться, что подобная унификация может упростить процесс настройки ресивера на конвертор. Часто в экранном меню достаточно выбрать опцию "универсальный конвертор", чтобы, при смене канала, ресивер автоматически посылал конвертору нужные управляющие сигналы.

В Москве и в Петербурге можно купить недорогие универсальные конверторы с маркой Oxford, Oxbridge, Cambridge, Grundig, Vecom и другие.

Желающие принимать трансляции в обоих диапазонах могут пойти тремя путями. Первый путь, наиболее хлопотный, — установить на антенне два конвертора, каждый со своим облучателем и поляризатором. При этом облучатель хотя бы одного конвертора окажется не совсем в фокусе антенны, что несколько снизит коэффициент направленного действия антенны. Второй путь — приобрести конструкцию, называемую С/Ku-ротором, включающую в себя облучатели для С- и Ku-диапазонов, разделяющие принимаемый поток на две части. С/Ku-роторы выпускаются совмещенными с электромеханическими поляризаторами. Эта конструкция удешевляет систему и упрощает процесс монтажа, но у нее есть серьезные минусы. Один из них — это ощутимые потери мощности сигналов Ku-диапазона; другой — частый выход из строя движущихся частей электромеханического поляризатора, особенно, при низких температурах.

 

[kuki]

Как выбрать спутниковый конвертор

С-диапазонный конвертор фирмы California Amplifier
Третий путь, наименее трудоемкий, — установить совмещенный конвертор для приема С- и Ku-диапазонов. Такие конверторы стали выпускаться совсем недавно и пока уступают прочим по техническим характеристикам.

Спойлер   :

Теперь более подробно рассмотрим поляризатор — элемент, устанавливаемый между облучателем и конвертором. Для более эффективного использования частотного диапазона несущие волны передаются в поляризованном виде. Это позволяет удвоить число передаваемых программ. При настройке на частоту интересующего канала, надо одновременно выставить и нужную поляризацию. Различают линейный и круговой вид поляризации электромагнитной волны. В первом случае, в результате поляризации, образуются вертикальные и горизонтальные волны, а во втором — круговые правые и левые. Поляризатор пропускает к конвертору волны только одной выбранной поляризации. На европейских спутниках в основном используется линейная поляризация, а на российских — исключительно круговая.

Для приема круговых волн перед поляризатором устанавливается еще один элемент — деполяризатор, который преобразует круговую поляризацию в линейную. Вполне вероятно, что вам захочется принимать передачи обоих видов в линейной поляризации с европейских спутников и в круговой с "Галса". В этом случае можно обойтись и без деполяризатора. Правда, при этом вы будете проигрывать 3 дБ в уровне кругового сигнала, что соответствует увеличению требуемого диаметра антенны в 1.4 раза. Для трансляций с "Галса" это не критично, так как на территории России его сигнал принимается на "тарелку" значительно меньшего диаметра, чем сигналы с любого европейского спутника.

Поляризаторы различаются еще и с точки зрения уровня дискретности изменения поляризации. В универсальных конверторах плоскость поляриза-ции дискретно меняется на 90°. Поляризаторы с магнитным управлением позволяют плавно изменять плоскость поляризации. Существуют еще поляризаторы, в которых поляризационный зонд передвигается механизмом. Для управления этим механизмом к поляризатору посылается последовательность импульсов, длина которых несет информацию о требуемом положении поляризатора. В таких поляризаторах плоскость поляризации меняется дискретно, но с небольшим шагом дискретизации.

Из-за наличия движущихся частей, электромеханические поляризаторы менее надежны, чем магнитные. Кроме того, они требуют трех управляющих сигналов от ресивера в то время как магнитным нужны только два.

Преимуществом же электромеханических поляризаторов перед магнитными являются несколько меньшие потери сигнала. Сейчас электромеханические поляризаторы используются в основном в C/Ku-роторах.

Потребность в плавном изменении поляризации возникает в системах, предназначенных для приема с нескольких спутников. Одна из причин состоит в том, что поляризованные сигналы передаются с некоторых спутников не в строго вертикальной и горизонтальной плоскости, а под определенным углом. Кроме того, сигнал принимается в той же плоскости, в которой был послан только тогда, когда спутник и приемная антенна находятся на одной долготе. Если же спутник расположен на другой долготе, то, в силу того, что земля круглая, плоскость поляризации воспринимается антенной под некоторым углом к исходной плоскости. Причем этот угол тем больше, чем сильнее различается долгота спутника и приемной антенны.

Поэтому двухпозиционные поляризаторы можно использовать только для приема  одной спутниковой позиции или  близких позиций при одинаковом исходном угле поляризации со всех спутников. В западной Европе, где уровень сигналов с большинства спутников гораздо выше, чем в России, иногда используются системы с полярной антенной и универсальным конвертором. Антенна и конвертор в таких системах выбираются так, чтобы компенсировать потери сигнала, возникающие в связи с несоответствием плоскостей сигнала и поляризатора. У нас подобный вариант приема близких спутниковых позиций практически не используется. Зато получил распространение другой вариант — когда для приема с разных спутников устанавливается неподвижная антенна, а на ней, под определенным углом монтируются два конвертора. Облучатели конверторов нацеливаются немного мимо фокуса, так, чтобы на них собирались лучи с двух разных спутников. При небольшом отклонении от фокусной линии (до 5°) коэффициент направленного действия антенны снижается незначительно. На практике, таким образом принимаются и спутниковые позиции, разнесенные больше, чем на 10°, например с "Галса" (36° в.д.) и "тринадцатиградусников".

Универсальный конвертор Oxford
Если вы все-таки решили установить у себя полярную антенну, то вам придется отдельно приобрести конвертор с прямоугольным фланцем, магнитный поляризатор и облучатель. Конверторов, объединенных с плавно подстраиваемыми поляризаторами, по нашим сведениям, в продаже нет.

При разводке сигнала на несколько квартир, удобно испльзовать Ku-диапазонный  конвертор с двумя или четырьмя  выходами. Как правило, они имеют встроенный поляризатор, управляемый напряжением 13/18 В. По характеру выходных сигналов, такие конверторы делятся на два типа. Конверторы одного типа имеют два или четыре равноценных выхода с независимым переключением диапазонов и поляризации. Такие конверторы годятся для разводки сигнала на 2-4 квартиры. При большем числе участников удобно использовать конверторы второго типа. Если у такого конвертора 2 выхода, то на них выводятся соответственно сигналы вертикальной и горизонтальной поляризации, а если 4, то сигнал делится еще и по диапазонам.

Двухвыходные конверторы такого типа удобно использовать, если вы планируете ограничиться приемом верхнего или нижнего поддиапазона. В таком случае, на один СВЧ-вход ресивера подается горизонтальная поляризация, а на другой — вертикальная. Сигналы с четырехвыходных конверторов второго типа используются в кабельных сетях или при организации небольших систем коллективного приема. В последнем случае сигналы с выходов конвертора подаются на входы свитчеров, для дальнейшей разводки по квартирам.

Следует отметить, что в системах коллективного приема предъявляются повышенные требования к такой существенной характеристике конвертора, как его коэффициент усиления (Кус). Эта величина измеряется в децибелах и в современных конверторах колеблется от 50 дБ до 70 дБ. Конвертор с высоким коэффициентом усиления следует выбирать и в случае использования длинного кабеля, соединяющего выход конвертора и СВЧ-вход ресивера. Назовем конкретные цифры. Для систем индивидуального приема при длине кабеля  до 30 м, как правило, достаточно усиления 46 дБ. Такое усиление обеспечивает любой современный конвертор. При разводке на 2 квартиры значение этого коэффициента должно быть увеличено на 4.5 дБ,  на 3 квартиры —  на 7 дБ, а  на 4 квартиры — на 8.5 дБ. С другой стороны, если длина кабеля составляет более 30-40м, то конвертор, работающий на один приемник, должен иметь Кус около 56 дБ, а если используется 100 м кабеля, то 63-65 дБ. Эти цифры, разумеется, приблизительны. Их конкретные значения зависят от ряда причин и, в первую очередь, от уровня затухания в кабеле.

Информация о коэффициенте усиления может приводиться в разной форме. Так как он неодинаков на разных участках частотного диапазона, то наиболее полную информацию можно получить из графика зависимости коэффициента усиления от частоты. Иногда зависимость Кус от частоты приводится в виде таблицы. У качественных конверторов неравномерность Кус во всем частотном диапазоне составляет не больше 3 дБ. У более простых и, соответственно, дешевых конверторов Кус характеризуется одной цифрой. Обычно указывается минимальное или типовое (усредненное) значение этого коэффициента.

Четырехвыходной универсальный конвертор фирмы Grundiq
Еще один базовый параметр конвертора, на который следует обратить внимание при покупке, — коэффициент шума (Кш).Если вспомнить, что основным параметром, определяющим качество сигнала на входе ресивера, является отношение сигнал/шум, то становится ясно, что шум конвертора оказывает сильное влияние на качество принимаемого сигнала. Другой вывод, который можно сделать, состоит в том, что чем ниже шум используемого конвертора, тем меньше может быть диаметр приемной антенны. То есть, покупая более дорогой конвертор, вы можете сэкономить на стоимости антенны. Для конверторов С-диапазона Кш указывается в градусах Кельвина (К). В современных моделях эта величина обычно лежит в диапазоне от 15К до 30К. У конверторов Ku-диапазона Кш измеряется в децибелах и колеблется в пределах от 0.5 дБ до 1 дБ. Информация об этой характеристике предоставляется в тех же формах, что и о коэффициенте усиления, но с достоверностью значения Кш дело обстоит еще хуже так как его измерения фирмами-изготовителями не всегда проводятся достаточно корректно.

Если вы планируете принимать цифровые трансляции, то вам лучше всего приобрести конвертор, на котором стоит маркировка "digital", то есть цифровой. Способность принимать цифровые передачи определяется уровнем стабильности частоты гетеродина. Гетеродин считается высокостабильным, если колебания его частоты не превышают 700 кГц. Однако, на практике, многие конверторы принимают цифровые трансляции и при колебаниях частоты гетеродина до 3 МГц.

При покупке конвертора полезно обратить внимание на его конструкцию. В идеале конверторы должны быть герметичными. В противном случае, за счет суточного колебания температуры, внутри конвертора образуется конденсат, который приводит к ухудшению его параметров и, в конечном итоге, к выходу из строя. Высокий уровень герметичности достигается у конверторов, помещенных в запаянный, неразборный корпус. Такие модели выпускает, например, фирма Gardiner. Минусом такой конструкции является невозможность ремонта конвертора. Справедливости ради следует отметить, что конверторы указанной фирмы отличают хорошие комплектующие и качественная сборка, так что выходят из строя они достаточно редко.

Некоторые конверторы изготавливаются в двойном кожухе — внутренний, металлический кожух закрыт внешним, пластмассовым. Это приводит к тому, что большая часть конденсата выпадает между двумя оболочками и вытекает в предусмотренное для этого сливное отверстие.

С/ Ku ротор
Помимо недостаточной герметичности, встречаются и другие варианты конструктивных дефектов, например, высокая повреждаемость при действии солнечных лучей или температурных перепадах. От таких подвохов при покупке застраховаться достаточно трудно.

В заключение отметим, что статья написана не с целью рекомендовать конкретные марки конверторов определенным категориям покупателей, а с тем, чтобы указать характеристики, существенные при выборе конвертора, обрисовать круг возможностей, открывающихся перед потенциальным покупателем, и, тем самым, подготовить его к более предметному разговору с продавцами спутникового оборудования.

Автор выражает  благодарность сотруднику фирмы "Ланс" (г. Санкт-Петербург) И.А.Лукашеву за предоставленную информацию и консультации.

[Муха]

IBC 2013: SES представит свою новую разработку - IP LNB

лСпутниковый оператор SES (Astra) сегодня объявила, что ее стенде на IBC 2013 представит предварительные восьмиканальный IP-LNB (малошумящий блок преобразователя). IP-конвертера на основе СБ-IP технологии и SES одновременно доставить восемь спутниковых каналов в Ку-диапазоне в SD, HD или Ultra HD через IP одноадресной или многоадресной передачи фиксированной или портативных устройств. Эта новая технология преобразует сигнал от спутника непосредственно на антенну IP-сигналы, прежде чем распространять их через Ethernet связи (PLC) или Wi-Fi локальную сеть (WLAN). Эта технология может быть использована для FTA или платное телевидение приложений. IP-конвертер был разработан концептуально SES и построена на основе производителя Люксембург Inverto Цифровой Labs. IP-LNB технология была впервые представлена ??во время Дней промышленности SES 2013 состоялось 18 и 19 Апреле в Люксембурге. IP-конвертер будет доступен в количества прототипа в декабре 2013 года и, как ожидается, должны быть перечислены на рынке в течение 2014 года. " IP-LNB предложит провайдеров спутникового телевидения и потребителями новых вариантов, когда дело доходит до распределения непревзойденным высоким качеством ТВ на несколько телевизоров, компьютеров и планшетов Over IP. Такие инновации всегда были частью плана, мы установили SAT-IP в качестве открытого стандарта ", сказал Томас Вреде videprezident Системы приема в СЭП. Посетители IBC 2013 будет иметь возможность просматривать IP- LNB демо на SES стенд в павильоне 1, стенд B51.
SES

[tu134]

На европейском рынке появился конвертор для приёма трёх спутников

У автора этих строк на складе до сих пор лежат несколько нереализованных спутниковых конвертеров-моноблоков для приёма двух орбитальных позиций.  Лет восемь назад такие штуковины были довольно популярны, т.к. позволяли без использования мультифидов и DiSEqC-ов (в простонаречии дайсеков или дисеков) принимать два спутника на одну «голову».

В основном моноблоки использовались для того, чтобы принять позиции 85 и 90 градусов восточной долготы. Тогда на новом пакете «Орион-Экспресса», получившего название «Континент», долгое время не было телеканалов «ТНТ» и «НТВ». С помощью моноблока эта проблема решалась. Сейчас такие конвертеры на российском рынке не совсем актуальны, потому что одновременным приёмом двух спутников на одну антенну занимаются немногочисленные фанаты, которые для этого используют систему с мультифидами, как более точную. Казалось бы, время моноблоков прошло.

     

Но никоим образом это утверждение не относится к европейскому рынку. Иначе как объяснить появление в продаже тройного моноблока фирмы Opticum, который позволяет одновременно принимать на один конвертер сигнал сразу с трёх спутников, интервал между которыми на орбите составляет 3 градуса.

Полное название данного девайса звучит так — Opticum Robust Triple. Для зрителей в Европе данный моноблок будет однозначно интересен для приёма соседних позиций 19,2 гр.в.д., 16 гр.в.д. и 13 гр.в.д. Сигнал со спутников в указанных точках на европейской территории очень хороший и позволяет использовать такие конвертеры. Тем более, что применить мультифид для одновременного приёма позиций 16+13 или 19,2+16 практически невозможно.

С помощью же Opticum Robust Triple такая проблема становится решаемой. Производитель обещает уровень шумов на конвертере всего 0,1dB . Рекомендуемый размер антенны для приёма оставляет 70-75 см.

Весит тройной моноблок от Opticum около 300 граммов и стоит, если перевести на российские деньги, около 1500 рублей.

Единственный минус, о котором предупреждают продавцы такого оборудования, это трудный монтаж. Данный девайс может быть интересен в западных областях РФ и в прилегающих территориях Украины и Беларуси. А вот на европейской части России для полноценного использования такого конвертера нужно будет использовать антенны от 1 м и более.

Остаётся только добавить что настройку моноблока нужно начинать по центральному спутнику, который находится в позиции 16 градусов восточной долготы. Существует и альтернативный вариант использования такого конвертера — одновременный приём позиций 1 гр.зап.долг. + 4 гр.з.д. + 7 гр.зап.долг.  Правда, всё это на очень большого любителя, который наверняка из-за разного уровня сигнала на указанных позициях, предпочтёт воспользоваться системой с мотоподвесом.