Виктор Гольцман - Компьютер + TV: телевидение на ПК Страница 15

Лет десять назад если и можно было увидеть спутниковую антенну, то это была большая круглая тарелка, к которой на трех ножках был привинчен конвертер. Такие антенны называются прямофокусными, они имеют идеально круглую форму, а сигнал, отраженный от зеркала, должен фокусироваться точно в ее геометрическом центре, там, где расположен конвертер (рис. 3.2).

Один из минусов тарелки такого типа – ее вынужденное направление прямо на спутник. Угол подъема спутника составляет примерно 25–45 градусов над горизонтом, приходится направлять антенну вверх. Если устанавливать ее на крышу или другую плоскую поверхность, то проблем может и не возникнуть, но вот повесить такую антенну на вертикальную стену довольно сложно. Ведь высокий угол подъема зеркала предполагает приличное расстояние от стены (около метра), так как верхний край тарелки все время упирается в стену. Кроме того, тарелки такого типа обычно имеют диаметр около 1,2–2 метров, а ведь привинтить двухметровую тарелку на стену на шестом этаже практически невозможно.

Рис. 3.2. Принцип работы прямофокусной тарелки

Еще одно следствие высокого угла подъема – большая подверженность внешним повреждениям. На тарелке будет скапливаться снег, могут падать сосульки с крыши, да и просто пролетающие мимо птицы могут захотеть отдохнуть на ней. Все это может привести к возникновению на тарелке царапин и пятен, которые негативно сказываются на качестве принимаемого сигнала. Если зимой тарелку занесет снегом, то ее хозяин останется без телевидения.

Как уже говорилось, конвертер на такой тарелке крепится с помощью специальных растяжек, которые закрывают часть ее поверхности. Этот нюанс не имеет значения на больших тарелках, но на антенны небольшого диаметра оказывает приличное влияние.

Ныне подобные тарелки почти не используются в качестве приемников для спутникового телевидения в домашних условиях. Но их часто можно видеть в кино, на крышах операторов кабельного телевидения, а также на домах, где такие антенны стоят уже лет десять.

Второй тип антенн – тарелки со смещенным фокусом, также называемые офсетными. Они имеют не круглую, а слегка овальную форму, что, впрочем, не всегда заметно на глаз. Как можно понять из названия, фокус этих антенн смещен от центра, а значит, их можно устанавливать с меньшим углом подъема относительно горизонта (рис. 3.3).

Устойчивостью приема сигнала офсетная антенна несколько превышает прямофокусную благодаря тому, что конвертер расположен чуть ниже центра антенны и не закрывает часть зеркала своей тенью. Установить офсетную спутниковую антенну значительно проще – ведь она стоит почти вертикально, что, к тому же, снижает вероятность повреждения отражающего зеркала падающими сверху предметами (например, сосульками). Возможно, вы видели на домах антенны, «смотрящие в землю». Ничего удивительного в этом нет, и они на самом деле прекрасно ловят сигнал со спутника.

Рис. 3.3. Фокусирование сигнала со спутника на офсетной тарелке

Кроме того, на антенны со смещенным фокусом можно установить несколько конвертеров, что позволит принимать сигнал с нескольких спутников без поворота зеркала тарелки. Согласитесь, очень удобно принимать сигнал сразу с трех спутников, не используя каких-либо дополнительных средств.

Кроме двух рассмотренных выше групп спутниковых антенн можно выделить еще одну – сетчатые антенны. Они бывают и прямофокусными, и со смещенным фокусом. Антенны этого типа очень похожи на обычные, с тем отличием, что в зеркале насверлено множество отверстий, от чего антенна становится похожей на сетку. Также бывают антенны, которые пользователь сам должен собрать из нескольких сеточных сегментов. Недостаток такого подхода – невозможность собрать сегменты в домашних условиях так, чтобы они имели правильный изгиб и идеально стыковались друг с другом. В итоге такие антенны имеют менее стабильный прием, чем монолитные тарелки.

Однако следует отметить и достоинства таких конструкций. Основной их плюс – маленькая масса антенны, ведь сетка весит гораздо меньше сплошной тарелки из жести. К тому же наличие отверстий значительно снижает парусность конструкции, то есть ветер практически не будет воздействовать на антенну. Кроме того, сеточные антенны меньше подвержены вредному воздействию воды, снега и других природных явлений, ведь вода и снег на сетке почти не оседают. Чем больше размер ячейки в сетке, тем легче тарелка, но тем хуже качество приема, так что здесь нужно найти разумный компромисс.

Из рассмотренных типов спутниковых антенн наибольшее распространение получили сплошные офсетные тарелки из жести. Они сочетают в себе достаточно небольшой вес, функциональность (можно ставить сразу несколько конвертеров на одну тарелку) и невысокую стоимость. При покупке антенны для домашнего спутникового телевидения лучше ориентироваться именно на этот тип. Также следует обратить внимание на покрытие зеркала если покрытие отвалится и тарелка заржавеет, то качество приема упадет очень сильно.

Конвертеры сигнала

Рассмотрим второй, очень важный компонент системы спутникового телевидения – конвертер сигнала. Конвертер представляет собой небольшой электронный блок, находящийся в фокусе спутниковой антенны. Он собирает сигнал, отраженный от зеркала тарелки, усиливает его и преобразует в форму, пригодную для передачи по кабелю. Если говорить точнее, то конвертер понижает частоту сигнала, принимаемого со спутника, чтобы его можно было передавать по кабелю с наименьшими потерями.

Подробнее ознакомимся с конструкцией конвертеров, чтобы понять принцип их работы. Конвертер можно разделить на три составляющие: конвертер (преобразователь сигнала), поляризатор и облучатель. Сначала изучим облучатель, который предназначен для улучшения фокусировки электромагнитного сигнала на волноводный вход конвертера. Для прямофокусных и офсетных антенн применяются различные типы конвертеров, что связано с разным принципом отражения сигнала зеркалом антенны, о чем рассказывалось в предыдущем разделе. Тип применяемого конвертера зависит от величины отношения фокусного расстояния антенны к ее диаметру – F/D. У прямофокусных антенн этот параметр варьируется в диапазоне 0,3–0,4 (рис. 3.4).

Офсетные антенны имеют соотношение 0,5–0,6 (рис. 3.5).

Разберемся, для чего нужен облучатель. Облучатель формирует нужную диаграмму направленности конвертера. Он рассчитывается отдельно для каждого типа спутниковой антенны (рис. 3.6).

На рисунке представлено два примера выбора облучателя. Слева облучатель выбран правильно, его угол захвата составляет 120 градусов. Он захватывает всю площадь зеркала спутниковой антенны, и электромагнитное пятно не выходит за пределы зеркала. На изображении справа находится облучатель с углом захвата 90 градусов. На картинке видно, что половина площади тарелки не используется, а значит, прием сигнала будет хуже, чем в предыдущем случае, то есть конвертер подобран неверно.

Обратим внимание на офсетные тарелки (рис. 3.7).

На рисунке представлены примеры выбора облучателей для офсетных тарелок. Сначала рассмотрим левое изображение, на котором облучатель подобран верно. Электромагнитное пятно в идеале должно совпадать с размером зеркала антенны, тогда не будет лишних шумов и усиление антенны будет использоваться в полную мощь. На правом изображении облучатель захватывает область за пределами зеркала антенны. В этом случае возможны помехи от окружающих предметов, что крайне нежелательно, так как отрицательно сказывается на качестве приема антенны.

Рис. 3.4. Соотношение F/D для прямофокусной спутниковой антенны

Рис. 3.5. Соотношение F/D для офсетной спутниковой антенны

Рис. 3.6. Пример зоны действия облучателя для прямофокусной тарелки

Рис. 3.7. Пример зоны действия облучателя для офсетной тарелки

Между облучателем и конвертером находится поляризатор – устройство, предназначенное для разделения сигналов с разной поляризацией и приема их по отдельности. Телевизионные сигналы большинства операторов спутникового телевидения имеют горизонтальную и вертикальную поляризацию, с помощью поляризатора можно отфильтровывать нужную часть идущего сигнала. Управляется поляризатор с помощью команд ресивера, а именно переключением напряжения питания с 13 В на 18 В. Когда на поляризатор поступает определенное напряжение, например 18 В, он начинает пропускать только сигнал определенной поляризации. Такие поляризаторы, как правило, изготавливаются в виде единого блока с облучателем.

Также можно найти поляризаторы, позволяющие плавно изменять поляризацию. Эти поляризаторы управляются не изменением напряжения, как в предыдущем случае, а изменением силы тока. Как правило, такие устройства применяются на спутниковых антеннах, установленных на мотоподвеску. Такая схема отлично подходит для приема сигнала с нескольких спутников, так как в этом случае для каждого спутника приходится устанавливать свой тип поляризации. Поляризаторы такого типа обычно выполняются в виде отдельного устройства.