Пристрій і схемотехніка супутникового приймального комплекту

У літературі є різночитання в термінології. Основу СВЧ тракту становить МОНОБЛОК, встановлений у фокусі супутникової антени. Найчастіше цей МОНОБЛОК називають конвертером. Насправді ж, конвертер - це, спрощено кажучи, схема живлення, що входить до складу цього моноблока, складова його частина! Нехай навіть конвертер - головна частина, а решта елементи її обслуговують.

Дам два визначення для пояснення сказаного вище.

У літературі є різночитання в термінології. Основу СВЧ тракту становить МОНОБЛОК, встановлений у фокусі супутникової антени. Найчастіше цей МОНОБЛОК називають конвертером. Насправді ж, конвертер - це, спрощено кажучи, схема живлення, що входить до складу цього моноблока, складова його частина! Нехай навіть конвертер - головна частина, а решта елементи її обслуговують.

Супутниковий конвертер (від англ. Low-noise block converter, дослівно малошумний конвертер-моноблок) - приймальний пристрій, що об'єднує в собі:

• предусілітельсігнала LNA (Low-Noise Amplifier), прийнятого з супутника;
  
• понижуючий конвертер (Downconverter), він же гетеродин (стабілізований джерело високої частоти, що виробляє синусоїдальний сигнал), службовець для перетворення частоти електромагнітної хвилі Ku- або С-діапазону в проміжну частоту від 950 до 2150 МГц, звану L-діапазоном, з метою передачі з найменшими втратами по коаксіальному кабелю до споживача.

Тому в книзі я називаю цей МОНОБЛОК приймаючої головкою.

Структура СВЧ тракту

Прийнятий супутниковою антеною сигнал фокусується в одну точку. Цю точку називають фокусною точкою або фокусом параболічної антени. Саме в неї і встановлюють приймач сигналу - приймаючу головку.

Конвертери раніше випускалися як окремо (закінчується прямокутним фланцем), так і з вбудованим поляризатором (закінчується круглим фланцем).
Але зараз ці пристрої монтуються з конвертером в єдину конструкцію (закінчується облучателем) і розміщуються у фокусі антени. В цьому випадку виходить приймаюча головка.

Комбінований варіант, як правило, зустрічається з офсетним опромінювачем. Це пов'язано з тим, що подібні конструкції орієнтовані на використання в індивідуальних системах з невеликими офсетними антенами.

1.4. опромінювач

Пристрій і принцип дії

Опромінювач - слабонаправленних антена, яка встановлена ​​у фокусі параболічного відбивача, покликана передати прийняту антеною енергію по волноводу до конвертер.

Опромінювач встановлюється до конвертера для більш повного використання поверхні дзеркала і реалізації максимального коефіцієнта посилення антени (рис. 1.11). Приклад спрощеного опромінювача С-діапазону наведено на рис. 1.12.

Спрощене уявлення опромінювача С-діапазону

Розглянемо принцип дії опромінювача. Відбитий параболічної антеною сигнал йде на опромінювач. У його конструкції передбачені три металеві кільця для кращої фокусування електромагнітних хвиль і забезпечення більш вузької діаграми спрямованості антени.

Облучателями параболічних антен служать слабонаправленних антени:

• рупори;
• щілинні антени;
• спіралі;
• діелектричні антени і ін.

До опромінювача пред'являються певні вимоги:

• діаграма спрямованості повинна бути симетричною відносно осі і без бічних пелюсток;
• опромінювач не повинен сильно затінювати параболічну антену, так як це призводить до спотворення її діаграми спрямованості і до зниження коефіцієнта використання поверхні параболоїда обертання.

Найбільш простими є опромінювачі у вигляді відкритого кінця хвилеводу прямокутного або круглого перетину (рис. 1.11).

Залежно від типу антен приймають головки діляться на три групи:

• для прямофокусних антен - конвертери з інтегрованим прямофокусную облучателем;
• для офсетних антен - конвертери з інтегрованим офсетним опромінювачем;
• фланцеві конвертери, до яких приєднується окремий опромінювач під будь-який тип антен).

Співвідношення фокусної відстані до діаметру антени

Важливий не тільки тип антени - офсетний або прямофокусная, але і такий параметр, як співвідношення фокусної відстані до діаметру антени (F / D):

• у офсетних антен параметр F / D становить 0.6-0.8, для них випускаються два типи опромінювачів з співвідношенням F / D 0.6-0.7 і 0.7-0.8;
• у прямофокусних антен параметр F / D становить 0.3-0.5, для них випускаються опромінювачі, підлаштовуватися під конкретне співвідношення F / D.

Різниця між конвертерами «для офсету» і «для прямофокуса» криється в облучателе. Для офсетного антени він має, як правило, форму ступеневої рупора (рис. 1.17), а для «прямофокуса», частіше зустрічається т. Н. «Млинець з кільцями» (рис. 1.18). Можуть бути суміщені облучатели для двох діапазонів (рис. 1.19). Останній надає можливість установки двох конвертерів С-діапазону (3.4-4.2 ГГц) і двох конвертерів Ku-діапазону. Виробляються компанією LANS.

Опромінювач для офсетного антени: діапазон частот 3.4-4.2 ГГц, F / D = 0.6-0.8

Опромінювач для прямофокусной антени: діапазон частот 3.4-4.2 ГГц, F / D = 0.3-0.42 з деполяріцазіонной пластиною

Опромінювач суміщений С- і Ku-діапазонів з роздільниками ортогональних поляризацій

Для розуміння впливу значень F / D на геометричні розміри приймальної антени необхідно дати наступні розрахунки:

• при розмірі рефлектора антени 100 см;
• при F / D = 1 фокусна відстань також дорівнюватиме 100 см!

Також необхідно враховувати, що максимальна якість прийому можна досягти лише при збігу фокуса антени і кута розкриття опромінювача. При розбіжності типів супутникової антени і конвертера можливе погіршення прийому сигналу аж до повного припинення (рис. 1.20).