|
Ïðèåì ñïóòíèêîâîãî ñèãíàëà
|
Êíèãà ñòàòåé î ñïóòíèêîâîì ïðèåìå, òåõíîëîãèÿõ, ìåòîäàõ îáðàáîòêè, îñíîâíûõ ïîíÿòèÿõ è òåðìèíàõ â ñïóòíèêîâîé òåðìèíîëîãèè è Èíòåðíåòà. Áîëüøèíñòâî ñòàòåé, îïèñàííûå íèæå, íå ÿâëÿþòñÿ ëè÷íûì èçîáðåòåíèåì àâòîðà. Àâòîð ïåðåäàþò íàèáîëåå èíòåðåñíûå ïî åãî ìíåíèþ ñòàòüè îïèñûâàåìûå íà ôîðóìàõ è äðóãèõ ñàéòîâ. |
|
Ñïåöèàëüíûå àíòåííû äëÿ ñïóòíèêîâîãî òåëåâèäåíèÿ
 òåëåâèäåíèè â åäèíèöó âðåìåíè òðåáóåòñÿ ïåðåäàòü â ñîòíè ðàç áîëüøå èíôîðìàöèè, ÷åì òðåáóåòñÿ äëÿ ïåðåäà÷è, íàïðèìåð, çâóêà. Ïîýòîìó ïðè îäèíàêîâûõ ìåòîäàõ ïåðåäà÷è ñèãíàë òåëåâèäåíèÿ çàíèìàåò çíà÷èòåëüíî áîëåå øèðîêóþ ïîëîñó ÷àñòîò, ÷åì ñèãíàë ðàäèî. Ïîëîñà òåëåâèçèîííîãî ñèãíàëà â ðîññèéñêîì ñòàíäàðòå – D 8 ÌÃö, â òî âðåìÿ êàê ïîëîñà ñèãíàëà ÀÌ ðàäèîñòàíöèè – ïðèìåðíî 0,01 ÌÃö. Äëÿ òåëåâèäåíèÿ îêàçàëèñü íåïðèãîäíûìè äëèííûå, ñðåäíèå è êîðîòêèå âîëíû: â äèàïàçîíàõ Ä (30-300êÃö) è Ñ (0,3-3 ÌÃö) ïðîñòî íåâîçìîæíî ðàçìåñòèòü äàæå îäèí òåëåâèçèîííûé êàíàë, à âî âñåì äèàïàçîíå Ê (3-30 ÌÃö) ïîìåñòèëèñü áû ëèøü òðè òåëåâèçèîííûõ ïðîãðàììû. Äëÿ íàçåìíîãî òåëåâèäåíèÿ èñïîëüçóþòñÿ äèàïàçîíû ìåòðîâûõ (30-300 ÌÃö) è äåöèìåòðîâûõ (300-3000ÌÃö) âîëí. ×åì âûøå ÷àñòîòà, òåì áîëüøå ñâîéñòâà ðàäèîâîëí ïðèáëèæàþòñÿ ê ñâîéñòâàì ñâåòà. Ìåòðîâûå è äåöèìåòðîâûå âîëíû «íå óìåþò» îãèáàòü êðóãëóþ ïîâåðõíîñòü Çåìëè, îíè ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ òîëüêî ïðÿìîëèíåéíî, íà ðàññòîÿíèè ïðÿìîé âèäèìîñòè. Ïî ýòîé ïðè÷èíå àíòåííû íàçåìíûõ òåëåöåíòðîâ ïîäíèìàþòñÿ íà âûñîêèå áàøíè, ÷åì áîëüøå âûñîòà òåëåáàøíè, òåì áîëüøå äàëüíîñòü äåéñòâèÿ òåëåâèçèîííîãî ïåðåäàò÷èêà. Îäíàêî äàæå òåëåáàøíè áîëüøèõ ãîðîäîâ îáåñïå÷èâàþò ïðèåì íà óäàëåíèè íå áîëåå 100-200 êì.  ñîâðåìåííîì ìèðå òåë. Ïðîãðàììû íåîáõîäèìî òðàíñëèðîâàòü íà öåëûå ñòðàíû è êîíòèíåíòû. Ýòó çàäà÷ó è ðåøàåò ñïóòíèêîâîå òåëåâèäåíèå. Åñëè ðàçìåñòèòü òåëåâèçèîííûé ïåðåäàò÷èê è àíòåííó íà îãðîìíîé âûñîòå íàä Çåìëåé, â åå ïðÿìîé âèäèìîñòè áóäåò íàõîäèòüñÿ ÷óòü ëè íå ïîëîâèíà çåìíîé ïîâåðõíîñòè. Òóò âîçíèêàåò ðÿä ïðîáëåì. ×òîáû òîò ïåðåäàò÷èê ðàáîòàë, åìó íóæíà ýëåêòðîýíåðãèÿ. Ïðîâîäà ê Çåìëè íå ïðîòÿíåøü, ïîäâîçèòü ê íåìó òîïëèâî áóäåò íåïîìåðíî äîðîãî, îò ÿäåðíîãî ðåàêòîðà íå÷åì îòâîäèòü òåïëî. Ïîýòîìó âñå àïïàðàòóðà ñïóòíèêîâ ïèòàåòñÿ îò ñîëíå÷íûõ áàòàðåé, è ìîùíîñòü ñïóòíèêîâûõ òåëåâèçèîííûõ ïåðåäàò÷èêîâ íåâåëèêà, êàê ïðàâèëî, 100-150 Âò. Äëÿ ñðàâíåíèÿ: íàçåìíûå òåë. Ïåðåäàò÷èêè â áîëüøèõ ãîðîäàõ ìîãóò èìåòü ìîùíîñòü îò 1 äî 25êÂò. Äðóãàÿ ïðîáëåìà: åñëè ñïóòíèê âðàùàåòñÿ âîêðóã Çåìëè, òî ðàíî èëè ïîçäíî îí îêàçûâàåòñÿ ñ åå îáðàòíîé ñòîðîíû, çàõîäèò íà ãîðèçîíò, êàê Ëóíà, íàïðèìåð. Ýòî íåäîïóñòèìî, âåäü òåëåâèçèîííûå ïðîãðàììû íåîáõîäèìû êðóãëîñóòî÷íî. Ïîýòîìó ñïóòíèêè, èñïîëüçóåìûå äëÿ òåëåâèäåíèÿ, çàïóñêàþòñÿ íà òàê íàçûâàåìóþ ãåîñòàöèîíàðíóþ îðáèòó, êîòîðàÿ ðàñïîëîæåíà òî÷íî â ïëîñêîñòè ýêâàòîðà íà óäàëåíèè 35786 êì îò ïîâåðõíîñòè Çåìëè. Íà ýòîì ðàññòîÿíèè ñèëà çåìíîãî ïðèòÿæåíèÿ òàêîâà , ÷òî ñïóòíèê ìîæåò äâèãàòüñÿ ïî îðáèòå ñ óãëîâîé ñêîðîñòüþ, òî÷íî ðàâíîé óãëîâîé ñêîðîñòè Çåìëè. Ïîýòîìó ãåîñòàöèîíàðíûé ñïóòíèê âðàùàåòñÿ âìåñòå ñ Çåìëåé, îñòàâàÿñü íåïîäâèæíûì îòíîñèòåëüíî åå ïîâåðõíîñòè, êàê áóäòî åãî íàñàäèëè íà ñïèöó, ïðîõîäÿùóþ ÷åðåç öåíòð Çåìëè.35768 êì – îãðîìíîå ðàññòîÿíèå, îíî ïî÷òè âòðîå áîëüøå äèàìåòðà íàøåé ïëàíåòû! Òàêèì îáðàçîì, ïåðåäàò÷èê ìàëîé ìîùíîñòè ðàñïîëàãàåòñÿ î÷åíü äàëåêî îò ïðèåìíèêà, ïîýòîìó ñèãíàëû ñïóòíèêîâîãî òåëåâèäåíèÿ î÷åíü ñëàáûå. ×òîáû îáåñïå÷èòü ïðèåì, èñïîëüçóåòñÿ ðÿä òåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé.  àíàëîãîâîì ñïóòíèêîâîì òåëåâèäåíèè âìåñòî îáû÷íîé àìïëèòóäíîé ìîäóëÿöèè èñïîëüçóåòñÿ ÷àñòîòíàÿ, ÷òî ïîçâîëèëî ñíèçèòü íåîáõîäèìîå äëÿ ïðèåìà îòíîøåíèå ñèãíàë-øóì áîëåå ÷åì â 100 ðàç. Ðàñïëàòîé çà âûèãðûø ñòàëî óâåëè÷åíèå çàíèìàåìîé ïîëîñû ÷àñòîò: äëÿ ñèãíàëà ñ ×Ì âìåñòî 8ÌÃö ïîòðåáîâàëîñü 36 ÌÃö. Äàæå äåöèìåòðîâûé äèàïàçîí äëÿ òàêèõ ñèãíàëîâ ñòàë òåñåí, ïîýòîìó â ñïóòíèêîâîì òåëåâèäåíèè èñïîëüçóåòñÿ äèàïàçîí ñàíòèìåòðîâûõ âîëí (3-30 ÃÃö), à òî÷íåå, äâà åãî ïîääèàïàçîíà, òàê íàçûâàåìûå Ñ-Band («ñè áýíä, 3400-4200) è Ku-Band («êó áýíä, 10700-12750).
Äðóãîå ðåøåíèå – èñïîëüçîâàíèå îñòðîíàïðàâëåííûõ àíòåíí, êàê íà ñàìîì ñïóòíèêå, òàê è â ïðèåìíîé ñèñòåìå. Ïåðåäàþùàÿ àíòåííà ñïóòíèêà óñèëèâàåò ñèãíàë ïåðåäàò÷èêà, ñîñðåäîòà÷èâàÿ ìîùíîñòü íà íóæíîì íàïðàâëåíèè. Îäíàêî ñäåëàòü óñèëåíèå ïåðåäàþùåé àíòåííû ñëèøêîì áîëüøèì íåëüçÿ – òîãäà âñÿ ìîùíîñòü áóäåò ñêîíöåíòðèðîâàíà íà ñëèøêîì ìàëåíüêîì ó÷àñòêå çåìíîé ïîâåðõíîñòè. ×åì áîëüøóþ òåððèòîðèþ íóæíî îáåñïå÷èòü âåùàíèåì, òåì ìåíüøå äåëàåòñÿ óñèëåíèå ïåðåäàþùåé àíòåííû. Ìîùíîñòü ñïóòíèêîâîãî ïåðåäàò÷èêà ðàñïðåäåëÿåòñÿ ïî íåêîòîðîé ïëîùàäè. Ðàñïðåäåëåíèå ýòî íåðàâíîìåðíî.
 òîé òî÷êå çîíû îáñëóæèâàíèÿ, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ íà îñè ïåðåäàþùåé àíòåííû, ñîçäàåòñÿ ìàêñèìàëüíàÿ ñèëà ñèãíàëà. Ýòà òî÷êà íàçûâàåòñÿ òî÷êîé ïðèöåëèâàíèÿ.  îáùåì ñëó÷àå, ÷åì äàëüøå îò òî÷êè ïðèöåëèâàíèÿ, òåì ñèãíàë ñëàáåå. Äëÿ îöåíêè ñèëû ñèãíàëà äëÿ êàæäîãî ñïóòíèêà â ðàçíûõ ãåîãðàôè÷åñêèõ òî÷êàõ èñïîëüçóþòñÿ ñïåöèàëüíûå êàðòû, íàçûâàåìûå – «çîíà çàêðûòèÿ». Ïî-ðóññêè òàêèå êàðòû èíîãäà èìåíóþòñÿ áîëåå áëàãîçâó÷íî: «çîíà îáñëóæèâàíèÿ». Íà íèõ èçîëèíèÿìè ñîåäèíÿþòñÿ òî÷êè çåìíîé ïîâåðõíîñòè, êîòîðûì ñîîòâåòñòâóåò îäèíàêîâàÿ ÝÈÈÌ (ýêâèâàëåíòíàÿ èçîòðîïíî èçëó÷àåìàÿ ìîùíîñòü. Ýòà ìîùíîñòü, êîòîðóþ äîëæåí áûë áû èìåòü ïåðåäàò÷èê ñïóòíèêà, åñëè áû îí ðàáîòàë íà íåíàïðàâëåííóþ àíòåííó, ÷òîáû ñîçäàòü â äàííîé òî÷êå çåìíîé ïîâåðõíîñòè ñèãíàë òàêîé æå ñèëû, êîòîðóþ ñîçäàåò ðåàëüíûé ïåðåäàò÷èê ñ íàïðàâëåííîé àíòåííîé. Òî åñòü, ÝÈÈÌ – âåëè÷èíà, ó÷èòûâàþùàÿ ìîùíîñòü ñïóòíèêîâîãî ïåðåäàò÷èêà è íàïðàâëåííûå ñâîéñòâà àíòåííû äëÿ êîíêðåòíîãî íàïðàâëåíèÿ. ÝÈÈÌ ñîâðåìåííûõ ñïóòíèêîâ â öåíòðå çîíû îáñëóæèâàíèÿ ìîæåò ñîñòàâëÿòü íåñêîëüêî ñîòåí êèëîâàòò.
Ìíîãèå ñïóòíèêè èìåþò íå îäíó, à íåñêîëüêî ïåðåäàþùèõ àíòåíí äëÿ âåùàíèÿ íà ðàçíûå ñòðàíû.  ýòîì ñëó÷àå äëÿ êàæäîãî «ëó÷à» ñîçäàåòñÿ îòäåëüíàÿ êàðòà. Òåïåðü ìû çíàåì, ÷òî ìîùíîñòü ñïóòíèêîâîãî ñèãíàëà ðàñïðåäåëÿåòñÿ ïî ïëîùàäè, ëåãêî ïîíÿòü íàçíà÷åíèå ñïóòíèêîâîé ïðèåìíîé àíòåííû. Åå çàäà÷à – «ñîáðàòü» ýòó ìîùíîñòü ñ íåêîòîðîé ïëîùàäè è ñêîíöåíòðèðîâàòü â îäíîé òî÷êå, ãäå îíà áóäåò ïðåîáðàçîâàíà â ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë.
×åì áîëüøå ïëîùàäü àíòåííû, òåì áîëüøå áóäåò ìîùíîñòü ïîëåçíîãî ñèãíàëà íà åå âûõîäå – âûâîä: óñèëåííûå ñâîéñòâà àíòåííû çàâèñÿò òîëüêî îò åå ðàçìåðîâ, è ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñÿò îò êîíñòðóêöèè, ôîðìû, ìàòåðèàëà… Íà ïðàêòèêå èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå êà÷åñòâî àíòåííû – «êðèâàÿ», ìåõàíè÷åñêè ïîâðåæäåííàÿ èëè ïðîñòî ñäåëàííàÿ ãðóáî, áóäåò ðàáîòàòü õóæå.
|
|