Спутниковая антенна — зеркальная антенна для приёма (или передачи) сигнала с искусственного спутника Земли.
Самыми распространёнными спутниковыми антеннами являются параболические антенны (их обычно и называют спутниковыми). Спутниковые антенны имеют различные типы и размеры. Наиболее часто в мире подобные антенны используются для приёма и передачи программ спутникового телевидения и радио, а также соединения с Интернет.
Виды спутниковых антенн
Зеркальные параболические антенны бывают прямофокусные (Prime Focus) и офсетные (Offset). Прямофокусные антенны называют также осесимметричными.
Прямофокусная (осесимметричная) антенна
Прямофокусная (осесимметричная) антенна является антенной с апертурой в виде параболоида вращения. Зеркало прямофокусной антенны — параболоид вращения, антенна круглая, ее геометрическая ось совпадает с электрической осью. На этой же оси и размещается конвертер, который, как правило, крепится к краям рефлектора с помощью трех или четырех стоек. Диаметр антенны определяет ее усиление и соответственно стабильность приема спутниковых сигналов. В зависимости от используемого геостационарного спутника, диаметры приемных антенн могут быть от 0,55 м до 3,7 м. Обычно такие антенны используются для приёма сигналов в C-диапазоне и в Ku-диапазоне. Параболические антенны используются и для передачи сигналов на спутники. К облучателям спутниковых антенн присоединяют малошумящие усилители (МШУ) с низкими уровнями шумов и конверторы, что позволяет усиливать высокочастотные непосредственно после облучателей и конвертировать их в сигналы промежуточной частоты. Сигналы промежуточной частоты передаются уже по кабелям, соединенными с конвертерами для дальнейшего усиления и детектирования.
Офсетная антенна
Офсетная антенна — наиболее распространена в индивидуальном приёме спутникового телевидения, хотя в настоящее время используются и другие принципы построения наземных спутниковых антенн. Офсетная антенна представляет собой несимметричную вырезку из параболоида вращения с облучателем в фокусе параболоида.Как правило, вырезка образуется пересечением параболоида и цилиндра, оси которых параллельны. Таким образом, зеркало офсетной антенны имеет форму эллипса, а направление электрической оси антенны отличается от направления геометрической оси зеркала на некоторый угол. Как правило, электрическая ось на 20–30 градусов выше геометрической оси. Это устраняет затенение полезной площади антенны облучателем и его опорами, что повышает ее коэффициент полезного использования при одинаковой площади зеркала с осесимметричной антенной. К тому же, облучатель установлен ниже центра тяжести антенны, тем самым увеличивая ее устойчивость при ветровых нагрузках. Зеркало офсетной антенны крепится почти вертикально. В зависимости от географической широты угол ее наклона немного меняется. Такое положение исключает собирание в чаше антенны атмосферных осадков, которые сильно влияют на качество приема. На просвет антенна представляет не круг а эллипс, вытянутый по вертикали. Размеры офсетной антенны обычно приводят в эквиваленте усиления по отношению к прямофокусным. Если по горизонтали данный размер совпадает, то по вертикали он будет, примерно, на 10% больше.
Обычно офсетные антенны используются для приёма сигнала С и Ku-диапазона (в линейной и круговой поляризации). Однако, возможен и приём сигнала в Ка-диапазоне, а также комбинированный.
Достоинства и недостатки
И те, и другие антенны имеют свои достоинства и недостатки. У прямофокусной антенны более эффективно используется площадь зеркала. Офсетная антенна имеет такую же эффективную площадь, как прямофокусная антенна с диаметром, равным размеру офсетной антенны по меньшей оси. Другими словами, чтобы получить эффективную площадь офсетной антенны, надо умножить ее физическую площадь на косинус угла между электрической и геометрической осями. У типичных антенн физическая площадь используется на 86–90%. С другой стороны, у прямофокусной антенны часть поверхности заслоняется конвертером и элементами его крепления, а у офсетной антенны — нет. Поэтому антенны малого диаметра, до 1,5 метра, у которых конвертер может заслонить часть площади больше 10%, делают, как правило, офсетными, а антенны больших размеров чаще бывают прямофокусными.
Прямофокусная антенна всегда поднята на некоторый положительный угол, поэтому представляет собой «чашу», в которой могут скапливаться осадки — дождь, снег, лед. Офсетные антенны в северных широтах устанавливаются почти вертикально, а то и вообще «смотрят вниз» — поэтому они лишены такого недостатка. С другой стороны, на прямофокусной антенне вниз «сморит» конвертер, поэтому можно смело использовать облучатель с негерметичной крышкой или вовсе без крышки, вода и снег не попадут внутрь. На офсетной антенне конвертер «смотрит» вверх, поэтому он должен быть герметичным, иначе вода попадет внутрь и может испортить электронику конвертера.
Есть еще одна особенность использования офсетных антенн большого диаметра в северных широтах — их не всегда можно опустить на достаточно малый угол места. Например, если угол места спутника равен 5 градусам, зеркало антенны надо направить на 15–25 градусов ниже горизонта. Офсетные антенны больших диаметров, которые устанавливаются на вертикальной стойке, например, «Супрал» 1,8 м или 2,4 м нельзя опустить на угол менее 11–12 градусов, нижний край антенны упирается в стойку. Можно выйти из положения, перевернув зеркало антенны вместе с креплением облучателя на 180 градусов, тогда электрическая ось окажется на 25–27 градусов ниже геометрической, и антенну надо будет направлять выше спутника. Однако для этого требуется серьезная доработка деталей крепления.
Для изготовления спутниковых антенн в основном используют сталь и дюралюминий. Любители спутникового ТВ иногда устанавливают мотоподвес (мотор), или позиционер. При помощи актюатора и по команде пользователя (или команде с тюнера) он позволяет повернуть антенну в позицию нужного вам спутника.
Источники информации:
Дополнительно на Genon.ru: