Antena satelit

Antena de satelit , de asemenea, o antenă de comunicație prin satelit , este o antenă utilizată pentru a primi și (sau) transmite semnale radio între stațiile terestre de satelit și sateliții terestre artificiali , într-un sens mai restrâns - o antenă utilizată în organizarea comunicării între stațiile terestre cu retransmisie prin sateliți . În comunicațiile prin satelit sunt utilizate diverse tipuri de antene, cele mai cunoscute fiind antene parabolice reflectorizante ( „antene de satelit”, engleză.  Antena de satelit ), utilizate masiv în diverse domenii, de la TV prin satelit și rețele VSAT până la centre de comunicații spațiale. Utilizarea rețelelor de antene în faze pentru comunicațiile prin satelit se dezvoltă activ , permițând îndreptarea de mare viteză a antenei către satelit folosind metode exclusiv electronice. Sunt comune antene satelit cu direcție slabă, care nu necesită îndrumare, atât externe, cât și încorporate în receptoarele de semnal de navigație prin satelit , telefoanele prin satelit și alte echipamente. În funcție de scopul sistemului de comunicații prin satelit, pot fi utilizate și alte tipuri de antene.

Utilizarea antenelor de satelit

În stațiile terestre de satelit, în funcție de scopul sistemului, se folosesc antene de diferite tipuri. Alegerea unui tip specific este determinată de intervalul de frecvență [1] în care este organizată comunicarea, câștigul necesar al sistemului de antenă, precum și restricțiile de preț și operaționale (în ceea ce privește dimensiunea, greutatea, laboriozitatea instalării și utilizării) [2] .

Cea mai cunoscută zonă de aplicare a antenei parabolice este recepția de programe TV prin satelit. Se estimează că mai mult de jumătate din toate televizoarele sunt conectate la acestea [3] . Pentru a recepționa semnale de transmisie TV în bandă largă, este necesar un câștig de antenă suficient de mare, astfel încât se folosesc antene cu reflectoare direcționale , denumite colocvial „antene satelit” [4] . În anii 1970-1980, pentru recepția și transmiterea semnalelor de televiziune în banda C s- au folosit antene oglindă de măsurare a metrilor și a zecilor de metri, instalate la stații speciale de comunicații spațiale [5] [6] . Stațiile de recepție ale sistemului sovietic „ Ekran ”, care au efectuat transmisii TV analogice directe în intervalul undelor decimetrice de la sfârșitul anilor 1970 până la mijlocul anilor 2000 , au fost echipate cu ansambluri de antene cu canale de undă , care erau, de asemenea, destul de voluminoase și permiteau primirea doar a unuia. programul [6] . În anii 1990, datorită tranziției la o bandă Ku cu frecvență mai mare și a creșterii energiei prin satelit, a devenit posibilă utilizarea unor antene ieftine de dimensiuni mici, de aproximativ 1 metru, și mai târziu mai puțin, pentru a primi transmisii prin satelit și rapid a început creșterea instalațiilor de recepție prin satelit la domiciliu [7] . Capetele de rețea prin cablu sunt echipate și cu antene de satelit, de obicei mai mari decât pentru recepția acasă, pentru a oferi o marjă de câștig și, prin urmare, fiabilitatea recepției, în condiții nefavorabile [8] . Nodurile rețelei de distribuție prin satelit care livrează semnalul către telecentre regionale continuă să folosească banda C, deoarece este mai rezistentă la condițiile meteorologice și sunt echipate cu antene de mărimea unui contor [9] .

Un alt domeniu în care antene satelit sunt utilizate pe scară largă sunt VSAT-urile (sau stațiile terestre mici prin satelit) ale sistemelor de transmisie de date în bandă largă , cum ar fi internetul prin satelit și rețelele private de comunicații . Asemenea stații primesc și transmit semnale radio și trebuie să respecte cerințele reglementărilor radio [10] . Cerințele pentru antenele lor sunt mult mai mari decât pentru „anternele” de televiziune, atât în ​​ceea ce privește precizia de fabricație, cât și în ceea ce privește rezistența structurală și precizia de îndreptare. Antenele VSAT trebuie să țină pe ele însele nu numai convertizorul de recepție , ci și unitatea de transmisie , să nu interfereze cu stațiile din jur și cu alte stații de satelit în timpul transmisiei și să își mențină poziția chiar și în condiții de sarcină puternică de vânt [2] . Posturile VSAT nu sunt la fel de comune ca antenele TV prin satelit, dar sunt folosite destul de larg și sunt indispensabile în multe domenii ale activității umane [11] [12] . Antenele primelor stații VSAT care funcționau în banda C aveau o dimensiune de 2,5 metri. Stațiile mici moderne ale benzilor Ku și Ka sunt echipate cu antene cu dimensiuni tipice de la zeci de centimetri până la un metru și jumătate [13] .

Antenele direcționale ar trebui să fie orientate cât mai precis posibil către nava spațială prin care se desfășoară activitatea. Pentru a lucra cu sateliți pe orbită geostaționară , antena este îndreptată atunci când este instalată, pentru sateliții de pe alte orbite, precum și atunci când se lucrează în mișcare, este necesară urmărirea continuă a satelitului de către antenă [15] . Sistemele pentru menținerea continuă a antenei în direcția satelitului complică și măresc semnificativ costul designului său, prin urmare, se acordă multă atenție introducerii tehnologiilor de antene în faze în comunicațiile prin satelit , care fac posibilă realizarea antenelor mai compacte și mai compacte. implementați controlul electronic de ghidare, fără mișcare mecanică [16] .

În multe aplicații ale comunicațiilor mobile prin satelit , cum ar fi navigația, telefonia, transmisia de date cu viteză redusă, sunt utilizate antene cu preț redus, cu direcție scăzută, care nu necesită îndreptarea constantă către satelit [17] . Astfel de antene, de exemplu, fac parte din orice dispozitiv cu funcții de recepție a semnalelor GPS / GLONASS [18] .

Tipuri de antene pentru stații terestre de satelit

Antene reflectoare

Antenele oglindă  sunt cel mai comun tip de antene direcționale de satelit [19] . Antenele oglindă sunt utilizate în diverse benzi de comunicații prin satelit , de la unde decimetrice la banda Ka și la diferite tipuri de stații - de la sisteme individuale de recepție TV la centre de comunicații spațiale. Antenele mari în oglindă sunt utilizate în centrele de transmisie a semnalelor de transmisie prin satelit, la stațiile centrale de comunicații prin satelit și pe canalele principale de mare viteză [20] .

Cum funcționează

Oglinda antenei (reflector, reflector) colectează toată energia undelor radio care cad în zona sa în focalizarea sa . Pentru a preveni amortizarea reciprocă a undelor radio care ajung la punctul de focalizare, oglinda este realizată sub forma unui paraboloid de revoluție , unde undele radio reflectate din orice punct de pe suprafața oglinzii ajung la focalizare într-o fază . Astfel de antene sunt numite paraboloide sau, mai frecvent, parabolice [21] .

La punctul focal este instalat un iradiator  - o antenă suplimentară mică care luminează oglinda. Iradiatorul trebuie să aibă un model de radiație care să fie în concordanță cu dimensiunile reflectorului, deoarece dacă nu este iluminată întreaga suprafață a oglinzii, câștigul antenei nu poate atinge maximul posibil. Pe de altă parte, dacă directivitatea alimentării nu este suficient de îngustă, o parte din energie este radiată în zadar, reducând și câștigul antenei. În plus, există interferențe cu dispozitivele din jur în timpul transmisiei și o creștere a nivelului de zgomot în timpul recepției. În acest caz, iradiatorul trebuie să funcționeze în întregul interval de frecvență pentru care este destinată antena. De fapt, doar sistemul coordonat „oglindă + iradiator” ca ansamblu devine antenă reflector. Pentru a forma diagrama de alimentare dorită se folosesc claxoane , lentile dielectrice , pot fi folosite și alte tipuri de antene direcționale [22] .

Lățimea modelului de radiație și câștigul antenei reflector depind de raportul dintre deschiderea acesteia și lungimea de undă , precizia fabricării oglinzii (abaterile trebuie să fie cu un ordin de mărime mai mici decât lungimea de undă), factorul de utilizare a suprafeței , în funcție de designul ales al antenei și de caracteristicile alimentării acesteia, precizia de instalare a părților antenei (oglinzi , iradiator, contrareflector, dacă există) unele față de altele. Punctul de focalizare al reflectorului antenei nu depinde de intervalul de frecvență utilizat, astfel încât aceeași oglindă poate fi utilizată în intervale diferite atunci când sunt instalate fluxuri diferite pe ea și de cerințele pentru precizia de fabricație pentru cea mai înaltă frecvență (undă scurtă) dintre intervalele utilizate. sunt întâlniți. Cu cât intervalul de frecvență al antenei este mai mare, cu atât este mai îngust modelul său de radiație și cu atât câștigul este mai mare pentru aceeași dimensiune a oglinzii [23] .

Constructii

Oglinda antenă este realizată din material conductiv electric (oțel, aliaje de aluminiu) cu acoperire anticorozivă . Pentru a reduce sarcinile vântului și a reduce greutatea oglinzii, se poate folosi o plasă metalică (cu condiția ca diametrul găurilor să nu depășească 0,1*λ, unde λ este lungimea de undă). Din motive tehnologice și economice, oglinzile pot fi realizate din materiale nemetalice - compozite ( fibră de carbon , fibră de sticlă ) sau materiale plastice . Dacă oglinda antenei este realizată dintr-un material neconductor, în structura sa se introduce suplimentar o suprafață reflectorizantă din folie metalică, plasă, vopsea conductoare electric [24] .

Pe lângă reflector și iradiator, antena include o plată turnantă, care este folosită pentru a îndrepta antena către satelit, manual sau motorizat. Placa turnantă asigură o poziție stabilă a antenei, care nu ar trebui să se schimbe sub influența greutății sale și a vântului la o viteză de până la 20-25 m / s, iar antena nu trebuie să se prăbușească chiar și cu sarcini semnificativ mai mari ale vântului. Când funcționează în condiții climatice dificile, pe antenă poate fi instalat un sistem antigivrare de la elemente de încălzire sau pistoale de căldură instalate pe partea din spate a oglinzii [25] .

Antene axisimetrice

Antenele axisimetrice au o oglindă simetrică, al cărei focus este situat pe axa de simetrie. Pentru o antenă cu focalizare directă ( ing.  Prime Focus ), iradiatorul este instalat la punctul focal, în fața oglinzii. De asemenea, sunt utilizate scheme cu două oglinzi, în care o mică oglindă suplimentară contrareflector este instalată pe axa antenei, iar iradiatorul este amplasat pe partea laterală a oglinzii, la focarul contrareflectorului. Schemele cu un contrareflector sunt mai dificil de calculat, fabricat și configurat, dar fac posibilă reducerea dimensiunilor antenei și simplificarea accesului la alimentare, reducerea nivelului lobilor laterali ai diagramei de radiație și a temperaturii zgomotului. antena și, în unele cazuri, îmbunătățesc factorul de utilizare a suprafeței. Alimentarea sau contrareflectorul și atașamentele sale ascund o parte a oglinzii antenei, ceea ce duce la o scădere a deschiderii efective. Prin urmare, schemele axisimetrice sunt utilizate în principal pe antene destul de mari (1,5 - 2 metri sau mai mult), a căror zonă umbrită este relativ mică [26] [27] .

  • Două antene cu oglindă (dreapta) și cu focalizare directă (spre stânga) ale stației terestre centrale a rețelei de satelit

  • Antenă cu focalizare directă pentru recepția TV prin satelit cu oglindă din plasă metalică

  • Stație mobilă prin satelit cu o antenă cu două oglinzi cu focalizare inelară

Schemele axisimetrice sunt folosite și pentru antenele cu diametru mic ale stațiilor mobile de satelit [28] . Astfel de antene folosesc adesea o schemă cu două oglinzi cu un focar inelar format dintr-un reflector de formă specială [29] . O astfel de schemă este dificil de calculat și fabricat, dar vă permite să creșteți factorul de utilizare a suprafeței, să faceți antena mai compactă și să simplificați asamblarea acesteia [30] .

antene offset

Antenele offset , sau antenele cu un feed offset, sunt obținute prin tăierea unei oglinzi parabolice. Modelul de radiație al unei astfel de antene este deplasat față de axa oglinzii sale printr-un unghi numit unghi de compensare (sau unghi de compensare). Antenele offset au o formă asimetrică (ovală) și sunt oarecum alungite pe verticală, cu cât este mai puternică, cu atât unghiul de offset este mai mare. Acest lucru se datorează faptului că oglinda antenei este înclinată față de direcția către satelit și în același timp trebuie să asigure o iluminare uniformă a suprafeței de alimentare [31] . La fel ca și axisimetrice, antenele offset pot fi realizate după scheme cu două oglinzi [32] .

Principalul avantaj al antenelor offset este că iradiatorul și elementele sale de atașare nu blochează direcția către satelit și nu ascund oglinda antenei, ceea ce face posibilă creșterea factorului de utilizare a suprafeței [33] .

Designul offset are, de asemenea, o serie de dezavantaje. Oglinzile offset de dimensiuni mari sunt mult mai dificil de fabricat și asamblat decât cele axisimetrice, prin urmare antene mici (până la 2,5 metri) sunt construite conform schemei de offset, utilizate pentru a recepționa TV prin satelit și la stațiile VSAT , unde este posibilă utilizarea deplină. a oglinzii antenei, fără a-și umbri iradiatorul, dă un câștig notabil în amplificare [33] . Când funcționează cu polarizare liniară, antenele offset au cel mai slab nivel de decuplare a polarizării [34] , ceea ce poate duce la creșterea nivelului de interferență de la semnalele de polarizare adiacentă pe același satelit. Când lucrați cu polarizare circulară, modelul de radiație al antenei offset este diferit pentru polarizările din stânga și din dreapta, prin urmare, atunci când se schimbă polarizarea de lucru, este necesară și ajustarea simultană a îndreptării antenei, iar efectul este cu atât mai vizibil, cu atât mai mare. dimensiunea oglinzii [35] .

La unghiuri mici de ghidare verticală, înclinarea antenei offset față de verticală devine negativă - oglinda „se uită la pământ”, deși este îndreptată către un satelit situat deasupra orizontului. În acest caz, proiectarea plăcii rotative poate limita unghiul minim de îndreptare datorită faptului că marginea inferioară a oglinzii se sprijină pe suport [36] .

  • Antene VSAT în bandă Ku offset

  • Antenă offset pentru recepția TV prin satelit

  • Antena decalată la un unghi de altitudine scăzută față de satelit

Antene cu matrice în faze

Rețelele de antene în fază plate (PAR) sunt utilizate pentru a crea antene de satelit compacte de diferite game.

Cum funcționează

PAR este format din multe radiatoare alimentate coerent , care pot fi bandă , claxon , slot și alte tipuri de antene [37] . Dacă semnalul ajunge la toți emițătorii în aceeași fază (common-mode array), atunci modelul antenei este perpendicular pe planul său [38] . Câștigul unei astfel de antene depinde de raportul dintre dimensiunea (apertura) ei și lungimea de undă, numărul și poziția relativă a radiatoarelor și de pierderile din liniile prin care sunt alimentate radiatoarele. O matrice în fază, ca orice antenă direcțională, necesită o orientare mecanică în direcția semnalului. Atunci când raportul de fază dintre emițători se modifică, modelul de radiație al matricei de fază deviază în raport cu planul antenei [38] , câștigul antenei scade, cu atât modelul de radiație se abate mai mult de la normal [37] . Defazatoarele controlate din liniile electrice ale emițătorilor PAR fac posibilă construirea unei antene cu model de radiație controlat electronic, care nu necesită mișcare mecanică în timpul punctării. Indicarea electronică a antenei, spre deosebire de cea mecanică, poate fi aproape instantanee. Deși o astfel de schemă este destul de complicat de implementat și duce la o scădere a câștigului antenei atunci când modelul de radiație se modifică, este solicitată în multe aplicații ale comunicațiilor prin satelit [39] . Se folosește și o schemă hibridă pentru controlul modelului fasciculului PAA - scanare electronică într-un plan și mișcare mecanică în altul [40] .

Aplicații în comunicațiile prin satelit

Antrenele satelit create pe baza rețelelor în faze au o serie de limitări. Ele pot funcționa numai într-un interval de frecvență relativ îngust (de exemplu, funcționarea în întregul interval de la 10,7 la 12,75 GHz cu o singură antenă bazată pe PAA este imposibilă), sunt dificil de proiectat și fabricat și au un preț ridicat [41 ] . Pe baza matricei fază, sunt construite în principal antene de satelit cu o deschidere mică [28] .

Avantajele antenelor bazate pe PAA - compactitatea și posibilitatea de control electronic al diagramei de radiație - le fac să fie solicitate în comunicațiile mobile prin satelit [16] . Rețelele de fază sunt utilizate ca parte a stațiilor portabile și mobile ale benzilor Ku și Ka [40] , terminale portabile Inmarsat BGAN ( L-band ) [42] , stații portabile de satelit pentru scopuri speciale [43] . Sunt dezvoltate noi tipuri de antene satelit bazate pe rețele fază, folosind lentile orientabile din metamateriale [44] , care ar trebui să le îmbunătățească caracteristicile și, pe viitor, să reducă costul producției de masă [45] . În stațiile terestre ale rețelei de sateliti SpaceX Starlink , unde este necesară urmărirea continuă a antenei a sateliților cu orbită joasă, s-a planificat utilizarea rețelelor în faze cu diagramă de radiație controlată electronic, în timp ce costul terminalului a fost declarat mai mic de 300 USD, dar la în prima etapă s-a propus utilizarea de antene semnificativ mai scumpe, estimate [ 46] , combinând ghidarea electronică cu mecanică preliminară (motoare încorporate) [47] [48] .

De asemenea, pe baza rețelelor de antene, sunt produse antene plate compacte pentru recepția acasă a televiziunii prin satelit [38] [41] , care necesită mult mai puțin spațiu pentru instalare decât „antenele” clasice de deschidere comparabilă, deoarece nu au un flux plasat în fața planului antenei. Acest lucru vă permite să le plasați nu numai pe stradă, ci și în interior (pe o fereastră, balcon, logie etc.), cu condiția ca locația de instalare să asigure vizibilitatea satelitului [49] .

Antene slab direcționale

Antenele slab direcționale (și omnidirecționale ) ( bandă , cvadrifilare [50] ) sunt folosite pentru comunicații prin sateliti geostaționari și pe orbită joasă în telefoane prin satelit , radio prin satelit , recepție de semnale de navigație prin satelit și alte aplicații în care nu este posibilă orientarea continuă antena. Astfel de antene au un model de radiație larg , ceea ce duce la recepția unei cantități mari de zgomot ( temperatura ridicată a zgomotului a antenei ) și un raport semnal-zgomot scăzut pentru semnalul util la intrarea receptorului și, prin urmare, la un nivel scăzut . debitul sistemului în ansamblu, dar vă permite să lucrați cu sateliți, aflați în zona de vizibilitate, fără îndrumare suplimentară [17] .

  • Antena terminalului mobil de comunicații prin satelit Iridium

  • Antenă externă pentru receptoare GLONASS / GPS

  • Telefon prin satelit Inmarsat

Antene cu unde calatorii

Antenele directionale cu unde calatorie si cele apropiate acestora ( spirala , canalul de unda , log -periodic , etc.), avand un castig vizibil in comparatie cu cele nedirectionale, sunt folosite in intervalele de metru ( ing.  VHF ) si decimetru ( ing . .  UHF ), unde antenele oglindă cu parametri similari devin structuri prea mari și complexe. Antenele cu unde calatorii sunt utilizate pentru recepția telemetrică și comunicarea cu sateliții pe orbite joase, schimbul de informații cu sateliții meteorologici , în comunicațiile radio amatori prin sateliți, pentru unele tipuri speciale de comunicații prin satelit [51] .

  • Terminal tactic de comunicații prin satelit

  • Antenă de comunicație VHF cu navă spațială

  • Antenă pentru recepția telemetriei și urmărirea sateliților

Arătând antene satelit

Pentru a lucra prin satelit, este în primul rând necesar să existe o linie directă de vedere între antenă și satelit (nu există obstacole care să interfereze cu trecerea semnalului radio). În această condiție, antenele slab direcționale nu necesită ghidare. O antenă direcțională trebuie să fie orientată astfel încât direcția către satelit să coincidă cu maximul modelului său de radiație. Antenele mici în benzi de joasă frecvență (L, C) au un model de radiație larg, de exemplu, pentru terminalul portabil Inmarsat BGAN, lățimea modelului este de la 30° la 60° [42] . Este suficient să orientați aproximativ o astfel de antenă în direcția corectă, astfel încât satelitul să cadă în sectorul limitat de diagrama sa. Antenele cu un model de radiație îngust și câștig mare necesită cea mai precisă indicare.

Ghid fix pentru sateliții geostaționari

Sateliții geostaționari sunt localizați deasupra ecuatorului și se învârt în jurul Pământului cu o perioadă egală cu perioada de rotație a Pământului. În cazul ideal, satelitul geostaționar este absolut staționar în raport cu observatorul Pământului, iar urmărirea prin satelit nu este necesară. Este suficient să îndreptați antena o dată și să o fixați, este necesară orientarea suplimentară doar în cazul deplasării antenei [15] . În realitate, sateliții geostaționari sunt menținuți în poziția lor cu o anumită precizie, care este mai mică de 0,1° pentru dispozitivele moderne [52] . Dacă modelul antenei este de câteva ori mai larg decât abaterea maximă a aparatului de la punctul de repaus, atunci deplasarea aparentă a satelitului poate fi neglijată și considerată staționară. De exemplu, lățimea lobului principal în banda Ku pentru o antenă cu un diametru de 2,4 metri este de aproximativ 0,7 ° [53] , pentru antene cu un diametru de 0,9 metri - mai mult de 1,5 ° [54] , pentru antene mai mici - chiar mai mult. Cu astfel de antene utilizate la stațiile VSAT și la recepționarea TV prin satelit, nu este necesară urmărirea suplimentară a satelitului după indicare.

Pentru a îndrepta antena, trebuie să setați elevația (altitudinea deasupra orizontului) și unghiurile de azimut , care determină direcția către satelit. Aceste unghiuri sunt calculate din coordonatele geografice ale locului de instalare a antenei și poziția satelitului [55] .

Antene multifaz

Sistemele cu fascicule multiple vă permit să formați mai multe modele de radiație pe o antenă și să lucrați cu mai mulți sateliți pe orbită geostaționară fără a roti antena. Antenele multifaz pot fi construite pe baza oglinzilor parabolice standard ( multifeed ), pe baza oglinzilor de profil sferice și toroidale (toroidal-parabolice), pe baza rețelelor de antene fază [56] [39] .

Multifeed

Când iradiatorul este deplasat în planul focal al oglinzii parabolice, modelul antenei deviază în direcția opusă cu o scădere simultană a câștigului, cu atât mai mare, cu atât iradiatorul este deplasat mai mult. Aceasta este baza unui sistem cu mai multe fascicule bazat pe o antenă reflector standard - „ multifeed ”. Sistemul este construit din mai multe iradiatoare ( convertoare ) amplasate cu un decalaj față de focalizarea antenei parabolice în așa fel încât fiecare să primească un semnal de la sateliți în poziții orbitale diferite. „Multifid” se mai numește și element structural (suport), pe care sunt montate convertoare suplimentare. Abaterea maximă posibilă a iradiatorului de la punctul de focalizare al antenei parabolice este de aproximativ 10° [56] .

Antenă toroidală

Pentru operarea simultană cu mai mulți sateliți într-un sector larg al orbitei geostaționare, se folosesc antene toroidale [57] . Antenele toroidale Simulsat [58] sau CPI 700-70TCK [59] pot primi simultan până la 35 de sateliți aflați pe un arc lat de 70°. Pentru recepția TV prin satelit acasă, pot fi folosite WaveFrontier sau antene toroidale similare, permițându-vă să primiți un semnal de la 16 sateliți pe un arc de 40 ° sau mai mult [60] .

Antene motorizate

Dispozitivele de orientare a antenei motorizate sunt utilizate în următoarele cazuri:

  • Redirecționarea automată a antenei către diferiți sateliți,
  • Indicarea automată către satelit la instalarea antenei,
  • Urmărire automată prin satelit.
Retargeting între sateliți

Redirecționarea automată a antenei între sateliți este utilizată în televiziunea prin satelit pentru a crește numărul de programe primite. Pentru aceasta, se folosește o suspensie polară , care permite, cu ajutorul unui singur drive , modificarea simultană a unghiurilor de azimut și elevație, astfel încât antena să se deplaseze de-a lungul „ arcului Clarke ” (linia pe care toți sateliții geostaționari). sunt situate atunci când sunt privite de pe Pământ). Axa de rotație a antenei pe suspensia polară este paralelă cu axa de rotație a Pământului. Alegerea pozitiei catre care este indreptata antena se face de catre un receptor de satelit sau un tuner de satelit de calculator folosind un pozitionator controlat prin protocoalele USALS sau Diseqc . Când instalați un umeraș polar, este necesară o muncă atentă pentru a-l instala [61] .

Implementare automată și direcționare

Ghidarea automată este utilizată în stațiile mobile de satelit portabile sau portabile pentru a stabili rapid comunicații [62] . Pentru indicare, se utilizează un dispozitiv separat - un controler [63] , care determină coordonatele antenei folosind un sistem de poziționare prin satelit ( GPS , Glonass ) și calculează unghiurile de azimut, elevație și rotație de polarizare pentru indicarea către satelitul necesar. Pe baza unghiurilor calculate, controlerul setează poziția antenei, verifică captarea semnalului de la satelit și efectuează o țintire precisă la maximum. Dacă este necesar, este posibilă redirecționarea de la un satelit la altul, ai cărui parametri trebuie să fie disponibili și în controler.

Urmărire automată prin satelit

Urmărire automată prin satelit - menținerea continuă în modelul de radiație maxim atunci când se deplasează în raport cu antena. Urmărirea automată poate fi efectuată atât prin acţionarea motorului antenei, cât şi prin controlul electronic al diagramei de radiaţie [16] . Urmărirea automată necesită un controler pentru a controla îndreptarea antenei. Urmărirea automată este utilizată în următoarele cazuri:

  • Stații de comunicare în mișcare , instalate pe vehicule (mașini, trenuri, nave, avioane). La deplasare, poziția antenei față de satelit se schimbă constant și necesită reținerea (stabilizarea) a acesteia în direcția dorită. Sunt folosite două metode pentru a păstra direcția către satelit pe obiecte în mișcare. Prima este determinarea continuă a direcției în care satelitul se mișcă în raport cu antena, prin scanarea constantă (abaterea modelului de radiație) într-un sector îngust care nu duce la o degradare semnificativă a semnalului. A doua este menținerea poziției antenei cu ajutorul giroscoapelor și senzorilor de accelerație [64] .
  • Antene mari a căror lățime de fascicul este comparabilă cu posibila abatere a unui satelit geostaționar de la stație. Când utilizați o astfel de antenă fără un sistem de urmărire, nivelul semnalului se va schimba în timpul zilei, în conformitate cu mișcarea aparentă a satelitului pe cer. Controlerul de autotracking monitorizează nivelul semnalului primit de la satelit și reglează antena astfel încât să fie maxim. Pentru o reținere stabilă, se utilizează o predicție software a deplasării aparente a satelitului pe baza datelor acumulate anterior și a elementelor orbitei sale [65] .
  • Antene pentru lucrul cu sateliți pe orbite negeostationare. Un satelit pe orice orbită, alta decât orbita geostaționară, se mișcă continuu în raport cu un observator terestră. Viteza și traiectoria mișcării depind de parametrii orbitei. Atunci când utilizați antene direcționale pentru a lucra cu astfel de sateliți, este necesară urmărirea lor constantă, care se realizează pe baza informațiilor despre locația stației și elementele orbitei satelitului și poate fi corectată în funcție de semnalul primit [66] [15] .

Vezi și

Note

  1. ↑ FRECVENȚE RADIO PENTRU COMUNICARE  SPAȚIALĂ . ACADEMIA SPAȚIALĂ AUSTRALIANĂ. Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 22 februarie 2017.
  2. ↑ 1 2 Jeremy E. Allnutt. Sisteme de antenă pentru stații terestre prin satelit și proiectare de sistem // Manual de aplicații prin satelit / Editori: Joseph N. Pelton, Scott Madry, Sergio Camacho-Lara. — Springer International Publishing. - 2017. - ISBN 978-3-319-23386-4 .
  3. ↑ Johan Jens Benjamin Mirbach, Natalia Koroleva. Șapte servicii pe care ni le oferă sateliții . Deutsche Welle (10 martie 2016). Preluat la 1 noiembrie 2020. Arhivat din original la 21 ianuarie 2021.
  4. ↑ I. Şabanov. Cum să alegi o antenă satelit  // TV SATELLITE: revistă. - 1998. - Septembrie. Arhivat 20 octombrie 2020.
  5. ↑ Propagarea undelor radio și a antenelor sistemelor de comunicații prin satelit, 2015 , Antenne de comunicare prin satelit.
  6. ↑ 1 2 M.A. Byhovsky, M.N. Dyachkov. Istoria creării și dezvoltării sistemelor interne de comunicații și transmisii prin satelit . Muzeu virtual de calculatoare. Preluat la 4 noiembrie 2020. Arhivat din original la 25 iunie 2020.
  7. ↑ TV on a Rocket: Milestones in Development of Satellite TV Broadcasting . Telesputnik (12 aprilie 2017). Preluat la 2 noiembrie 2020. Arhivat din original la 14 august 2017.
  8. ↑ A. Koloskov, I. Anikushin. Formarea teleporturilor pentru sisteme mari de televiziune prin cablu . Tele-satelit. Preluat la 15 octombrie 2020. Arhivat din original la 25 septembrie 2018.
  9. ↑ Banda C lăsată operatorilor de sateliți . Telesputnik (1 ianuarie 2016). Consultat la 5 noiembrie 2020. Arhivat din original la 23 ianuarie 2018.
  10. ↑ G. Bolshakova, L. Nevdyaev. Comunicarea prin satelit în Rusia  // Seti/Lumea rețelei: jurnal. - 2000. - Nr. 4 . Arhivat din original pe 24 ianuarie 2022.
  11. ↑ A. Ustinova, Yu. Melnikova. VSAT în economia digitală  // Standard : jurnal. - Commnews, 2020. - Nr. 2-3 . - S. 48-54 . Arhivat 30 mai 2022.
  12. ↑ V. Kolyubakin. Piața rusă VSAT  // Telesputnik : revistă. - 2016. - iulie. - S. 11-16 . Arhivat 6 mai 2021.
  13. ↑ V. Kolyubakin. Ce este VSAT  // Telesputnik: revistă. - 2015. - iulie. - P. 6-8 . Arhivat din original pe 28 ianuarie 2022.
  14. ↑ Centrul de comunicații spațiale (CCS) „Dubna” . ISTORIE . Întreprinderea unitară de stat federală „Comunicații spațiale” . Preluat la 6 noiembrie 2020. Arhivat din original la 29 noiembrie 2020.
  15. ↑ 1 2 3 Propagarea undelor radio și a antenelor sistemelor de comunicații prin satelit, 2015 , Tipuri de orbite. Definiții de bază. Compoziția și scopul sistemelor de comunicații prin satelit.
  16. ↑ 1 2 3 ANTENE DIRECCIABILE ELECTRONIC PENTRU COMUNICAȚII prin satelit, 2007 .
  17. ↑ 1 2 Mobile Antenna Systems Handbook, 2008 , ANTENE OMNIDIRECȚIONALE PENTRU COMUNICAȚII MOBILE prin satelit.
  18. ↑ Bankov S.E. Introducere // Antene de navigatori prin satelit. - Moscova: „Pero”, 2014. - ISBN 978-5-00086-225-4 .
  19. ↑ Reflector Antennas for Satellite Earth Stations, 2008 .
  20. ↑ Eldar Murtazin. Centru de comunicații spațiale din Dubna - sateliți, TV și comunicații . Mobil Review (24 noiembrie 2015). Preluat la 8 august 2020. Arhivat din original la 28 septembrie 2020.
  21. ↑ Propagarea undelor radio și a antenelor sistemelor de comunicații prin satelit, 2015 , Principiul de funcționare a antenelor în oglindă.
  22. ↑ Antene reflectoare pentru stații terestre prin satelit, 2008 , Feeders.
  23. ↑ Reflector antennes for satellite earth stations, 2008 , Influence of antenna structurel elements on radiation parameters.
  24. ↑ Shifrin Ya.S. Antene. — VIRTA-i. Govorova L.A., 1976.
  25. ↑ Leonid Nevdyaev. Sisteme de comunicații prin satelit. Partea 3. Stații terestre  // Rețele/Lumea rețelei: jurnal. - 1999. - Nr 7 . Arhivat 13 noiembrie 2020.
  26. ↑ Mirror antennes for satellite earth stations, 2008 , Axisymmetric single-oglinder antennes.
  27. ↑ Mirror antennes for satellite earth stations, 2008 , Two-mirror axisymmetric antennes.
  28. ↑ 1 2 _ Andrew Slaney. Provocările designului Micro-VSAT  (engleză)  // SatMagazine: revistă. - Satnews Publishers, 2014. - Septembrie. Arhivat din original pe 12 martie 2017.
  29. ↑ Reflector Antennas for Satellite Earth Stations, 2008 , Two-reflector Antennas with Annular Focus.
  30. ↑ Sudhakar Rao, ‎Lotfollah Shafai, ‎Satish K. Sharma. Antenă reflector compactă pentru ESV și VSAT în bandă Ku // Manual de antene reflectoare și sisteme de alimentare  . - Casa Artech, 2013. - Vol. 3. - P. 125-132. - ISBN 978-1-60807-519-5 .
  31. ↑ Reflector Antennas for Satellite Earth Stations, 2008 , Single Reflector Offset Antennas.
  32. ↑ Reflector Antennas for Satellite Earth Stations, 2008 , Two-mirror offset antennes.
  33. ↑ 1 2 Antene reflectoare pentru stații terestre prin satelit, 2008 , Comparația antenelor cu oglindă axisimetrică și a antenelor offset.
  34. ↑ A. Kiselev, V. Nagornov, V. Bobkov, M. Efimov. DEcuplarea polarizării: o viziune de expert  // Conectați-vă! Lumea comunicării: revistă. - 2004. - Nr 2 . Arhivat din original pe 30 iunie 2020.
  35. ↑ Mirror antennes for satellite earth stations, 2008 , Cross-polarization radiation.
  36. ↑ G. Vysotsky. Televiziune și Internet pentru piloții polari  // Tele-Sputnik: revistă. - 2004. - Nr. 12 . Arhivat 30 mai 2022.
  37. ↑ 1 2 Phased antenna array // Ulyanovsk - Frankfort. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1977. - ( Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / redactor-șef A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, vol. 27).
  38. ↑ 1 2 3 M. Parnes. Rețele de antene  în faze // Telesputnik: journal. - 1997. - August. Arhivat din original pe 31 martie 2017.
  39. ↑ 1 2 Phased antenna array - the eyes of a radio engineering system, 1997 .
  40. ↑ 1 2 Ferdinando Tiezzi, Stefano Vaccaro, Daniel Llorens, Cesar Dominguez, Manuel Fajardo. APLICAȚII ALE ANTENELOR HIBRID PHASED ARRAY PENTRU TERMINALE DE UTILIZATOR DE COMUNICAȚII MOBILE CU SATELIȚI ÎN BANDA LĂRGĂ . ESA/ESTEC, NOORDWIJK, ȚĂRILE DE JOS 3-5 OCTOMBRIE  2012 . Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 12 martie 2017.
  41. ↑ 1 2 A. Biteleva. Antene pentru recepția televiziunii în gama de microunde  // Telesputnik: jurnal. - 1999. - Aprilie. Arhivat din original pe 19 martie 2017.
  42. ↑ 1 2 Profil scăzut BGAN  . Inmarsat. Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 15 martie 2017.
  43. ↑ Nevmatullin, R. A. Utilizarea stațiilor de comunicații spațiale în forțele armate ale Federației Ruse // Nauka SUSU. Secțiile de științe tehnice: materiale ale 63-a științifică. Conf.: Yuzh.-Ural. stat un-t. - Chelyabinsk: Centrul de editură al SUSU, 2011.- T. 1.- S. 237-240.
  44. ↑ Slyusar V.I. Tehnologii de perspectivă ale rețelelor de antene pentru terminale mobile de comunicații prin satelit  // Tehnologii și mijloace de comunicare: jurnal. - 2014. - Nr 4 . — S. 64–68 . Arhivat din original pe 17 iulie 2019.
  45. ↑ R. Stevenson, M. Sazegar, A. Bily, M. Johnson, N. Kundtz. Tehnologia antenei de suprafață metamateriale: comercializarea prin fabricarea metamaterialelor difractive și a afișajelor cu cristale lichide  //  Al 10-lea Congres internațional privind materialele electromagnetice avansate în microunde și optică – Metamateriale: o colecție. - 2016. - P. 349-351 . - ISBN 978-1-5090-1803-1 .
  46. ↑ Charlie Wood. Unul dintre cele mai ambițioase proiecte ale SpaceX rămâne legat de sol -  deocamdată . CNBC (28 iunie 2020). Preluat la 8 august 2020. Arhivat din original la 4 august 2020.
  47. ↑ „Terminalul Starlink are motoare pentru a se autoorienta pentru un unghi de vizualizare optim.” Mască Elon. Elon Mask pe  Twitter . Preluat la 11 august 2020. Arhivat din original la 12 august 2020.
  48. ↑ V. Anpilogov, S. Pekhterev, A. Shishlov. Matrice de antene și terminal de abonat Starlink  // Număr special „Comunicații prin satelit și difuzare”. - Groteck, 2021. - S. 69-76 . Arhivat din original pe 22 ianuarie 2021.
  49. ↑ Test de antenă plată - comparații . Antenă plată - recepție perfectă în orice loc  (engleză) . RECENZII-TEST.com . Preluat la 31 iulie 2020. Arhivat din original la 30 mai 2022.
  50. ↑ S. E. Bankov, A. Bychkov, A. G. Davydov, A. A. Kurushin. Antene cuadrifilare cu mai multe fire  // JOURNAL OF RADIO ELECTRONICS: jurnal electronic. — Institutul de Radio Inginerie și Electronică numit după V.I. V. A. Kotelnikova, 2010. - Nr. 9 . — ISSN 1684-1719 . Arhivat din original pe 4 august 2020.
  51. ↑ Marchenkov V.K. Colecția de echipamente de comunicații spațiale din Muzeul Central al Comunicațiilor, numită după A.S. Popova // Comunicarea spațială: trecut, prezent, viitor: Materiale ale lecturilor științifice a IV-a în memoria lui A. S. Popov: colecție. - Sankt Petersburg. : Muzeul Central al Comunicațiilor A. S. Popov, 2011.
  52. ↑ Constelație de satelit . Întreprinderea unitară de stat federală „Comunicații spațiale” . Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 7 mai 2017.
  53. ↑ SERIA 2.4MC & KU-BAND  1252 . Prodelin. Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 29 iulie 2016.
  54. ↑ Sistem antenă Rx/Tx 96 cm  . Skyware Global. Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 15 martie 2017.
  55. ↑ Orientarea independentă a antenei către satelit . Starblazer. Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 15 martie 2017.
  56. ↑ 1 2 S. P. Geruni, D.M. Sazonov. Șaisprezece antene într-una  // Telesputnik: revistă. - 1997. - Noiembrie. Arhivat din original pe 6 iulie 2020.
  57. ↑ Propagarea undelor radio și a antenelor sistemelor de comunicații prin satelit, 2015 , Antene toroidale multifaz.
  58. ↑ SIMULSAT Multibeam Earth  Station . ATCi. Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 3 decembrie 2016.
  59. ↑ Antena cu benzi multiple Torus  . Industriile de comunicații și energie. Preluat la 15 noiembrie 2020. Arhivat din original la 23 februarie 2022.
  60. ↑ Alexei Byzov. Cum să primiți 16 sateliți pe o antenă . Telesputnik (28 mai 2019). Preluat la 8 august 2020. Arhivat din original la 14 august 2020.
  61. ↑ V. Loshchinin. Setarea „Polar” este o tehnologie  // Telesputnik: revistă. - 1997. - Decembrie. Arhivat din original pe 31 martie 2017.
  62. ↑ Alexandru Barskov. Apeluri video, oriunde v-ați afla . Terminale VSAT . Journal of Networking Solutions/LAN (30 septembrie 2010) . Preluat la 24 septembrie 2020. Arhivat din original la 9 octombrie 2020.
  63. ↑ Controlere de  antenă prin satelit . Concepte de cercetare. Preluat la 14 martie 2017. Arhivat din original la 15 martie 2017.
  64. ↑ T.E. Ioakimidis, R.S. Wexler. COMERCIAL KU-BAND SATCOM ÎN MIȘCARE, FOLOSIND O SCHEMA DE URMĂRIRE HIBRIDĂ  //  2001 MILCOM Proceedings Communications for Network-Centric Operations: Crearea forței informaționale: o compilație. - 2001. - Vol. 2 . - P. 780-784 . - doi : 10.1109/MILCOM.2001.985944 . Arhivat din original pe 14 septembrie 2015.
  65. ↑ GJ Hawkins, DJ Edwards, JP McGeehan. Sisteme de urmărire pentru comunicații prin satelit  (engleză)  // IEE Proceedings F - Comunicații, procesare radar și semnal. - IET, 1998. - Vol. 135 , nr. 5 . - P. 393-407 . — ISSN 0143-7070 . doi : 10.1049 / ip-f-1.1988.0047 . Arhivat din original pe 9 iulie 2020.
  66. ↑ N. Hongyim, S. Mitatha. Building Automatic Antenna Tracking System for Low Earth Orbit (LEO) satelit communications  (English)  // 2015 International Computer Science and Engineering Conference (ICSEC): colecție. - IEEE, 2015. - P. 1-6 . - doi : 10.1109/ICSEC.2015.7401448 .

Literatură

  • O.P. Frolov, V.P. Wald. Antene reflectoare pentru stații terestre prin satelit . - Hot Line - Telecom, 2008. - ISBN 978-5-9912-0002-8 .
  • Somov A.M. Propagarea undelor radio și a antenelor sistemelor de comunicații prin satelit . - Hotline - Telecom, 2015. - ISBN 978-5-9912-0416-3 .
  • O.G. Vendik. Phased Antenna Array - ochii unui sistem de inginerie radio  // Soros Educational Journal. - 1997. - Nr 2 . - S. 115-120 .
  • Niels Vesterdal Larsen, Olav Breinbjerg, Ulrich Gothelf. ANTENE DIRECCIABILE ELECTRONIC PENTRU  COMUNICAȚII SATELIȚICE . - Universitatea Tehnică din Danemarca, 2007. Arhivat din original pe 23 iunie 2017.
  • Kyohei Fujimoto, JR James. Antene pentru sisteme mobile prin satelit // Manual de sisteme de  antenă mobile . - CASA ARTECH, 2008. - ISBN 9781596931268 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  În cataloagele bibliografice
 Televiziune prin satelit
Terminologie
TV digital :
TV prin satelit :
Acces
Condițional :
Gratuit:
Echipamente
Principal:Antena satelit → Iradiator → Convertor → Receptor / DVB-card
Auxiliar:
 Conexiune prin satelit
Articole principale
Echipamente
Standarde și protocoale
Operatori de transmisie prin satelit
Operatori și servicii de comunicații prin satelit
Producția de sateliți de comunicații