Особенности приема сигналов с круговой поляризацией

Круговая поляризация света

Особенности приема сигналов с круговой поляризацией

Свет является одной из разновидностей электромагнитного излучения, поэтому его возможно охарактеризовать источником и направленностью. Кроме того, данное явление имеет двойственную природу: в одном пространстве оно представляет собой волну, а в другом – фотон.

Рисунок 1. Свет, поляризованный по кругу. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Определение 1

Поляризация света – это одно из важнейших свойств любого светового излучения, наблюдаемого в оптическом диапазоне.

При поляризации колебания частиц оптического вектора, направленных на поперечную поверхность, происходят в одной и той же плоскости. Другие составляющие в процессе отсекаются.

Замечание 1

Так как свет – это электрическая и магнитная волна, то оно непосредственно зависит от электромагнитных осей напряженности.

Такие векторы всегда перпендикулярны друг к другу и создают условную среду, которая перпендикулярна основной линии распространения световой волны. Круговая поляризация света появляется в том случае, если все оси магнитной индукции и электрического поля движутся относительно направления пучка света.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

В свою очередь, при колебаниях напряженности электрического поля в одном и том же пространстве возникает плоско-поляризованная волна. Ее второе название, отражающее тот же самый физический процесс – «линейно поляризованная».

Особенности круговой поляризации

Определение 2

Круговая поляризация света – одно из распространенных проявлений поперечной линии по отношению к направлению распределении электромагнитных полей анизотропии.

Этот эффект наблюдается в результате “поперечности” колебаний осей напряженности магнитной и электрической волны, при которой появление осевая симметрия луча невозможно.

В пространстве возникают выделенные направления колебаний осей в плоскости после анизотропии электромагнитной волны.

Из-за взаимной ортогональности веществ для детального описания состояния внутренних колебаний в волне достаточно использовать принцип действия круговой поляризации, в качестве которого выбирают обычно ось напряжённости электрического поля.

Сущность физического явления круговой поляризации волны света ясна из следующих рассуждений. Рассмотрим две абсолютно плоские монохроматические волны, имеющие одинаковую интенсивность, располагающуюся вдоль вектора декартовой системы координат. При сложении всех показателей когерентных изменение получается волна, в которой конкретный вектор вращается вокруг своей оси.

В световой волне вращение вектора напряжённости, которое происходит в направлении против часовой стрелки, носит название поляризованной по левому кругу. Соответственно, волна света, вращение оси напряженности которой осуществляется по часовой стрелки, называется поляризованной по правому кругу.

Две произвольные световые волны, поляризованные по двум направлениям, не могут взаимодействовать между собой, так как в их совместном наблюдении не возникает интерференционной картины. Это считается основанием относить эти процессы к волнам с ортогональной, постоянной поляризацией.

Из сказанного выше следует метод получения плоского светового излучения с круговой поляризацией. Для этого нужно просто сложить две плоские линейно поляризованные оси в соответствующих направлениях световые волны.

Получение кругового поляризованного света

Как известно из гипотезы колебаний, определенное состояние поляризации возникает при взаимодействии двух монохроматических перпендикулярных световых волн, имеющие равные частоты и распространяющиеся строго в одном направлении. Этот процесс происходит при определенных соотношениях их амплитуд и разности фаз.

Из вышеизложенного следует, что для получения кругового поляризованного света необходимо:

  • получить две прямые перпендикулярные с одинаковыми амплитудами и монохроматические волны света равной частоты, движущиеся в одну сторону;
  • создать между этими волнами разность фазовых амплитуд;
  • пропустить линейно поляризованный свет с длиной волны через определенную плоскопараллельную пластинку толщиной, соответствующую параметрам кристалла.

В этом случае пластинка находится параллельно оптическому вектору. Круговая поляризованная световая волна во время попадания в тонкую пластинку, автоматически разбивается на две – обыкновенную и необыкновенную. Будучи линейно поляризованными, пучок света располагается во взаимно перпендикулярных средах, а волны приобретут на выходе из нее разность фаз.

Применение круговой поляризации

Чаще всего круговая поляризации используется для разработки различных оптических эффектов, а также в современном 3D-кинематографе, где это явление применяется для разделения ярких изображений, предназначенных левому и правому глазу.

Круговая поляризация внедряется в антеннах космических линий связи, так как для приёма сверхвысокого сигнала важно не только его положение устройства, а и плоскость приёмной и передающей частот. То есть вращение любого космического аппарата не повлияет на вероятность нормальной связи с ним.

В наземных линиях зачастую применяется антенны линейной поляризации. Конструкцию круговой поляризации выполнить сложнее, так как само явление рассматривается только с точки зрения теорий. На практике задействуют антенны эллиптической поляризации – с правым или левым направлением вращения.

Круговая поляризация позволяет избегать двоение картинки при незначительных боковых наклонах головы и сохранять начальный стереоэффект. Также, данный эффект находит широкое применение в автомобилях: стекло фар всегда поляризовано в горизонтальной плоскости, а лобовое стекло — в вертикальной. Благодаря этому встречная машина не способна ослепить водителя ярким светом от фар.

Рисунок 2. Применение поляризации. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Без круговой поляризации не обходятся и современные фильтры для фотоаппаратов, а также и стереокино, которое снимается специальными камерами. Для просмотра необходимы стерео-очки. Правый и левый глаз видит изображение так, как его передают два объектива камеры.

Создаётся впечатление невероятного объема кадра. Если же посмотреть на монитор без специальных очков, то картинки будет не резкими и смазанным.

Чтобы получить поляризованное и качественное изображение на объективы камер, обязательно надеваются соответствующие светофильтры.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/krugovaya_polyarizaciya_sveta/

Спутниковый конвертер LNB, для приема сателлит сигнала, поломки

 Спутниковый конвертер LNB или ( low-noise block) это очень важная составляющая общего проекта для уверенного приема сигнала

Как вам, наверное, известно на тарелке (спутниковая антенна) имеется спутниковый конвертер или конвертеры, для разных целей.

Да нет, что это я, цель то одна!

Поймать сигнал с спутника и красиво этот сигнал обработать. Для того чтобы на телевизоре появилась красивая картинка.

LNB или спутниковая головка устанавливается на приемной спутниковой антенне. Если хочется смотреть кино от множества спутников, тогда спутниковый конвертер будет не один а несколько.

И так у нас есть ясность, что конвертеры предназначены для преобразования принимаемых сигналов, а именно, для понижения спектра частот, линейного переноса его в более низкочастотную область.

А зачем такие преобразования?

Необходимость такого преобразования возникает из-за того, что частоты, на которых работают спутники слишком высоки, чтобы передавать их по кабелю.

Расшифровка аббревиатуры LNB неоднозначно намекает на основную характеристику конвертеров а это уровень шума, наверное догадались, чем шум ниже, тем лучше.

Уровень шума современных конвертеров не играет большой роли, так как обычно колеблется в пределах от 0.1 до 0.5 децибел и практически никак не влияет на качество сигнала.

Сей прибор LNB или спутниковый конвертер крепится на специальный держатель, называемый выносным кронштейном (входит в состав комплекта спутниковой тарелки) так, чтобы головка находилась в фокусе зеркала антенны.

Спутниковые конвертеры можно разделить на группы по нескольким признакам

Для вещания ТВ-программ со спутника используется 2 диапазона. C-диапазон — это полоса частот от 3.4 до 4.2ГГц. Ku-диапазон — это полоса частот от 10.7 до 12.75ГГц. Ku-диапазон слишком широк, поэтому он разбит на 2 под диапазона: нижний (10.7-11.7ГГц) и верхний (11.7-12.75ГГц).

Конвертер Ku-диапазона имеет в своем составе два гетеродина для работы с обоими под диапазонами. Как правило для верхнего под диапазона используется гетеродин с частотой 10.6ГГц, а для нижнего — 9.75ГГц.

LNB бывают круговой (Circle) и линейной (Universal) поляризации. Поляризация спутникового сигнала бывает двух видов: левая-правая (круговая) и вертикальная-горизонтальная (линейная).

Разные операторы спутникового телевидения работают с разными поляризациями. Самые распространенные представлены ниже:

Триколор ТВ -CIRCULAR НТВ Плюс -CIRCULAR Телекарта- UNIVERSAL Континент ТВ -UNIVERSAL

Радуга ТВ -UNIVERSAL

LNB отличаются по количеству независимых выходов. Бывают конвертеры с одним (SINGLE), двумя (TWIN), четырьмя (QUAD) и восемью (OCTO) выходами.Если вы покупаете конвертер, чтобы смотреть спутниковое телевидение только на одном телевизоре, то вам нужен конвертер с одним выходом.

Читайте также:  Схема управления rgb светодиодом

Если же вы намереваетесь установить комплект на 2 телевизора, то и конвертер, соответственно, должен быть с двумя выходами. Иногда, чтобы не вести в квартиру много проводов, вместо того, чтобы поставить, к примеру, конвертер на четыре выхода, используют делитель спутникового сигнала.

Внешне это действительно выглядит эстетичнее и в некоторых случаях гораздо удобнее, но не следует забывать, что при использовании делителя вы получаете в нагрузку около 5 децибел шума, что негативно отразится на качестве сигнала.

Но в некоторых случаях без делителя не обойтись, когда в доме уже выполнена отделка и проведена разводка под эфирное телевидение. В данном случае как раз без делителя обойтись не получится.

Помните!

Если вы решили подключить спутниковое телевидение нескольких операторов, например, Триколор ТВ и НТВ Плюс, вариант с делителем отпадает. Здесь использование спутникового конвертера с двумя независимыми выходами обязательно.

Среднестатистический конвертер может прослужить от года до пяти лет в зависимости от факторов окружающей среды, в основном от обилия осадков и влажности.

Бывают также случаи, когда из-за производственного брака конвертер выходит из строя уже через пару недель с момента установки.

Но даже в этом случае искать правды смысла нет, так как доказать, что причина поломки в качестве сборки конвертера нереально, а гарантия на них, как правило, не распространяется.

Есть мнение , что легче купить новый, чем его ремонтировать. Но это тоже не панацея для всех. Раз уже заговорили о новом  конвертере, то к Вашему вниманию новинка, для уверенного 4К приема.

Универсальный конвертер с линейной поляризацией (2 выхода)

Конвертор Inverto Essential это идеальное решение для спутникового приема вещания по всей Европе, позволяющее «выжать максимум» из Вашей антенны.

Разработчики Inverto Essential позаботились о фильтре 4G/LTE сигналов, так что мобильные сети нового поколения, не мешают отличному приему этого конвертера!

Что актуально, низкий коэффициент шума, низкий уровень фазового шума, DVB-S2 (HDTV) и 4K Ultra HD совместим, низкое энергопотребление, высокая Cross-Pole производительность.

Основные характеристики:

• Низкий фазовый шум, DVB-S2 (HDTV) совместимые • Ultra Low Noise технология ULN + • Низкое энергопотребление • Высокие кросс-поляризационные характеристики • Высокая стабильность частоты • Коэффициент шума: 0.3 dB (ULN+) Typ. (0.7dB Max.

) • Входной Low диапазон: 10,70-11,70 ГГц • Входной High диапазон: 11.7-12.

75 ГГц • Выходной Low диапазон: 950-1950 МГц • Выходной High диапазон: 1100-2150 МГц • Нижняя частота гетеродина: 9,75 ГГц • Верхняя частота гетеродина: 10,60 ГГц • Влагозащитный корпус

• Количество выходов: 2

Как определить что конвертер неисправен?

Синдромов болезни спутниковых конвертеров не так много.

И так, при ручном поиске ресивер показывает, что сила сигнала больше 50 процентов, а качество при этом 0 процентов. Но зачастую те же показатели бывают, когда вы по ошибке настроились на другой спутник.

Или даже так … иногда у конвертеров «вылетает поляризация», либо только некоторые из частот. При этом не показывает часть каналов. На них ресивер выдает сообщение «Нет сигнала».

Как правило, эффективным лечением при любых обстоятельствах является замена неисправного конвертера на новый.
При этом нужно помнить, что новый конвертер должен быть той же поляризации, что и ранее вышедший из строя.

При самостоятельной установке спутникового конвертера будьте аккуратными, постарайтесь не изменять угол направления антенны, это избавит вас от необходимости повторно настраивать антенну на спутник.

Подведем итоги

Функции конвертера

Конвертер для преобразование СВЧ в более низкую частоту, называемую промежуточной (900–2150 МГц). Сигнал на этой частоте и передается по кабелю к ресиверу и подается на его антенный вход.

Для снижения принятого частотного спектра в конвертер встраиваются один или два гетеродина – стабилизированных источника высокой частоты. Снижение входной частоты происходит за счет вычитания из нее частоты гетеродина.

Конвертер для усиление принятого сигнала. Ведь сигнал со спутника принимается с очень малой мощностью, совершенно неприемлемой в трактах приемного оборудования. Поэтому второй, не менее важной, функцией конвертера является усиление.

Сигнал 13/18 В используется в современных универсальных конвертерах лишь для переключения поляризации

Универсальные конвертеры от других полно диапазонных конвертеров Ku-диапазона отличаются универсальностью сигналов, управляющих переключением диапазонов и поляризации, а также тем, что эти сигналы передаются по одному кабелю с промежуточной частотой.

Если есть необходимость принимать трансляции в обоих диапазонах (С- и Ku-) можно пойти тремя путями:

во-первых, установить на антенне два конвертера, каждый со своим облучателем и поляризатором. Но при этом облучатель хотя бы одного конвертера окажется не совсем в фокусе антенны, что несколько снизит коэффициент направленного действия антенны;

во-вторых, приобрести конструкцию, называемую С/Ku-ротором, включающую в себя облучатели для С- и Ku-диапазонов, разделяющие принимаемый поток на две части. С/Ku-роторы выпускаются совмещенными с электромеханическими поляризаторами.

Но при этом имеют место ощутимые потери мощности сигналов Ku-диапазона и частый выход из строя движущихся частей электромеханического поляризатора, особенно при низких температурах;

в-третьих, установить совмещенный конвертер для приема С- и Ku-диапазонов, который пока уступает раздельным конвертерам по техническим характеристикам.

Конвертеры должны быть герметичными. В противном случае за счет суточного колебания температуры внутри конвертера образуется конденсат, который приводит к ухудшению его параметров и, в конечном итоге, к выходу из строя.

Помимо недостаточной герметичности, встречаются и другие варианты конструктивных дефектов, например, высокая повреждаемость при действии солнечных лучей или температурных перепадах.

Дошли до место про мой эксперимент с офсетной спутниковой антенной, прочитай.

Поломки бывают, от таких подвохов при покупке застраховаться достаточно трудно. Вот вам видео, которое может помочь при ремонте головки:

В дополнение рассмотрим тонкости настройки а конкретно настройка LNB, что и почему а главное, что я делаю перед наступлением холодов и тоже рекомендую то же самое весной.

Удачи, Друзья !

Схожие статьи по совпадениям:

Источник: https://aspekti.eu/sputnikovyj-konverter-lnb-dlya-priema-satellit-signala-polomki.html

Изотропная круговая поляризация в эксклюзивных исполнениях

УДК 621.396.67

В. С. Полежаев, В. И. Милкин

ИЗОТРОПНАЯ КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ В ЭКСКЛЮЗИВНЫХ ИСПОЛНЕНИЯХ

Аннотация

В работе исследуются современные версии антенн круговой поляризации с всенаправленной диаграммой направленности, их модификации, улучшающие электрические и конструкционные параметры, тенденции и направления развития антенн такого класса, как приложения оговариваются условия возникновения круговой поляризации, и некоторые направленные антенны круговой поляризации.

Ключевые слова

круговая поляризация, антенна этажерочный клевер, антенна пагода.

V. S. Polezhayev, V. I. Milkin

ISOTROPIC CIRCULAR POLARIZATION IN EXCLUSIVE DESIGNS Abstract

The work describes modern designs of circularly polarized antennas with an omnidirectional directivity pattern, their modifications, improving electrical and design parameters, trends and directions of development of antennas of this class, such as applications specifying the conditions for the appearance of circular polarization, and some directional circular polarization antennas.

Keywords:

circular polarization, flooring cloverleaf antenna, pagoda antenna. Введение

Развитие техники, повлекшее за собой минитюаризацию элементной базы радиоэлектронной аппаратуры, позволило создавать и развивать радиоэлектронные средства связи на малогабаритных подвижных аппаратах и устройствах.

Вместе с развитием повысились и требования к приемопередающему оборудованию, в том числе и к антеннам, как на самих аппаратах, так и на станциях их управления.

Высокая степень подвижности, увеличение дестабилизирующих факторов и условие постоянной связи с аппаратом из соображений безопасности не позволяют использовать простейшие линейно-поляризованные излучатели, которые не способны обеспечивать надежную связь в вышеперечисленных условиях.

Альтернативой с сохранением свойств всенаправленного излучения в одной плоскости, улучшенными характеристиками помехоустойчивости и нетребовательностью к ориентации плоскости поляризации являются излучатели с круговой поляризацией.

Читайте также:  Работа с датчиком температуры ds18b20 в bascom-avr

Явление круговой поляризации

Механизм появления круговой (или циркулярной) поляризации электромагнитных волн давно описан в учебниках по электродинамике и распространению радиоволн.

В литературе [1, 2] общий случай нелинейной поляризации описывается с помощью двух перпендикулярных вибраторов, соединённых серединой и излучающих линейно-поляризованные волны, имеющих разные фазы.

При этом вектор поляризации результирующего поля начинает вращаться по эллиптической траектории с частотой колебаний.

Круговая поляризация является частным случаем (рис. 1), когда разность фаз между излучателями равняется 90°. Мгновенное значение модуля вектора напряженности в точке можно определить следующим выражением, записанным в символической форме:

Е( г, Г) = (ехЕх + еуЕу (1.1)

Графическая интерпретация:

Рис. 1. Интерпретация механизма круговой поляризации

Если взять действительную часть и разложить вектор вращения на горизонтальную и вертикальную составляющие, то получим следующие соотношения:

Ех (г, /) = Е0 соъ(кг – ), Е (г, /) = Е0 + $,т(кг – *), (1.2)

В зависимости от знака во втором выражении (1.2) вектор поляризации может иметь левое или правое вращение.

Излучатели круговой поляризации

Востребованность антенн круговой поляризации появилась с выходом в космос первых искусственных спутников Земли (ИСЗ), причиной тому стало непредсказуемое изменение вектора поляризации при прохождении волны через слои ионосферы (эффект Фарадея) и неопределенностью положения антенн космического аппарата в свободном пространстве. Еще до запуска первого ИСЗ

была изобретена спиральная антенна, отвечающая требуемым условиям. Диаграмма направленности ее имела направленный характер, а условие вращение вектора поляризации осуществлялось правильным выполнением условий намотки витков [3].

Также на практике для приема спутниковых сигналов используются антенна типа «волновой канал» с круговой поляризацией и квадрифилярная антенна.

Кроме преимущества гарантированного приёма электромагнитных волн с различной ориентацией вектора поляризации, круговая поляризация способствует уменьшению межлучевой интерференции благодаря тому, что в момент отражения вектор поляризации луча меняет свое направление вращения на противоположное.

Даже при условии наведения отраженного луча на антенну, он слабо, вплоть до ничтожно малого уровня, повлияет на прием сигнала, благодаря тому, что для приема направление вектора вращения поляризации должно совпадать с соответствующей характеристикой антенны.

Из последнего следует, что при эксплуатации беспроводных линий связи с излучателями круговой поляризации необходимо согласовывать последние по вращению вектора поляризации, т.е. они должны быть идентичными.

Современные тенденции к развитию

Дальнейшее развитие техники, повлекшее за собой уменьшение элементной базы радиоэлектронной аппаратуры, позволило создавать и развивать радиоэлектронные средства связи на малогабаритных подвижных аппаратах и устройствах, к примеру, беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Одной из сложностей при создании таких средств связи было и есть обеспечение их антенным оборудованием, которое отвечало бы обеспечению необходимого уровня качества приёма сигнала, необходимую диаграмму направленности и требуемые массогабаритные параметры антенны.

По причинам высокой степени подвижности летательного аппарата, дестабилизирующих факторов полёта, а также необходимости постоянной связи с БПЛА по соображениям безопасности, идеальным вариантом излучателя для БПЛА является изотропная антенна с круговой поляризацией, но по физическим соображениям невозможности создание идеального изотропного вибратора, достаточным условием будет антенна с всенаправленной диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, аналогичной диполю.

Рис. 2. Спиральная антенна

Возможным вариантом организации радиоканала между БПЛА и оператором может быть оснащение БПЛА антенной круговой поляризации, а блок управления оператор антенной с линейной поляризацией, тогда затухание сигнала в приемном тракте и блока управления и БПЛА будет составлять 3 дБ с возможной межлучевой интерференцией в условиях сложной электромагнитной обстановки (лес, здания и др.). При оснащении БПЛА и блока управления антеннами круговой поляризации практически исключается межлучевая интерференция, а единственным условием качественной работы является согласование антенн по направлению вращения вектора поляризации.

На момент второй половины 2017 г. на рынке антенн, удовлетворяющих вышеуказанным требованиям, самыми популярными для оснащения малогабаритных БПЛА являются антенны «клевер» и «пагода».

Антенна «клевер»

Конструкционно антенна «клевер» представляет собой три или четыре соединённых друг с другом «лепестка», где в месте их соединения подключается источник питания одним полюсом на наклонные прямые и другим на горизонтальные (рис. 3). Длина лучей равняется А/4, а дуги А/2, тем самым полная длина элементов лепестка равняется длине волны А. Расстояние от точки питания до каждой точки дуги равняется А/4.

Р/В: 0.00 с1В; Тыл: Азим. 120 гр. Элевация 50 гр

. . : // Р: 300.000 МГц

. ■/.■/ Т.. 36.623-¡50.930 Ом

'.. ..' . .;.'/ КСВ: 3.2 (50.0 Ом),

^ У Е1еу гр : 0 0 гр. (Свободное пространство)

Рис. 3. Антенна «клевер» с четырьмя лепестками

Диаграмма направленности «клевера» — всенаправленная, практически совпадает с таковой у полуволнового диполя, но максимальный коэффициент усиления составляет 1,35 dBi, что меньше, чем у диполя, также слабая конструктивная надёжность, обоснованная плохой жесткостью каркаса реальной антенны являются существенными ее недостатками.

Были проведены исследования по компенсации вышеизложенных недостатков, так одним из способов повышения коэффициента усиления является применение коллинеарной структуры «клеверов» (рис. 4), где «клевера» разнесены друг от друга на расстояние А/2 для синфазного сложения двух волн, излучаемых от каждого элемента.

Следствием использования такого приема является суженная вдоль вертикальной диаграмма направленности и, следовательно, увеличение коэффициента усиления.

Компьютерная модель показала увеличение коэффициента усиления на 2,27 дБ, поэтому на основе нее был создан исследовательский макет этажерочного «клевера» и подана заявка на получение патента на изобретение.

Рис. 4. Компьютерная модель этажерочного «клевера»

Для повышения конструктивной надёжности «клевера» имеется возможность использовать гибридную конструкцию из фольгированного стеклотекстолита и медной проволоки. Это позволяет увеличить жесткость конструкции при минимальном изменении электрических параметров антенны.

В качестве проверки данного решения были созданы компьютерная модель (рис. 5) квазишунтовой модификации клевера с улучшенными параметрами сопротивления и ее натурный исследовательский макет для частоты 2,4 ГГц для тестирования работоспособности антенны и первичного описания технологического процесса изготовления.

Моделирование проводилось в программе Ашой 14.

Рис. 5. Модель квазишунтового «клевера»

Вышеуказанный принцип можно применить к антенне «этажерочный клевер». Возможным вариантом реализации может быть конструкция, состоящая из четырех перпендикулярно расположенных пластин фольгированного стеклотекстолита, медные дорожки которого образуют горизонтальные и наклонные проводники антенны.

На рис. 6. приведена конструкция «разнонаправленного этажерочного клевера» смоделированного в программе 14.В отличие от проволочного варианта такая антенна имеет больший коэффициент усиления равный 3,78 дБ и более упрощенную технологию изготовления из-за «развернутых» друг от друга «клеверов».

Рис. 6. Вид компьютерной модели «разнонапрваленного этажерочного клевера»

Вращение вектора поляризации в антенне «клевер» реализуется посредством сложения векторов исходящих из точки питания направленные вдоль вертикальной оси и векторов исходящих из дуги, главным образом, на переходе дуги в прямую, которые направлены вдоль остальных осей.

Это обеспечивает ортогональность векторов поляризации. Разность фаз, равную 90°, обеспечивает расстояние дуги от центра точки питания равное У4. Остальные векторы напряженности, показанные на рис. 7 формируют изотропную в горизонтальной плоскости диаграмму направленности.

Рис. 7. Изображение векторов напряженности антенны квазишунтовой «клевер»

Для этажерочного «клевера» принцип формирования поля с круговой поляризацией аналогичен одиночному клвеверу.

Антенна «пагода»

В сентябре 2016 г. в представлена к обозрению страница [4] аспиранта Лёвенского католического университета Мартена Берта (нидерл. Барта), который под своим авторством представляет изотропную антенну круговой поляризации, называемой им «пагода».

На своей странице он ставит «пагоду» против антенны «клевер», сравнивая их характеристики.

Несмотря на очень схожие параметры диаграммы направленности и коэффициента усиления, «пагода» явно выигрывает у «клевера» по конструктивной надежности и несущественно по габаритам.

Но, как и у любого технического решения, у такой антенны есть ряд недостатков: узкая полоса пропускания и серьезные требования к соблюдению спецификаций конструкции, что определяет направления для дальнейшей модификации конструкции.

Интерес в данной антенне представляет также реализация всенаправленной диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и круговой поляризации.

Читайте также:  6.1.1. структурная схема

При, казалось бы, очевидных сходствах конструкций «пагоды» и клевера: секторное расположение проводников и расстояние от центра до дуг, равное А/4, пагода имеет разрыв в дугах и неочевидное фазирование векторов напряженности для обеспечения круговой поляризации.

Заключение

Рост актуальности и сфер применения изотропных антенн круговой поляризации будет только увеличиваться по мере развития техники в сфере не только беспилотных летательных аппаратов, но и спутниковых систем связи.

Требования к уменьшению габаритов и отказа к фиксированной привязке положений объектов в пространстве исключают использование на них линейно-поляризованных излучателей.

И вопреки правовым ограничениям сфер связи, где антенны круговой поляризации критически необходимы, возникнут новые направления техники, где они станут востребованы для полного раскрытия потенциала технических решений и соблюдения необходимых требований.

Рис. 8. Модель антенны «пагода»

В данной работе исследованы реализации антенн с вращающимся вектором поляризации и направления их развития, а также представлены эксклюзивные авторские версии антенн круговой поляризации.

Литература

1. Джексон Дж. Классическая электродинамика / пер. с англ. Г. В. Воскресенского и Л. С. Соловьева; под ред. Э. Л. Бурштейна. М.: Мир, 1965. 228 с.

2. Петров Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн: учебник для вузов. 2-е изд., испр. М.: Горячая линия-Телеком, 2007 С. 134-136.

3. Ротхаммель К. Антенны: пер. с нем. 3-е изд., доп. М.: Энергия, 1979. 254 с.

4. Pagoda antenna. URL: http://www.maartenbaert.be/quadcopters/antennas/pagoda (дата обращения: 02.10.2017).

Сведения об авторах

Полежаев Владислав Сергеевич

студент V курса, специальность «Радиоэлектронные системы и комплексы»,

МГТУ, Мурманск

E-mail: polezhaev.2014@yandex.ru

Милкин Владимир Иванович

доцент кафедры РиРТКС, Морской институт, МГТУ, Мурманск E-mail: MilkinVI@mstu.edu.ru

Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/izotropnaya-krugovaya-polyarizatsiya-v-eksklyuzivnyh-ispolneniyah

NetUP.Блог – Особенности приема спутникового сигнала. Радиоволны

Часть первая. Геометрическая.

Диапазоны

В предыдущей части мы разобрали геометрическую кухню спутникового вещания и теперь знаем, где можно и где нельзя принять сигнал, и какая антенна понадобится. Но это лишь часть успеха.

На антенну необходимо установить конвертер. Он же LNB (low noise block), он же головка. Именно на конвертер попадают сфокусированные зеркалом антенны лучи и его задача – усилить полученный сигнал и передать в кабель.

И тут же мы сталкиваемся с первой особенностью.

Дело все в том, что для спутникового телевизионного вещания используются 2 частотных диапазона:

  • С-диапазон – от 3,5 до 4,2 ГГц. Для приема необходимы “большие уродливые антенны”, как их называют в Штатах. В России и Европе С-диапазон используют редко, поэтому заострять на нем внимание не будем.
  • Ku-диапазон – от 10.7 до 12.75 ГГц.

Волны такой частоты распространяются в кабеле плохо и, чтобы передать сигнал на десятки метров от антенны, частоту снижают до L-диапазона (0,95-2,1 ГГц, промежуточная частота). Внимательный читатель заметит, что ширина его почти в два раза меньше, чем Ku. Поэтому последний условно делят на поддиапазоны:

  • нижний – от 10,7 до 11,7 ГГц, также называемый FSS (fixed satellite service) и изначально предназначенный для обслуживания фиксированных станций, например, при межконтинентальной передаче данных;
  • верхний – от 11,7 до 12,75, также называемый DBS (direct broadcast satellite), выделенный как раз для спутникового телевидения.

В некоторых источниках можно встретить также третий поддиапазон с 12,5 до 12,75, называемый Telecom по имени французских спутников, работавших на этих частотах, а вовсе не потому, что на этих частотах передают только данные спутникового интернета.

В любом случае ничего не мешает транслировать телеканалы в нижнем или telecom диапазонах, и такое часто встречается на практике.
Соответственно, конвертеру необходимо указать, какой из диапазонов частот необходимо принять и пустить в кабель. Делается это с помощью передачи тона 22кГц на LNB.

Если тон приходит, головка принимает верхний поддиапазон, если нет – нижний. Если необходимо принять весь диапазон, то нужен конвертер на 2 выхода (фактически 2 конвертера в одном корпусе). На самом деле лучше сразу на 4, но об этом чуть позже.

В бытовых комплектах обычно поставляются головки с одним выходом, так как они рассчитаны на показ одного канала и приемник знает, когда нужно подавать тон, а когда нет. Или вовсе конвертер сделан для приема только одного поддиапазона и наличие или отсутствие тона на него никак не влияет.

Комплекты Триколор и НТВ+ в рознице комплектуются как раз такими. Также существуют wideband-конвертеры, которые могут принимать все Ku-частоты, выдавая в кабель диапазоны 230-2100 или 950-3000, но встречаются они редко. Да и принимающее оборудование должно быть соответствующим.

Поляризация

Как вы помните из первой статьи, частотный ресурс ограничен и при вещании со спутника используется пространственное разделение. Однако этого недостаточно и, помимо пространственного, применяют ещё и поляризационное разделение. Оно, фактически, дает возможность в каждом луче использовать одну частоту дважды. В спутниковом телевидении используются 2 типа поляризации:

  • круговая – левая(L) и правая (R). Ее используют при вещании операторы НТВ+ и Триколор.
  • линейная – вертикальная (V) и горизонтальная (H) – используется на большинстве спутников.

Режим работы конвертера зависит от подаваемого напряжения 13(R, V) или 18(L, H) вольт.
В кабеле при этом никакой поляризации нет, поэтому пустить в один кабель два транспондера, отличающихся только поляризацией, нельзя!

ВНИМАНИЕ! ATTENTION! ACHTUNG!

Под каждый из типов поляризации необходим соответствующий конвертер. Не существует конвертеров, которые могут принять сигнал и в круговой, и в линейной. Это всегда разные модели. В продаже есть так называемые универсальные конвертеры – это конвертеры линейной поляризации, способные принять как верхний, так и нижний Ku-поддиапазоны. Но не более!!!

Так что насчет четырех выходов? Да все просто:

Диапазон Вертикальная (V) 13В Горизонтальная (H) 18В
Верхний (Hi) тон 22кГц V/Hi (13В + 22кГц) H/Hi (18В + 22кГц)
Нижний (Lo) тона нет V/Lo (13В) H/Lo (18В)

Разводка

Итак, мы протянули 4 кабеля от антенны до головной станции. А на ней входов больше. Например, на NetUP Streamer их может быть 8.

Или 16

За каждым входом головной станции находится приемник, который может одновременно настроиться только на одну частоту (транспондер). В случае с аналоговым сигналом на одной частоте располагается только один канал, в цифровом вещании – много каналов, может быть 20 и даже больше. Профессиональная станция позволяет с одного входа принять все телеканалы выбранного транспондера.

Для разводки кабеля на множество входов NetUP Streamer можно использовать простые делители. Они бывают на 1 вход и 2, 4, 6, 8 выходов.

Но в этом случае на всех выходах будет доступ к транспондерам только с одной поляризацией.

Схема рабочая, стоят делители дешево, но если понадобится перенастроить станцию, то, скорее всего, придется физически перекоммутировать провода. Более гибкую схему можно реализовать с использованием мультисвичей.

Обычно мультисвич имеет 5 входов (4 под спутниковый сигнал с конвертера и 1 для эфирной антенны) и от 4 до 32 выходов. Внутренний механизм, в зависимости от напряжения и наличия тона с головной станции, позволяет коммутировать любой выход с любым из входов.

То есть в любой момент мы на головной станции можем настроить любой из адаптеров на нужный нам транспондер, а мультисвич сам сообразит, к какому из кабелей, идущих к конвертеру, его нужно подключить. Все здорово и удобно, но, черт побери, и тут есть нюанс. Большинство мультисвичей не пропускают тон 22кГц от головной станции до конвертера и не генерируют при этом свой.

Поэтому на кабели, по которым должны приходить верхние поддиапазоны, необходимо установить инжекторы (генераторы) тона.

Это простое и копеечное устройство съело немало нервов…
Из прочих аксессуаров рекомендуем также поставить грозозащиту. Ну тут без комментариев, как говорится.

Продолжение

Часть третья. Цифровая.

Источник: https://www.netup.tv/ru/blog/iptv/sat-reception-electric

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector