Műholdas antenna

A műholdas antenna , egyben műholdas kommunikációs antenna , rádiójelek vételére és (vagy) továbbítására szolgáló antenna műholdas földi állomások és mesterséges földi műholdak között, szűkebb értelemben - a földi állomások közötti kommunikáció megszervezésére szolgáló antenna műholdakon keresztül történő továbbítással . Különféle típusú antennákat használnak a műholdas kommunikációban, a leghíresebbek a tükröződő parabolaantennák ( "műholdas antennák", angolul. Satellite Dish ), amelyeket tömegesen használnak különböző területeken, a műholdas TV -től és a VSAT-hálózatoktól az űrkommunikációs központokig. A fázisos antennatömbök műholdas kommunikációra való alkalmazása aktívan fejlődik , lehetővé téve az antenna nagysebességű, kizárólag elektronikus módszerekkel a műholdra történő irányítását. Gyengén irányított parabolaantennák, amelyek semmilyen irányítást nem igényelnek, gyakoriak, mind a külső, mind a beépített műholdas navigációs jelvevőkben , műholdas telefonokban és egyéb berendezésekben. A műholdas kommunikációs rendszer céljától függően más típusú antennák is használhatók.  

Műholdas antennák használata

A műholdas földi állomásokon a rendszer céljától függően különféle típusú antennákat használnak. Az adott típus kiválasztását a frekvenciatartomány [1] , amelyben a kommunikáció meg van szervezve, az antennarendszer szükséges erősítése , valamint az ár és a működési korlátozások (méret, súly, telepítés és használat fáradságos) határozzák meg. [2] .

A parabolaantennák legismertebb alkalmazási területe a műholdas TV-műsorok vétele. Becslések szerint az összes televíziónak több mint a fele csatlakozik hozzájuk [3] . A szélessávú TV adásjelek vételéhez kellően nagy antennaerősítésre van szükség, ezért irányított reflektor antennákat használnak, amelyeket a köznyelvben "műholdas antennáknak" neveznek [4] . Az 1970-1980-as években a televíziós jelek C-sávban történő vételére és továbbítására méteres és több tíz méteres tükörantennákat alkalmaztak, amelyeket speciális űrkommunikációs állomásokra telepítettek [5] [6] . Az 1970-es évek végétől a 2000-es évek közepéig a deciméteres hullámtartományban közvetlen analóg tévéadást végző szovjet rendszer „ Ekran ” vevőállomásait hullámcsatorna antennaszerelvényekkel látták el , amelyek szintén meglehetősen terjedelmesek voltak, és csak egy vételt tettek lehetővé. program [6] . Az 1990-es évekre a magasabb frekvenciájú Ku-sávra való átállásnak és a műholdenergia növekedésének köszönhetően lehetővé vált olcsó, kis méretű, körülbelül 1 méteres, később ennél kisebb antennák használata a műholdas adások vételére, és a gyors megindult az otthoni műholdvevő berendezések növekedése [7] . A kábelhálózati fejállomások is fel vannak szerelve műholdantennákkal, amelyek általában nagyobbak, mint az otthoni vételnél, hogy kedvezőtlen körülmények között erősítést és ezáltal vételi megbízhatóságot biztosítsanak [8] . Az elosztó műholdhálózati csomópontok, amelyek a jelet a regionális teleközpontokba továbbítják, továbbra is a C-sávot használják, mivel az jobban ellenáll az időjárási viszonyoknak, és méteres antennákkal vannak felszerelve [9] .

Egy másik terület, ahol széles körben használják a parabolaantennát, a szélessávú adatátviteli rendszerek VSAT -jai (vagy kis műholdas földi állomásai) , mint például a műholdas internet és a magánkommunikációs hálózatok . Az ilyen állomások rádiójeleket is vesznek és továbbítanak, és meg kell felelniük a rádiószabályzat követelményeinek [10] . Az antennáikkal szemben támasztott követelmények sokkal magasabbak, mint a televíziós "tányérok" esetében, mind a gyártási pontosság, mind a szerkezeti szilárdság és a pontozási pontosság tekintetében. A VSAT antennáknak nemcsak a vevő átalakítót , hanem az adóegységet is magukon kell tartaniuk, adás közben nem zavarhatják a környező és más műholdas állomásokat, és erős szélterhelés mellett is meg kell őrizniük pozíciójukat [2] . A VSAT állomások nem olyan elterjedtek, mint a műholdas TV antennák, de meglehetősen széles körben használják őket, és az emberi tevékenység számos területén nélkülözhetetlenek [11] [12] . A C-sávban működő első VSAT állomások antennái 2,5 méteresek voltak. A Ku és Ka sávok modern kis állomásai több tíz centimétertől másfél méterig terjedő tipikus méretű antennákkal vannak felszerelve [13] .

Az irányított antennákat a lehető legpontosabban az űrhajó felé kell irányítani, amelyen keresztül a munka folyik. A geostacionárius pályán lévő műholdakkal való munkavégzéshez az antenna fel van szerelve, más pályán lévő műholdak esetében, valamint mozgás közbeni munkavégzés esetén a műhold antenna általi folyamatos követése szükséges [15] . Az antennát a műhold irányában folyamatosan tartó rendszerek jelentősen bonyolítják és megnövelik a tervezés költségeit, ezért nagy figyelmet fordítanak a fázisos antennatömb technológiák bevezetésére a műholdas kommunikációban , amelyek lehetővé teszik az antennák kompaktabbá és kompaktabbá tételét. elektronikus vezetésvezérlést valósítanak meg, mechanikus mozgás nélkül [16] .

A mobil műholdas kommunikáció számos alkalmazásában , mint például a navigáció, a telefonálás, a kis sebességű adatátvitel, alacsony költségű, alacsony irányú antennákat használnak, amelyek nem igényelnek állandóan a műholdra mutatást [17] . Az ilyen antennák például minden olyan eszköz részét képezik, amely képes a GPS / GLONASS jelek vételére [18] .

A műholdas földi állomás antennáinak típusai

Reflektor antennák

A tükörantennák  az irányított műholdantennák legelterjedtebb típusai [19] . A tükörantennákat különféleműholdas kommunikációs sávokban használják, a deciméteres hullámoktól a Ka- sávig , és különféle típusú állomásokon – az egyes TV -vevőrendszerektől az űrkommunikációs központokig. A nagyméretű tükörantennákat a műholdas műsorszórási jelátviteli központokban, a központi műholdas kommunikációs állomásokon és a főbb nagysebességű csatornákon használják [20] .

Hogyan működik

Az antennatükör (reflektor, reflektor) a fókuszában lévő területére eső rádióhullámok összes energiáját összegyűjti . A fókuszpontba érkező rádióhullámok kölcsönös csillapításának megakadályozása érdekében a tükör forgásparaboloid formájában készül , ahol a tükör felületének bármely pontjáról visszaverődő rádióhullámok egy fázisban érik el a fókuszt . Az ilyen antennákat paraboloidnak vagy gyakrabban parabolikusnak nevezik [21] .

A fókuszpontban besugárzó van felszerelve  - egy kis kiegészítő antenna, amely megvilágítja a tükröt. A besugárzónak olyan sugárzási mintázattal kell rendelkeznie, amely összhangban van a reflektor méreteivel, mivel ha nem a tükör teljes felülete van megvilágítva, az antenna erősítése nem érheti el a lehetséges maximumot. Másrészt, ha az előtolás irányítottsága nem elég szűk, az energia egy részét hiába sugározzák ki, az antenna erősítését is csökkentve. Ezen túlmenően az átvitel során interferenciát okoznak a környező eszközök, és a vétel során megnő a zajszint. Ebben az esetben a besugárzónak a teljes frekvenciatartományban kell működnie, amelyre az antennát szánják. Valójában csak a „tükör + besugárzó” koordinált rendszer, mint összeállítás válik reflektorantennává. A kívánt előtolási diagram kialakításához kürtöket , dielektromos lencséket használnak , más típusú irányított antennák is használhatók [22] .

A sugárzási mintázat szélessége és a reflektorantenna erősítése függ a rekesznyílásának a hullámhosszhoz viszonyított arányától , a tükör gyártási pontosságától (az eltérések egy nagyságrenddel kisebbek kell, hogy legyenek a hullámhossznál), a felület kihasználási tényezője , az antenna választott kialakításától és betáplálásának jellemzőitől függően az antenna alkatrészeinek (tükrök, besugárzó, ellenreflektor, ha van) egymáshoz viszonyított beépítési pontossága. Az antenna reflektor fókuszpontja nem függ az alkalmazott frekvenciatartománytól, így ugyanaz a tükör különböző tartományokban használható, ha különböző betáplálást szerelnek rá, és a gyártási pontosság követelményei a használt tartományok közül a legmagasabb frekvenciára (rövidhullámra) teljesülnek. Minél nagyobb az antenna frekvenciatartománya, annál szűkebb a sugárzási mintája, és annál nagyobb az erősítés azonos tükörméret esetén [23] .

Építkezés

Az antennatükör elektromosan vezető anyagból (acél, alumíniumötvözetek) készült, korróziógátló bevonattal . A szélterhelés csökkentésére és a tükör súlyának csökkentésére fémhálót lehet használni (feltéve, hogy a lyukak átmérője nem haladja meg a 0,1*λ-t, ahol λ a hullámhossz). Technológiai és gazdasági okokból a tükrök készülhetnek nem fémes anyagokból - kompozitokból ( szénszál , üvegszál ) vagy műanyagból . Ha az antennatükör nem vezető anyagból készül, akkor a szerkezetébe járulékosan fémfóliából, hálóból, elektromosan vezető festékből készült fényvisszaverő felület kerül be [24] .

Az antenna a reflektoron és a besugárzón kívül egy lemezjátszót is tartalmaz, amellyel kézi vagy motoros módon az antennát a műholdra irányítják. A forgótányér biztosítja az antenna stabil helyzetét, amely nem változhat a súlya és a szél hatására legfeljebb 20-25 m / s sebességgel, és az antenna nem omlik össze lényegesen nagyobb szélterhelés esetén sem. Nehéz éghajlati viszonyok között történő üzemeléskor a tükör hátoldalára szerelt fűtőelemekből vagy hőlégfúvókból jégmentesítő rendszer szerelhető az antennára [25] .

Tengelyszimmetrikus antennák

A tengelyszimmetrikus antennák szimmetrikus tükörrel rendelkeznek, amelynek fókusza a szimmetriatengelyen található. Közvetlen fókuszú antenna ( eng.  Prime Focus ) esetén a besugárzót a fókuszpontba, a tükör elé kell telepíteni. Kéttükrös sémákat is használnak, amelyekben az antenna tengelyére egy kis kiegészítő fényvisszaverő tükör van felszerelve, és a besugárzó a tükör oldalán, az ellenreflektor fókuszában található. Az ellenreflektorral ellátott sémákat nehezebb kiszámítani, gyártani és konfigurálni, de lehetővé teszik az antenna méreteinek csökkentését és egyszerűsítik a betápláláshoz való hozzáférést, csökkentik a sugárzási mintázat oldalsó lebenyeinek szintjét és a zaj hőmérsékletét. az antennát , és bizonyos esetekben javítja a felületkihasználási tényezőt. A betápláló vagy ellenreflektor és annak rögzítései eltakarják az antennatükör egy részét, ami az effektív rekesznyílás csökkenéséhez vezet. Ezért a tengelyszimmetrikus sémákat főleg meglehetősen nagy (1,5-2 méteres vagy nagyobb) antennákon használják, amelyek árnyékolt területe viszonylag kicsi [26] [27] .

  • A műholdas hálózat központi földi állomásának kéttükrös (jobbra) és közvetlen fókuszú (balra) antennái

  • Közvetlen fókuszú antenna műholdas TV vételéhez fémhálós tükörrel

  • Mobil műholdállomás kéttükrös, gyűrűs fókuszú antennával

A tengelyszimmetrikus sémákat mobil műholdas állomások kis átmérőjű antennáinál is alkalmazzák [28] . Az ilyen antennák gyakran kéttükrös sémát használnak, amelynek gyűrű alakú fókusza egy speciális alakú reflektor alkotja [29] . Egy ilyen sémát nehéz kiszámítani és gyártani, de lehetővé teszi a felületkihasználási tényező növelését, az antenna kompaktabbá tételét és az összeszerelés egyszerűsítését [30] .

Offset antennák

Az ofszet antennákat vagy az eltolásos betáplálású antennákat egy parabolatükör kivágásával kapjuk. Egy ilyen antenna sugárzási mintája a tükör tengelyéhez képest eltolódik egy eltolási szögnek (vagy eltolási szögnek) nevezett szöggel. Az offset antennák aszimmetrikus (ovális) alakúak, és függőlegesen kissé megnyúltak, minél erősebbek, annál nagyobb az eltolási szög. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az antennatükör a műhold irányához képest meg van dőlve, és ugyanakkor egyenletes megvilágítást kell biztosítania a betáplálási felületen [31] . A tengelyszimmetrikushoz hasonlóan az eltolásos antennák is kéttükrös sémák szerint készíthetők [32] .

Az ofszet antennák fő előnye, hogy a besugárzó és annak rögzítőelemei nem blokkolják a műhold irányát és nem takarják el az antennatükröt, ami lehetővé teszi a felületkihasználási tényező növelését [33] .

Az ofszet kialakításnak számos hátránya is van. A nagy méretű offset tükrök gyártása és összeszerelése sokkal nehezebb, mint a tengelyszimmetrikus, ezért a kisméretű (2,5 méteres) antennákat az ofszet séma szerint építik, műholdas TV vételére és VSAT állomásokon használják, ahol lehetőség van a teljes kihasználásra. Az antennatükör sugárzójának árnyékolása nélkül észrevehető erősítést ad [33] . Lineáris polarizációval történő működés esetén az ofszet antennák a legrosszabb szintű polarizációs szétcsatolást mutatnak [34] , ami az ugyanazon a műholdon lévő szomszédos polarizációjú jelekből származó interferencia szintjének növekedéséhez vezethet. A körkörös polarizációval végzett munka során az offset antenna sugárzási mintája eltérő a bal és a jobb polarizációnál, ezért a munkapolarizáció megváltoztatásakor az antenna irányának egyidejű beállítása is szükséges, és a hatás minél észrevehetőbb, annál nagyobb a tükör mérete [35] .

A függőleges vezetés kis szögeinél az eltolt antenna függőlegeshez képesti dőlése negatívvá válik - a tükör "a talajra néz", bár a horizont felett található műholdra irányul. Ebben az esetben a forgótányér kialakítása korlátozhatja a minimális mutatási szöget, mivel a tükör alsó éle a támasztékon fekszik [36] .

  • Offset Ku-sávos VSAT antennák

  • Offset antenna műholdas TV vételéhez

  • Az antennát kis emelkedési szögben helyezze el a műholdhoz képest

Fázisos tömbantennák

A lapos fázisú antennatömböket (PAR) különféle hatótávolságú, kompakt műholdantennák létrehozására használják.

Hogyan működik

A PAR-t számos koherens táplálású sugárzó alkotja, amelyek lehetnek szalag- , kürt- , rés- és egyéb típusú antennák [37] . Ha a jel minden emitterhez ugyanabban a fázisban érkezik (common-mode array), akkor az antennamintázat merőleges a síkjára [38] . Egy ilyen antenna erősítése a méretének (apertúrájának) a hullámhosszhoz viszonyított arányától, a sugárzók számától és egymáshoz viszonyított helyzetétől, valamint a sugárzók táplálására szolgáló vezetékek veszteségétől függ. Egy fázisban lévő tömbhöz, mint minden irányított antennához, mechanikus orientációra van szükség a jel irányában. Amikor az emitterek közötti fázisarány megváltozik, a fázissoros sugárzási mintázat eltér az antennasíkhoz képest [38] , az antenna erősítése csökken, a sugárzási mintázat minél jobban eltér a normáltól [37] . A PAR sugárzók tápvezetékeiben található vezérelt fázisváltók lehetővé teszik olyan elektronikusan vezérelt sugárzási mintázatú antenna építését , amely nem igényel mechanikus mozgást a mutató során. Az antenna elektronikus irányítása a mechanikussal ellentétben szinte azonnali lehet. Bár egy ilyen sémát meglehetősen bonyolult megvalósítani, és a sugárzási minta megváltozásakor az antenna erősítésének csökkenéséhez vezet, a műholdas kommunikáció számos alkalmazásában igény van rá [39] . A PAA nyalábmintázat szabályozására hibrid sémát is alkalmaznak - elektronikus pásztázást az egyik síkban és mechanikus mozgást a másikban [40] .

Alkalmazások a műholdas kommunikációban

A fázisos tömbök alapján létrehozott parabolaantennáknak számos korlátja van. Csak viszonylag szűk frekvenciatartományban működhetnek (például egyetlen PAA alapú antennával a teljes 10,7-12,75 GHz-es tartományban nem működnek), tervezésük és gyártásuk nehéz, ára magas [41] ] . Fázistömb alapján főleg kis apertúrájú műholdantennákat építenek [28] .

A PAA-alapú antennák előnyei - kompaktság és a sugárzási minta elektronikus szabályozásának lehetősége - igényessé teszik őket a mobil műholdas kommunikációban [16] . Fázisos tömböket használnak a Ku és Ka sáv viselhető és mobil állomásai [40] részeként, az Inmarsat BGAN ( L-sáv ) [42] hordozható termináljai , a speciális célokra szolgáló hordozható műholdállomások [43] . Fázisos tömbökön alapuló új típusú műholdantennák fejlesztése folyamatban van, metaanyagból készült irányítható lencsék felhasználásával [44] , ami javítani fogja a jellemzőit, és a jövőben csökkenteni fogja a tömeggyártás költségeit [45] . A SpaceX Starlink műholdhálózat földi állomásain , ahol az alacsony pályán lévő műholdak folyamatos antennás követésére van szükség, fázisos tömbök alkalmazását tervezték elektronikusan vezérelt sugárzási mintázattal, miközben a terminál költségét kevesebb mint 300 dollárnál bejelentették, de az első szakaszban lényegesen drágább, becsült antennák alkalmazását javasolták [46] , az elektronikus vezetést előzetes mechanikus (beépített motorokkal) kombinálva [47] [48] .

Ezenkívül az antennatömbök alapján lapos kompakt antennákat gyártanak a műholdas TV otthoni vételére [38] [41] , amelyek felszereléséhez sokkal kevesebb hely szükséges, mint a hasonló apertúrájú klasszikus "tányérok", mivel nincs betáplálásuk. az antennasík elé helyezzük. Ez lehetővé teszi, hogy ne csak az utcán, hanem beltéren (ablakon, erkélyen, loggián stb.) is elhelyezhetők legyenek, feltéve, hogy a telepítési hely biztosítja a műhold láthatóságát [49] .

Gyengén irányított antennák

A gyengén irányított (szintén mindenirányú ) antennákat ( szalag , négyszálas [50] ) alacsony pályán és geostacionárius műholdakon keresztüli kommunikációra használják műholdas telefonokban , műholdas rádiókban , műholdas navigációs jelek vételében és egyéb olyan alkalmazásokban, ahol nem lehetséges a folyamatos tájékozódás. az antennát. Az ilyen antennák széles sugárzási mintázattal rendelkeznek , ami nagy mennyiségű zaj vételéhez ( az antenna magas zajhőmérséklete) és a vevő bemeneti hasznos jelének alacsony jel-zaj arányához vezet, és ezért alacsony . a rendszer egészének átviteli sebessége, de lehetővé teszi a láthatósági zónában található műholdakkal való munkát további útmutatás nélkül [17] .

Utazóhullámú antennák

Az irányított utazóhullámú antennákat és a hozzájuk közel állókat ( spirál , hullámcsatorna , log -periodikus stb.), amelyek a nem irányított antennákhoz képest észrevehető erősítéssel rendelkeznek, méteres ( eng.  VHF ) és deciméteres ( engl .) tartományban használatosak. .  UHF ) hullámok, ahol a hasonló paraméterekkel rendelkező tükörantennák túl nagyok és bonyolult szerkezetekké válnak. Az utazóhullámú antennákat telemetriás vételre és alacsony pályán lévő műholdakkal való kommunikációra, meteorológiai műholdakkal való információcserére , műholdakon keresztüli amatőr rádiókommunikációra , valamint a műholdas kommunikáció bizonyos típusaira használják [51] .

  • Taktikai műholdas kommunikációs terminál

  • VHF kommunikációs antenna űrhajóval

  • Antenna telemetria vételéhez és műholdak követéséhez

Mutatós parabolaantennák

A műholdon keresztüli munkához mindenekelőtt közvetlen rálátás szükséges az antenna és a műhold között (nincs olyan akadály, amely zavarná a rádiójel áthaladását). Ilyen körülmények között a gyengén irányított antennák nem igényelnek irányítást. Az irányított antennát úgy kell beállítani, hogy a műhold iránya egybeessen a sugárzási mintázatának maximumával. Az alacsony frekvenciájú (L, C) sávokban lévő kis antennák széles sugárzási mintázattal rendelkeznek, például az Inmarsat BGAN hordozható terminál esetében a minta szélessége 30° és 60° között van [42] . Elég egy ilyen antennát nagyjából a megfelelő irányba irányítani, hogy a műhold a diagramja által korlátozott szektorba essen. A keskeny sugárzási mintázatú és nagy erősítéssel rendelkező antennák a legpontosabb mutatást igénylik.

Rögzített útmutatás a geostacionárius műholdakhoz

A geostacionárius műholdak az Egyenlítő felett helyezkednek el, és a Föld körül keringenek a Föld forgási periódusával megegyező periódussal. Ideális esetben a geostacionárius műhold abszolút mozdulatlan a földmegfigyelőhöz képest, és nincs szükség műholdkövetésre. Az antennát elég egyszer ráirányítani és rögzíteni, további mutatásra csak antenna elmozdulás esetén van szükség [15] . A valóságban a geostacionárius műholdakat bizonyos pontossággal tartják a helyükön , ami a modern eszközök esetében kisebb, mint 0,1° [52] . Ha az antenna mintázata többszörösen szélesebb, mint a készülék maximális eltérése az állóponttól, akkor a műhold látszólagos elmozdulása elhanyagolható és állónak tekinthető. Például egy 2,4 méter átmérőjű antenna Ku-sávban a fő lebeny szélessége körülbelül 0,7 ° [53] , 0,9 méter átmérőjű antennáknál - több mint 1,5 ° [54] , kisebb antennáknál - még több. A VSAT állomásokon és műholdas TV vételekor használt ilyen antennák esetén nincs szükség a műhold további nyomon követésére a mutatás után.

Az antenna irányításához be kell állítania a magasságot (a horizont feletti magasságot) és az azimutszögeket , amelyek meghatározzák a műhold irányát. Ezeket a szögeket az antenna telepítési helyének földrajzi koordinátáiból és a műhold helyzetéből számítják ki [55] .

Multibeam antennák

A többsugaras rendszerek lehetővé teszik több sugárzási minta kialakítását egy antennán, és több műholddal való munkát geostacionárius pályán az antenna elforgatása nélkül. A többnyalábú antennák szabványos parabolikus tükrök ( multifeed ), gömb- és toroid (toroid-parabolic) profiltükrök alapján, fázisos antennatömbök alapján építhetők [56] [39] .

Multifeed

Ha a besugárzót eltoljuk a parabolatükör fókuszsíkjában , az antennamintázat az ellenkező irányba tér el, az erősítés egyidejű csökkenésével, minél nagyobb, annál jobban elmozdul a besugárzó. Ez az alapja egy többsugaras rendszernek, amely egy szabványos reflektorantennán – „ multifeed ” – alapul. A rendszer több besugárzóból ( konverterből ) épül fel, amelyek a parabolaantenna fókuszától eltolva vannak elhelyezve oly módon, hogy mindegyik különböző pályahelyzetben lévő műholdaktól kap jelet. A "Multifid" szerkezeti elemnek (konzolnak) is nevezik, amelyre további konverterek vannak felszerelve. A besugárzó maximális lehetséges eltérése a parabolaantenna fókuszpontjától körülbelül 10° [56] .

Toroid antenna

A geostacionárius pálya széles szektorában sok műholddal való egyidejű működéshez toroid antennákat használnak [57] . A Simulsat [58] vagy a CPI 700-70TCK [59] toroid antennák egyidejűleg akár 35 műholdat is tudnak fogadni egy 70° széles íven. Otthoni műholdas TV vételhez WaveFrontier vagy hasonló toroid antennák használhatók, amelyek lehetővé teszik 16 műhold jelének vételét 40°-os vagy annál nagyobb íven [60] .

Motoros antennák

A motoros antennamutató meghajtókat a következő esetekben használjuk:

  • Az antenna automatikus átirányítása különböző műholdakra,
  • Az antenna kihelyezésekor automatikusan a műholdra mutat,
  • Automatikus műholdkövetés.
Újracélzás műholdak között

Az antenna műholdak közötti automatikus átirányítását a műholdas televíziózásban használják a vett programok számának növelésére. Ehhez poláris felfüggesztést használnak , amely lehetővé teszi egyetlen meghajtó segítségével az irányszög és a magassági szög egyidejű megváltoztatását úgy, hogy az antenna a " Clarke-ív " mentén mozogjon (az a vonal, amelyen az összes geostacionárius műhold található a Földről nézve találhatók). Az antenna forgástengelye a poláris felfüggesztésen párhuzamos a Föld forgástengelyével. Az antenna irányának pozícióját egy műholdvevő vagy egy számítógépes műholdvevő határozza meg, USALS vagy Diseqc protokollok által vezérelt pozicionáló segítségével . A sarki akasztó felszerelésekor gondos munkát igényel annak felállítása [61] .

Automatikus telepítés és célzás

Az automatikus irányítást hordozható vagy hordozható mobil műholdas állomásokon használják a gyors kommunikáció létrehozására [62] . A mutatáshoz külön eszközt használnak - egy vezérlőt [63] , amely egy műholdas helymeghatározó rendszer ( GPS , Glonass ) segítségével meghatározza az antenna koordinátáit, és kiszámítja az azimut, magassági és polarizációs elforgatás szögeit a szükséges műholdra mutatáshoz. A kiszámított szögek alapján a vezérlő beállítja az antenna helyzetét, ellenőrzi a műhold jelének rögzítését, és maximálisan pontos célzást végez. Szükség esetén lehetőség van átirányításra egyik műholdról a másikra, aminek a paramétereinek szintén elérhetőnek kell lenniük a vezérlőben.

Automatikus műholdkövetés

Automatikus műholdkövetés - folyamatos a maximális sugárzási mintában tartása, amikor az antennához képest mozog. Az automatikus követés mind az antenna motoros hajtásaival, mind a sugárzási minta elektronikus vezérlésével végrehajtható [16] . Az automatikus követéshez vezérlőre van szükség az antenna irányának vezérléséhez. Az automatikus követést a következő esetekben használjuk:

  • Járművekre (autók, vonatok, hajók, repülőgépek) szerelt állomások mozgás közbeni kommunikációhoz . Mozgás közben az antenna helyzete a műholdhoz képest folyamatosan változik, és megköveteli annak megtartását (stabilizálását) a kívánt irányban. Két módszert használnak a műhold irányának megtartására a mozgó tárgyakon. Az első a műhold antennához viszonyított mozgási irányának folyamatos meghatározása, folyamatos pásztázással (a sugárzási mintázattól való eltéréssel) egy szűk szektorban, amely nem vezet jelentős jelromláshoz. A második az antenna helyzetének megőrzése giroszkópok és gyorsulásérzékelők segítségével [64] .
  • Nagy antennák, amelyek sugárszélessége összemérhető egy geostacionárius műhold állomástól való lehetséges eltérésével. Ha egy ilyen antennát nyomkövető rendszer nélkül használunk, a jelszint a nap folyamán a műhold égbolt látszólagos mozgásának megfelelően változik. Az autotracking vezérlő figyeli a műholdról vett jel szintjét, és úgy állítja be az antennát, hogy az maximális legyen. A stabil tartás érdekében a műhold látszólagos elmozdulásának szoftveres előrejelzését használják a korábban felhalmozott adatok és pályájának elemei alapján [65] .
  • Antennák műholdakkal való munkavégzéshez nem geostacionárius pályákon. A geostacionárius pályán kívül bármilyen pályán lévő műhold folyamatosan mozog egy földi megfigyelőhöz képest. A mozgás sebessége és pályája a pálya paramétereitől függ. Ha irányított antennákat használunk ilyen műholdakkal való munkavégzéshez, ezek folyamatos követése szükséges, ami az állomás helyére és a műhold pályájának elemeire vonatkozó információk alapján történik, és a vett jel szerint korrigálható [66] [15] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ RÁDIÓFREKVENCIÁK A TÉRKOMMUNIKÁCIÓHOZ  . AZ AUSZTRÁLIAI ŰRAKADÉMIA. Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2017. február 22.
  2. ↑ 1 2 Jeremy E. Allnutt. Műholdas földi állomás antennarendszerei és rendszertervezése // Műholdas alkalmazások kézikönyve / Szerkesztők: 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. Hét szolgáltatás, amelyet a műholdak nyújtanak számunkra . Deutsche Welle (2016. március 10.). Letöltve: 2020. november 1. Az eredetiből archiválva : 2021. január 21.
  4. ↑ I. Shabanov. Hogyan válasszunk parabolaantennát  // TV SATELLITE: magazin. - 1998. - szeptember. Archiválva : 2020. október 20.
  5. ↑ Műholdas kommunikációs rendszerek rádióhullámainak és antennáinak terjedése, 2015 , Műholdas kommunikáció antennái.
  6. ↑ 1 2 M.A. Bykhovsky, M.N. Dyachkov. A hazai műholdas kommunikációs és műsorszóró rendszerek létrejöttének és fejlődésének története . Virtuális számítógépes múzeum. Letöltve: 2020. november 4. Az eredetiből archiválva : 2020. június 25.
  7. ↑ TV egy rakétán: Mérföldkövek a műholdas TV-műsorszórás fejlődésében . Telesputnik (2017. április 12.). Letöltve: 2020. november 2. Az eredetiből archiválva : 2017. augusztus 14.
  8. ↑ A. Koloskov, I. Anikushin. Teleport formáció nagy kábeltelevíziós rendszerek számára . Tele-Satellite. Letöltve: 2020. október 15. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 25.
  9. ↑ A C-sáv a műholdszolgáltatók számára marad . Telesputnik (2016. január 1.). Letöltve: 2020. november 5. Az eredetiből archiválva : 2018. január 23.
  10. ↑ G. Bolshakova, L. Nevdyaev. Műholdas kommunikáció Oroszországban  // Seti/Network world: Journal. - 2000. - 4. sz . Archiválva az eredetiből 2022. január 24-én.
  11. ↑ A. Ustinova, Yu. Melnikova. VSAT a digitális gazdaságban  // Szabvány : folyóirat. - Commnews, 2020. - 2-3 . - S. 48-54 . Archiválva : 2022. május 30.
  12. ↑ V. Koljubakin. Orosz VSAT piac  // Telesputnik : magazin. - 2016. - július. - S. 11-16 . Archiválva : 2021. május 6.
  13. ↑ V. Koljubakin. Mi az a VSAT  // Telesputnik: magazin. - 2015. - július. - 6-8 . o . Archiválva az eredetiből 2022. január 28-án.
  14. ↑ Űrkommunikációs Központ (CCS) "Dubna" . TÖRTÉNELEM . Szövetségi Állami Egységes Vállalat "Space Communications" . Letöltve: 2020. november 6. Az eredetiből archiválva : 2020. november 29.
  15. ↑ 1 2 3 Rádióhullámok terjedése és műholdas kommunikációs rendszerek antennái, 2015 , Pályák típusai. Alapvető definíciók. Műholdas kommunikációs rendszerek felépítése és célja.
  16. ↑ 1 2 3 ELEKTRONIKUSAN IRÁNYÍTHATÓ ANTENNÁK MŰHOLDAS KOMMUNIKÁCIÓHOZ, 2007 .
  17. ↑ 1 2 Mobile Antenna Systems Handbook, 2008 , OMNIIREKCIONÁLIS ANTENNÁK MOBIL MŰHOLDAS KOMMUNIKÁCIÓHOZ.
  18. ↑ Bankov S.E. Bevezetés // Műholdas navigátorok antennái. - Moszkva: "Pero", 2014. - ISBN 978-5-00086-225-4 .
  19. ↑ Reflektorantennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 .
  20. ↑ Eldar Murtazin. Űrkommunikációs központ Dubnában - műholdak, TV és kommunikáció . Mobilszemle (2015. november 24.). Letöltve: 2020. augusztus 8. Az eredetiből archiválva : 2020. szeptember 28.
  21. ↑ Műholdas kommunikációs rendszerek rádióhullámainak és antennáinak terjedése, 2015 , A tükörantennák működési elve.
  22. ↑ Reflektor antennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 , Feederek.
  23. ↑ Reflektorantennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 , Antenna szerkezeti elemeinek hatása a sugárzási paraméterekre.
  24. ↑ Shifrin Ya.S. Antennák. — VIRTA őket. Govorova L. A., 1976.
  25. ↑ Leonyid Nyevdjajev. Műholdas kommunikációs rendszerek. 3. rész. Földi állomások  // Networks/Network world: Journal. - 1999. - 7. sz . Archiválva : 2020. november 13.
  26. ↑ Tükörantennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 , Tengelyszimmetrikus egytükrös antennák.
  27. ↑ Tükörantennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 , Kéttükör tengelyszimmetrikus antennák.
  28. ↑ 1 2 _ Andrew Slaney. The Challenges Of Micro-VSAT Design  (angol)  // SatMagazine: magazin. - Satnews Publishers, 2014. - szeptember. Archiválva az eredetiből 2017. március 12-én.
  29. ↑ Reflektorantennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 , Két reflektoros antennák gyűrűs fókusszal.
  30. ↑ Sudhakar Rao, ‎Lotfollah Shafai, ‎Satish K. Sharma. Kompakt reflektorantenna Ku-Band ESV-hez és VSAT-hoz // Reflektorantennák  és előtolórendszerek kézikönyve . - Artech House, 2013. - 1. évf. 3. - P. 125-132. - ISBN 978-1-60807-519-5 .
  31. ↑ Reflektorantennák műhold földi állomásokhoz, 2008 , Single Reflector Offset Antennas.
  32. ↑ Reflektor Antennas for Satellite Earth Stations, 2008 , Kéttükör offset antennák.
  33. ↑ 1 2 Reflektorantennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 , Egytükrös tengelyszimmetrikus antennák és offset antennák összehasonlítása.
  34. ↑ A. Kiszelev, V. Nagornov, V. Bobkov, M. Efimov. POLARIZÁCIÓS SZABADÍTÁS: SZAKÉRTŐI NÉZÉS  // Csatlakozz! A kommunikáció világa: magazin. - 2004. - 2. sz . Archiválva az eredetiből: 2020. június 30.
  35. ↑ Tükörantennák műholdas földi állomásokhoz, 2008 , Keresztpolarizációs sugárzás.
  36. ↑ G. Viszockij. Televízió és internet sarki pilóták számára  // Tele-Sputnik: magazin. - 2004. - 12. sz . Archiválva : 2022. május 30.
  37. ↑ 1 2 Fázisos antennatömb // Uljanovszk - Frankfort. - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1977. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [30 kötetben]  / főszerkesztő A. M. Prohorov  ; 1969-1978, 27. köt.).
  38. ↑ 1 2 3 M. Parnes. Fázisos antennatömbök  // Telesputnik: napló. - 1997. - augusztus. Archiválva az eredetiből 2017. március 31-én.
  39. ↑ 1 2 Fázisos antennatömb - egy rádiótechnikai rendszer szeme, 1997 .
  40. ↑ 1 2 Ferdinando Tiezzi, Stefano Vaccaro, Daniel Llorens, Cesar Dominguez, Manuel Fajardo. HIBRID FÁZISOS TÖMBELI ANTENNÁK ALKALMAZÁSA MOBIL MŰHOLDAS SZÉLESSÁVÚ KOMMUNIKÁCIÓS FELHASZNÁLÓI TERMINÁLHOZ . ESA/ESTEC, NORDWIJK, HOLLANDIA  2012. OKTÓBER 3-5 . Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2017. március 12.
  41. ↑ 1 2 A. Biteleva. Antennák televíziós vételhez a mikrohullámú tartományban  // Telesputnik: folyóirat. - 1999. - április. Az eredetiből archiválva : 2017. március 19.
  42. ↑ 1 2 Alacsony profilú BGAN  . Nemzetközi tengerészeti műhold. Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2017. március 15.
  43. ↑ Nevmatullin, R. A. Az űrkommunikációs állomások használata az Orosz Föderáció fegyveres erőiben // Nauka SUSU. Műszaki tudományok szekciói: a 63. tudomány anyagai. Konf.: Yuzh.-Ural. állapot un-t. - Cseljabinszk: SUSU Kiadói Központ, 2011.- T. 1.- S. 237-240.
  44. ↑ Slyusar V.I. Az antennatömbök perspektivikus technológiái a műholdas kommunikáció mobil termináljaihoz  // Kommunikációs technológiák és eszközök: folyóirat. - 2014. - 4. sz . – S. 64–68 . Archiválva az eredetiből 2019. július 17-én.
  45. ↑ R. Stevenson, M. Sazegar, A. Bily, M. Johnson, N. Kundtz. Metaanyag felületi antennatechnológia: kereskedelmi forgalomba hozatal diffrakciós metaanyagokon és folyadékkristályos kijelzők gyártásán keresztül  //  10. Nemzetközi Kongresszus a Mikrohullámok és Optika fejlett elektromágneses anyagairól – Metaanyagok: gyűjtemény. - 2016. - P. 349-351 . - ISBN 978-1-5090-1803-1 .
  46. ↑ Charlie Wood. A SpaceX egyik legambiciózusabb projektje továbbra is a földhöz van kötve –  egyelőre . CNBC (2020. június 28.). Letöltve: 2020. augusztus 8. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 4..
  47. ↑ "A Starlink terminál önorientáló motorokkal rendelkezik az optimális látószög érdekében." Elon maszk. Elon Mask a  Twitteren . Letöltve: 2020. augusztus 11. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 12.
  48. ↑ V. Anpilogov, S. Pekhterev, A. Shishlov. Antennatömb és előfizetői terminál Starlink  // „Műholdas kommunikáció és műsorszórás” különszám. - Groteck, 2021. - S. 69-76 . Archiválva az eredetiből 2021. január 22-én.
  49. ↑ Lapos antenna teszt - összehasonlítások . Lapos antenna - tökéletes vétel bárhol  (angol) . REVIEWS-TEST.com . Letöltve: 2020. július 31. Az eredetiből archiválva : 2022. május 30.
  50. ↑ S. E. Bankov, A. Bychkov, A. G. Davydov, A. A. Kurushin. Multiwire Quadrifilar Antennas  // RÁDIÓELEKTRONIKAI FOLYÓIRAT: elektronikus folyóirat. - V. I. nevét viselő Rádiótechnikai és Elektronikai Intézet. V. A. Kotelnikova, 2010. - 9. sz . — ISSN 1684-1719 . Archiválva az eredetiből: 2020. augusztus 4.
  51. ↑ Marchenkov V.K. Űrkommunikációs berendezések gyűjteménye az A.S.-ről elnevezett Központi Kommunikációs Múzeumban. Popova // Térkommunikáció: múlt, jelen, jövő: A. S. Popov emlékére tartott negyedik tudományos olvasmány anyagai: gyűjtemény. - Szentpétervár. : A. S. Popov Központi Kommunikációs Múzeum, 2011.
  52. ↑ Műhold-konstelláció . Szövetségi Állami Egységes Vállalat "Space Communications" . Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2017. május 7..
  53. ↑ 2.4MC & KU-BAND SERIES  1252 . Prodelin. Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2016. július 29.
  54. ↑ 96 cm-es Rx/Tx  antennarendszer . Skyware Global. Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2017. március 15.
  55. ↑ Az antenna független iránya a műholdra . Starblazer. Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2017. március 15.
  56. ↑ 1 2 S. P. Geruni, D.M. Sazonov. Tizenhat antenna egyben  // Telesputnik: magazin. - 1997. - november. Archiválva az eredetiből: 2020. július 6.
  57. ↑ Rádióhullámok terjedése és műholdas kommunikációs rendszerek antennái, 2015 , Toroidális többsugaras antennák.
  58. ↑ SIMULSAT Multibeam földi  állomás . ATCi. Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2016. december 3.
  59. ↑ Torus többsávos  antenna . Kommunikáció és energiaipar. Letöltve: 2020. november 15. Az eredetiből archiválva : 2022. február 23.
  60. ↑ Alekszej Byzov. 16 műhold vétele egy antennán . Telesputnik (2019. május 28.). Letöltve: 2020. augusztus 8. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 14.
  61. ↑ V. Loscsinin. A „poláris” beállítás egy technológia  // Telesputnik: magazin. - 1997. - december. Archiválva az eredetiből 2017. március 31-én.
  62. ↑ Alekszandr Barskov. Videohívás, bárhol is van . VSAT terminálok . Journal of Networking Solutions/LAN (2010. szeptember 30.) . Letöltve: 2020. szeptember 24. Az eredetiből archiválva : 2020. október 9..
  63. ↑ Műholdas antennavezérlők  . Kutatási koncepciók. Letöltve: 2017. március 14. Az eredetiből archiválva : 2017. március 15.
  64. ↑ T.E. Ioakimidis, R.S. Wexler. KERESKEDELMI KU-BAND SATCOM ON-THE-MOVE HIBRID KÖVETÉSI RENDSZER HASZNÁLATÁVAL  //  2001 MILCOM Proceedings Communications for Network-Centric Operations: Creating the Information Force: összeállítás. - 2001. - Vol. 2 . - P. 780-784 . - doi : 10.1109/MILCOM.2001.985944 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 14.
  65. ↑ GJ Hawkins, DJ Edwards, JP McGeehan. Követési rendszerek műholdas kommunikációhoz  (angol)  // IEE Proceedings F - Communications, Radar and Signal Processing. - IET, 1998. - 1. évf. 135. sz . 5 . - P. 393-407 . — ISSN 0143-7070 . doi : 10.1049 / ip-f-1.1988.0047 . Az eredetiből archiválva : 2020. július 9.
  66. ↑ N. Hongyim, S. Mitatha. Building Automatic Antenna Tracking System for Low Earth Orbit (LEO) műholdas kommunikáció  (angol)  // 2015 International Computer Science and Engineering Conference (ICSEC): gyűjtemény. - IEEE, 2015. - P. 1-6 . - doi : 10.1109/ICSEC.2015.7401448 .

Irodalom

  • O. P. Frolov, V. P. Wald. Reflektorantennák műholdas földi állomásokhoz . - Hot Line - Telecom, 2008. - ISBN 978-5-9912-0002-8 .
  • Somov A.M. Rádióhullámok és műholdas kommunikációs rendszerek antennáinak terjedése . - Forródrót - Telecom, 2015. - ISBN 978-5-9912-0416-3 .
  • O.G. Vendik. Fázisos antennatömb - egy rádiómérnöki rendszer szeme  // Soros Oktatási Lap. - 1997. - 2. sz . - S. 115-120 .
  • Niels Vesterdal Larsen, Olav Breinbjerg, Ulrich Gothelf. ELEKTRONIKUSAN IRÁNYÍTHATÓ ANTENNÁK MŰHOLDAS  KOMMUNIKÁCIÓHOZ . - Technical University of Denmark, 2007. Archiválva az eredetiből 2017. június 23-án.
  • Kyohei Fujimoto, JR James. Antennas for Mobile Satellite Systems // Mobil antennarendszerek kézikönyve  . - ARTECH HÁZ, 2008. - ISBN 9781596931268 .

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Bibliográfiai katalógusokban
 Műholdas televízió
Terminológia
Digitális TV :
Műholdas TV :
Hozzáférés
Feltételes :
Ingyenes:
Felszerelés
Fő:Műholdas antenna → Besugárzó → Átalakító → Vevő / DVB-kártya
Kiegészítő:
 Műholdas kapcsolat
Főbb cikkek
Felszerelés
Szabványok és protokollok
Műholdas műsorszolgáltatók
Kommunikációs műholdas szolgáltatók és szolgáltatások
Kommunikációs műholdak gyártása