Вернуться в начало раздела  Открыть домашнюю страницу  Добавить в избранное

Устройство спутникового конвертера

Фотография спутникового конвертера (LNB) в разобранном состоянии

Мы уже давно привыкли к тому, что каждый желающий может приобрести спутниковую антенну для приема теле- и радиоканалов со спутника. Но задумывались ли Вы о том, что же все-таки является антенной: "тарелка" (зеркало) или "головка" (конвертер)? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно будет взглянуть на устройство конвертера, чтобы понять принцип его работы.

Конвертер состоит из Облучателя, волновода и платы с расположенными на ней зондами, предусилителем и гетеродинами. Облучатель представляет из себя кольца Френеля, которые служат для "отсечения" лишних сигналов. Важной характеристикой облучателя является "угол раскрыва". Нужно выбирать такой облучатель, который имеет в своей характеристике угол раскрыва согласованный с углом раскрыва антенны. При таком подходе от антенны можно получить максимальную отдачу. Облучатель на кольцах Френеля бывает как для C-диапазона, так и для Ku. В Ku-диапазон чаще используют облучатели совмещенные с конвертером.

Пройдя через облучатель, сигнал попадает в волновод, по которому он доставляется до приемной части конвертера - зонда. Именно небольшой штырь внутри конвертера имеет право называться антенной, а не зеркало, фокусирующее спутниковый сигнал в одну точку и играющее роль механического усилителя полезного сигнала.

С электрической точки зрения спутниковый конвертер — приёмное устройство, объединяющее в себе антенну в виде одного или двух зондов (на фотографии конвертер с двумя зондами), предусилитель сигнала (LNA), принимаемого со спутника, и гетеродин. Гетеродин — стабилизированный источник высокой частоты, вырабатывающий синусоидальный сигнал, служащий для преобразования частоты электромагнитной волны Ku или С-диапазона в промежуточную частоту L-диапазона (от 950 до 2150 МГц), с целью передачи сигнала с наименьшими потерями по коаксиальному кабелю от источника (конвертера) до потребителя (тюнера).

Электромагнитные колебания частот спутникового сигнала (в особенности Ku-диапазона) испытывают очень сильное затухание в кабельных линиях. Именно поэтому в конвертере происходит не только усиление колебаний, но и преобразование диапазона (процесс гетеродинирования). Для каждого диапазона, в конвертере используется свой гетеродин. Поскольку ширина Ku-диапазона (12750 - 10700 = 2050 МГц) не позволяет конвертировать его в промежуточную частоту (т. к. ширина L-диапазона существенно меньше: 2150 - 950 = 1200 МГц), Ku-диапазон был условно поделён на поддиапазоны:

Современные, так называемые «универсальные» конвертера, позволяют принимать весь Ku-диапазон благодаря наличию внутри них сразу двух гетеродинов. По-умолчанию работает первый гетеродин, который переводит сигналы нижнего Ku-поддиапазона в L-диапазон, а когда с тюнера подается тональный сигнал на частоте 22 КГц - вместо первого гетеродина начинает работать второй, который переводит в L-диапазон верхний Ku-поддиапазон.
Первый гетеродин понижает частоту сигналов на 9750 МГц:


Гетеродин + L-диапазон = Ku-диапазон
9750 + 950 = 10700 (МГц)
9750 + 2150 = 11900 (МГц)

Второй гетеродин понижает частоту сигналов на 10600 МГц:

Гетеродин + L-диапазон = Ku-диапазон
10600 + 950 = 11550 (МГц)
10600 + 2150 = 12750 (МГц)

Таким образом каждый из гетеродинов "захватывает" часть частот соседнего поддиапазона.

Для C-диапазона (3500—4200 MГц) используются конвертера с одним гетеродином с частотой 5150 МГц. Однако в них преобразование частот происходит несколько иначе:


Гетеродин - L-диапазон = C-диапазон
5150 - 2150 = 3000 (МГц)
5150 - 950 = 4200 (МГц)

Важной характеристикой конвертера является шумовой коэффициент (LNB noise, измеряется в dB). Типичная удельная мощность сигнала, попадающего на вход конвертера, при размерах рефлектора антенны 3 м в С-диапазоне составляет 10 -14 Вт/м2 . Сле­довательно, конвертер должен обладать очень низким уровнем собственных шумов. Так как в схему конвертера входит предусилитель, то и все проблемы, характерные для усилителей, присущи и для конвертера. Это означает, что уровень полезного сигнала должен быть выше уровня вносимых шумов усилителем этого конвертера (соответственно: чем значение меньше, тем лучше). Хорошими показателями шумового коэффициента являются 0,1—0,5 dB.

Первые СВЧ-усилители, использовавшиеся в радиоастрономии, были созда­ны на основе обычных параметрических усилителей. В них применялись туннельные диоды, которые охлаждались жидким азотом или гелием. Это позволяло значительно снизить уровень собственных шумов устройства за счет замедления движения молекул. Усилители имели большие габариты, вес, по­требляли много энергии и работали в узкой полосе частот. Использование арсенида галлия (GaAs) позволило создать транзистор с очень низким уровнем шума. Эти транзисторы работают почти так, как будто они охлаждены до температуры абсолютного нуля, когда прекращается всякое молекулярное движение. GaAs-транзисторы в настоящее время являются основными при производстве СВЧ-аппаратуры. Конвертера (LNB) первых выпусков весили почти 3 кг и имели коэффициент шума в Ku-диапазоне 4 - 5 дБ. Современные конвертеры С-диапазона имеют шумовую аппаратуру до 15 К (так как уровень собственных шумов конвертеров С-диапазона варьируется весьма незначительно, для большей наглядности его выражают в Кельвинах), а Ku-диапазона — коэффициент шума до 0,5 дБ. Их вес составляет 300 - 400 г.

При использовании материалов с сайта указание источника обязательно

См. также: Конвертера, преобразователи


Заметили ошибку? Выделите ее мышью и нажмите Ctrl+Enter...


Хостинг CityHost.com.ua Rambler's Top100 Украина онлайн  Самый надежный антивирус МЕТА - Украина. Рейтинг сайтов Orphus system Сайты Одессы

Возможные опечатки и варианты набора:
конвектор
конвертер
конь
головка
бошка
приемник
converter
convertor
LNB
LNBF
Q-диапазон
Si-диапазон
Си-диапазон
С-диапазон
Ку-диапазон
Лг-диапазон
MHz
KHz
GHz
ГГц
9 750
10 600
10 750