Спутниковое телевидение в вашем доме
Покупка
Издательство:
ДМК Пресс
Автор:
Стивенсон Дерек
Под ред.:
Данилин Александр Алексеевич
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 433
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
Дополнительное образование
ISBN: 978-5-89818-367-7
Артикул: 615809.03.99
Доступ онлайн
135 ₽
В корзину
Данная книга является одновременно и руководством, и своего рода энциклопедией по всему кругу вопросов, касающихся спутникового телевидения. Наряду с теоретическими основами, разъяснением основных понятий и терминов, применяющихся в спутниковом ТВ, в книге приводятся многочисленные практические советы. Подробно рассмотрены системы и стандарты ТВ. Представлены основные соотношения и формулы для вычислений необходимых параметров, расчет ведется последовательно на конкретных примерах. Даны подробные описания измерительной и приемной аппаратуры, антенных устройств, а также разъяснения принципов их работы с приведением структурных схем. В приложениях представлен обширный справочный материал: глоссарий используемых терминов, информация по программному обеспечению, которое может быть использовано для расчетов линии связи и получения сведений по различным аспектам спутникового приема, а также таблицы с параметрами спутниковых каналов. Книга рассчитана как на читателя, не имеющего специальных знаний в данной области, но интересующегося вопросами спутникового приема, так и для технических специалистов, занимающихся разработкой или обслуживанием систем спутникового ТВ.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 11.03.01: Радиотехника
- 11.03.04: Электроника и наноэлектроника
- ВО - Специалитет
- 11.05.02: Специальные радиотехнические системы
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Дерек Стивенсон Cпутниковое телевидение в вашем доме 6е издание, электронное
GUIDE TO SATELLITE TV BOGDAN GRABOWSKI DEREK J. STEPHENSON 4 EDITION e
БОГДАН ГРАБОВСКИ СПУТНИКОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ В ВАШЕМ ДОМЕ Москва, 2023 ДЕРЕК СТИВЕНСОН Ïîä ðåäàêöèåé Äàíèëèíà À. À. 6-е издание, электронное
УДК 621.397.444 ББК 32.947 C80 C80 Стивенсон, Дерек. Спутниковое телевидение в вашем доме / Д. Стивенсон ; под ред. А. А. Данилина ; пер. с англ. — 6-е изд., эл. — 1 файл pdf : 433 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-367-7 Данная книга является одновременно и руководством, и своего рода энциклопедией по всему кругу вопросов, касающихся спутникового телевидения. Наряду с теоретическими основами, разъяснением основных понятий и терминов, применяющихся в спутниковом ТВ, в книге приводятся многочисленные практические советы. Подробно рассмотрены системы и стандарты ТВ. Представлены основные соотношения и формулы для вычислений необходимых параметров, расчет ведется последовательно на конкретных примерах. Даны подробные описания измерительной и приемной аппаратуры, антенных устройств, а также разъяснения принципов их работы с приведением структурных схем. В приложениях представлен обширный справочный материал: глоссарий используемых терминов, информация по программному обеспечению, которое может быть использовано для расчетов линии связи и получения сведений по различным аспектам спутникового приема, а также таблицы с параметрами спутниковых каналов. Книга рассчитана как на читателя, не имеющего специальных знаний в данной области, но интересующегося вопросами спутникового приема, так и для технических специалистов, занимающихся разработкой или обслуживанием систем спутникового ТВ. УДК 621.397.444 ББК 32.947 Электронное издание на основе печатного издания: Спутниковое телевидение в вашем доме / Д. Стивенсон ; под ред. А. А. Данилина ; пер. с англ. — 5-е изд., перераб. и доп. — Москва : ДМК Пресс, 2015. — 432 с. — ISBN 978-5-97060-276-8. — Текст : непосредственный. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-367-7 © Guide to Satellite TV by Derek J. Stephenson Reeed Educational & Professional Publishing LTD © Перевод на русский язык, оформление. ДМК Пресс
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ........................................................................... 1 6 Глава 1. Обзор спутникового ТВ ..................................... 1 8 Основные термины и понятия .................................................. 1 9 Синусоидальные электромагнитные волны ............................................ 1 9 Синусоидальная волна ........................................................................... 1 9 Угловая скорость ........................................................................... 20 Длина волны ........................................................................................... 2 1 Несущая частота ...................................................................................... 2 1 Амплитудная модуляция ......................................................................... 22 Коэффициент модуляции ....................................................................... 23 Боковые полосы частот ........................................................................... 23 Частотная модуляция .............................................................................. 24 Девиация частоты ................................................................................... 25 Индекс модуляции .................................................................................. 25 Шумы Джонсона ..................................................................................... 25 Отношение сигнал/шум .......................................................................... 26 Сравнение ЧМ и АМ ............................................................................... 26 Децибелы ................................................................................................ 27 Напряжение, выраженное в децибелах .................................................. 29 Спутниковое ТВ Kuдиапазона ................................................. 29 Пояс Кларка ............................................................................................ 29 Линия связи вверх................................................................................... 29 Линия связи вниз .................................................................................... 30 Микроволны и место приема сигналов .................................................. 32 Антенна ................................................................................................... 32 Антенные подвески ................................................................................. 33 Рупорный облучатель.............................................................................. 34 Поляризация ........................................................................................... 34 Поляризаторы ......................................................................................... 36 Малошумящий блок ............................................................................... 37 Спутниковые приемники......................................................................... 37 Эффективная изотропноизлучаемая мощность и карты зоны обслуживания ................................................................... 37 Потери при прохождении сигнала в свободном пространстве .............. 39 Ослабление в дожде ............................................................................... 40 Шумы и их воздействие ..........................................................................40 Распределение частот на линии связи вниз ............................................ 4 1 Цифровое ТВ вещание ............................................................................ 4 1
СОДЕРЖАНИЕ Глава 2. Антенны ................................................................... 43 Параболические рефлекторы ................................................... 44 Коэффициент усиления параболического рефлектора ........ 45 Факторы, оказывающие влияние на работу антенны .......... 46 Лепестки диаграммы направленности и ширина луча ......... 4 7 Эффективность антенны ............................................................ 50 Шумы антенны ............................................................................ 5 1 Облучение, шумы и отношение f/D ........................................ 5 2 Прямофокусные антенны .......................................................... 54 Антенны со смещенным фокусом ............................................ 54 Антенна Кассегрена .................................................................... 54 Антенна Грегори ......................................................................... 5 7 Антенна с отражателем ............................................................. 5 7 Плоская антенна .......................................................................... 58 Двусторонние зеркальные антенны ........................................ 59 Линзы ............................................................................................ 59 Антенные решетки Sдиапазона типа «волновой канал» .... 6 1 Нацеливание антенн электронным способом ........................ 6 3 Антенные подвески .................................................................... 6 3 Фиксированные антенные подвески AZ/EL ............................................6 3 Модифицированная полярная антенная подвеска ................................. 64 Антенные подвески типа «горизонт–горизонт» ......................................7 0 Роботизированные антенные подвески AZ/EL........................................ 7 1 Моторизованные позиционные системы ................................................ 7 1 Антенны с несколькими облучателями ................................... 7 3 Технология изготовления антенны .......................................... 7 6 Раскатка ................................................................................................... 7 6 Штамповка .............................................................................................. 7 6 Впрессовка фольги в стекловолокно ...................................................... 7 6 Окрашивание .......................................................................................... 7 6 Покрытие ................................................................................................. 7 7 Визуальное воздействие антенн ............................................... 7 7 Стеклянные антенные рефлекторы ......................................................... 7 7 Сетчатые антенные рефлекторы..............................................................7 8
СОДЕРЖАНИЕ Нарушения радиосвязи под воздействием солнечного излучения ................................................................ 7 8 Глава 3. Головки облучателей, кабели, линейные усилители и соединительные устройства ................ 80 Головки облучателей ................................................................. 80 Зачем нужны рупорные облучатели и блоки LNB ................................... 80 Основные принципы работы волновода ................................. 82 Прямоугольные волноводы ....................................................................82 Сопротивление волновода...................................................................... 85 Рупорный облучатель антенны ............................................................... 8 7 Круглые волноводы ................................................................................8 7 Компоненты волновода ..........................................................................88 Облучатели .................................................................................. 9 1 Скалярные кольца ................................................................................... 9 2 Смещенные облучатели ..........................................................................9 3 Диэлектрические антенные облучатели ..................................................9 3 Отклонение главного лепестка ............................................................... 95 Поляризация ................................................................................ 96 Линейные поляризаторы......................................................................... 96 Круговые поляризаторы..........................................................................9 7 Отклонение поляризации .......................................................... 98 Малошумящий блок ................................................................... 99 Малошумящие усилители ......................................................................101 Коэффициент шума и шумовая температура ........................................102 Блок понижающих преобразователей частоты ......................................103 Универсальные блоки LNB ........................................................ 104 Фазовый шум гетеродина ........................................................ 105 Кабели ......................................................................................... 107 Соединители ............................................................................... 108 Затухание кабеля и линейные усилители...............................................109 Линии передачи сигнала .......................................................... 1 1 2 Характеристическое сопротивление ......................................................1 1 2 Коэффициент отражения .......................................................................113 Узлы и пучности .....................................................................................113 Коэффициент стоячей волны .................................................................114 Коаксиальный кабель ............................................................................115
СОДЕРЖАНИЕ Параллельные двухпроводные линии передачи ...................................1 1 7 Четвертьволновые штыри ......................................................................1 1 7 Линии передачи как реактивные элементы ...........................................118 Глава 4. Спутниковые приемники. Кодирование сигнала ........................................................ 119 Используемые термины и сокращения .................................. 119 Приемники системы DVB .......................................................... 1 2 1 ВЧ – тюнер/демодулятор .......................................................................123 Блок индикации .....................................................................................124 Блок питания ..........................................................................................126 Микропроцессор....................................................................................127 Стандартный разъем типа SCART ...........................................................130 Стандартное AVподсоединение выводов разъема SCART ...................130 ВЧ модулятор .........................................................................................131 Слот для установки смарткарты или САМ модуля ................................132 Кодирование сигнала ................................................................ 132 Необходимость защиты .........................................................................134 Основные принципы кодирования ........................................................135 Просмотр закодированных каналов. Смарткарты и модули ............................................................. 136 Глава 5. Расчет линии связи ............................................ 139 Средства для вычислений ......................................................... 141 Подробный расчет линии связи ............................................... 142 Факторы, влияющие на прием сигнала со спутника ..............................143 Расположение места приема по отношению к позиции спутника .........144 Магнитный азимут .................................................................................146 Протяженность линии связи вниз ..........................................................147 Длина волны ..........................................................................................147 Потери при прохождении сигнала в свободном пространстве .............147 Коэффициент усиления антенны ...........................................................148 Общая шумовая температура приемной системы .................................148 Частичная проницаемость .....................................................................149 Доступность сигнала и рабочие запасы .................................................156 Возрастание шумов изза выпадения осадков и поглощения в атмосфере ....................................................................157 Номинальный коэффициент добротности ............................................159 Используемый коэффициент добротности ............................................160
СОДЕРЖАНИЕ Вычисление потерь изза неточного наведения антенны ......................161 Эффективная изотропноизлучаемая мощность ...................................162 Отношение несущая/шум ......................................................................163 Отношение сигнал/шум .........................................................................164 Аналоговые ТВ системы ............................................................ 166 Полоса частот .........................................................................................167 Девиация................................................................................................168 Вычисление ЧМ девиации .....................................................................169 Отношения C/N, S/N и порог демодулятора .........................................170 Внесение и коррекция предыскажений .................................................1 7 1 Коэффициент взвешивания шумов .......................................................1 7 1 Расчет цифровой линии связи ................................................. 1 7 1 Пропускная способность канала связи согласно теореме Шеннона ...................................................... 172 Эффективность кодирования ................................................................173 Предварительная коррекция ошибок ....................................................174 Цифровая модуляция ................................................................175 Модификации для системы DVB ............................................. 175 Краткая форма расчета линии связи при ясном небе .......... 176 Проведение обратных вычислений .......................................................178 Уровень ЭИИМ и диаметр антенны ......................................... 179 Значение ширины луча ............................................................. 180 Разнос спутников связи ..........................................................................181 Глава 6. Установка. Исследование места приема .......................................... 184 Координаты поиска спутника .................................................. 186 Магнитное склонение ................................................................ 187 Карты топографической службы ............................................ 188 Исследование азимута .............................................................. 189 Исследование угла места .......................................................... 189 Специальные приборы для исследования места приема .... 193 Прием сигнала с одного спутника ............................................ 195 Рабочие испытания ................................................................................196 Прием сигналов с нескольких спутников ................................ 197 Планировка места приема ........................................................ 198
СОДЕРЖАНИЕ Усилители системы кабельного распределения сигналов .... 198 Разрешение на планировочные работы ................................ 199 Защита от вандализма ............................................................. 199 Совместимость с окружающей средой ................................... 200 Структура кирпича .................................................................... 200 Глава 7. Установка. Монтаж антенны и разводка кабеля ........................ 202 Страховка ................................................................................... 202 Состав бригады для проведения работ по установке ......... 202 Отношения с заказчиком ......................................................... 203 Гарантии ..................................................................................... 203 Основные инструменты и оборудование .............................. 203 Лестницы ............................................................................................... 204 Соблюдение мер безопасности при использовании лестниц ............... 204 Электрические дрели ............................................................................ 205 Электропневматические бурильные и комбинированные молотки ....... 206 Меры безопасности при проведении сверлильных работ.................... 206 Сверла ................................................................................................... 207 Дополнительные инструменты и материалы для установочных работ ........................................................................ 207 Монтаж антенны на стене ........................................................ 208 Шурупы и пластиковые дюбели для стен ............................. 209 Вытягивающие нагрузки и пластиковые дюбели .................................. 210 Поперечные нагрузки и пластиковые дюбельные крепления............... 212 Назначение спроектированных креплений .......................... 212 Расклинивающиеся анкеры ..................................................... 215 Ниппельные анкеры ................................................................. 2 1 7 Сборка антенн, устанавливаемых на стене .......................... 218 Отверстия для ввода кабеля ................................................... 218 Прокладка кабеля ..................................................................... 221 Когда стандартная установка антенны на стене невозможна ................................................................ 222 Низкопрофильные установки ................................................. 224 Установка антенн больших размеров .................................... 225
СОДЕРЖАНИЕ Заземление металлоконструкций .......................................... 227 Сборка антенны ......................................................................... 227 Глава 8. Установка. Настройка антенны и подключение кабеля .......... 228 Контрольноизмерительная аппаратура .............................. 228 Компас и угломер .......................................................................228 Простые линейные измерители пикового уровня ............................ 229 Широкополосные измерители уровня сигнала с питанием от аккумулятора ......................................................... 231 Анализаторы спектра ................................................................... 232 Цифровые приборы .................................................................... 233 Инструкция по работе с Satfinder .................................................. 233 Центрирование облучателя ..................................................... 235 Подсоединение наружного кабеля для фиксированных спутниковых систем .............................. 235 Регулировка антенн с фиксированными подвесками AZ/EL .................................. 236 Герметизирующие составы ........................................................... 237 Регулировка модифицированной полярной подвески .......238 Порядок регулировки модифицированной полярной подвески ....... 242 Универсальная программа расчета углов ..............................245 Глава 9. Установка. Проведение внутренних работ .................................... 248 Подключение сигналов ............................................................. 248 Конфигурация с использованием ВЧ модулятора ............... 249 Порядок выполнения соединения......................................................... 250 Подключение видеомагнитофона ........................................................ 250 Порядок выполнения соединения......................................................... 251 Варианты подключений с использованием разъема SCART ......................................... 252 Другой способ непосредственного подсоединения аудиои видеосигналов .......................................................... 253 Усилители системы распределения сигналов ...................... 257 Расширение возможностей дистанционного управления .... 257
СОДЕРЖАНИЕ Настройка систем, применяющихся в телевизорах и видеомагнитофонах .................................... 261 Предварительно установленная потенциометрическая настройка ...... 261 Настройка электронным сканированием.............................................. 261 Непосредственный ввод номера канала или синтезирование частоты ................................................................ 262 Регулировка ВЧ модулятора ................................................... 263 Настройка спутниковых приемников .................................... 264 Глава 10. Ремонт спутникового оборудования ..... 266 Признаки неисправностей ....................................................... 268 Контрольноизмерительные приборы .................................. 268 Измеритель уровня сигнала .................................................................. 268 Мультиметр........................................................................................... 268 Анализатор спектра............................................................................... 269 Осциллограф......................................................................................... 269 Проверка настройки и внутренних соединений ................... 269 Визуальная проверка внешнего блока .................................. 270 Проверка частей и блоков системы ........................................ 270 Неисправности блока питания ................................................ 272 Импульсные источники питания ............................................ 273 Принципы работы схемы ...................................................................... 273 Диоды, применяемые в источниках питания ........................................ 276 Резисторы и конденсаторы, применяемые в блоках питания ............................................. 278 Контактные соединения ........................................................................ 279 Управление режимами работы LNB: V/H и 22 КГц ............................... 279 Цифровые схемы и схемы дистанционного управления .... 280 Глава 11. Системы цифрового спутникового ТВ ...... 281 Необходимость сжатия информации .................................... 281 Методы снижения скорости передачи информации .......... 283 Избыточность ........................................................................................ 283 Теория информации ............................................................................ 284 Приемлемость изображения ................................................................285 Аналогоцифровое преобразование ................................................... 286 Частота НайквистаКотельникова........................................................ 287 Бинарное кодирование ........................................................................ 288 Кодирование источника изображения ................................................ 289
СОДЕРЖАНИЕ Предварительная обработка ............................................................... 290 Кодирование сокращением избыточности .......................................... 290 Внутрикадровое DCTкодирование ..................................................... 2 9 1 Пороговая обработка ........................................................................... 293 Квантование ......................................................................................... 293 Блоки сканирования ............................................................................ 294 Структура кодов ................................................................................... 295 Межкадровое кодирование ................................................................. 296 Адаптивное кодирование .................................................................... 296 Декодирование .................................................................................... 298 Методы цифровой модуляции ............................................... 299 Сигналы бинарного сообщения ........................................................... 299 Скорость передачи сигнала и скорость передачи данных ................... 300 Цифровая частотная модуляция или частотная фазовая манипуляция ................................................... 300 Цифровая фазовая модуляция или фазовая манипуляция ................. 3 0 1 Относительная фазовая манипуляция ................................................. 302 Квадратурная фазовая манипуляция ................................................... 303 Методы модуляции 8PSK и 16PSK ..................................................... 306 Квадратурная амплитудная модуляция ............................................... 307 Направления развития ......................................................................... 308 Система DVB/MPEG2 .............................................................. 309 Система DVBS ..................................................................................... 3 1 0 Система DVBSI .................................................................................... 3 1 1 Стандарт MPEG2 Audio ....................................................................... 3 1 2 Стандарт MPEG2 Video ........................................................................ 3 1 2 Система DirecTV .......................................................................... 3 1 4 Глава 12. Системы распределения спутниковых ПЧ сигналов .............................................. 3 1 7 Технические термины .............................................................. 3 1 7 Распределение ПЧ и многоканальное распределение ....... 3 1 9 Методы распределения сигналов спутниковой ПЧ ............. 320 Распределение сигналов одной поляризации ..................... 322 Распределение сигналов с двумя направлениями поляризации .................................. 323 Внешний блок ...................................................................................... 323 Применение схемы соединений звездой при использовании одного кабеля ...................................................... 324
СОДЕРЖАНИЕ Применение древовидной схемы соединений при использовании двух кабелей .................................................. 3 2 7 Оборудование и компоненты ................................................. 329 Диплексеры спутниковой ПЧ/наземных ТВ сигналов ......................... 329 Делители .............................................................................................. 330 Переключатели V/H ............................................................................. 330 Мультисвитчи V/H ............................................................................... 330 Мультисвитчи для спутниковых и наземных сигналов ........................ 3 3 1 Инжекторы питания ............................................................................. 3 3 1 Магистральные усилители спутниковой ПЧ ........................................ 332 Линейные усилители ............................................................................ 332 Ответвители ......................................................................................... 332 Ответвители с переключением V/H ..................................................... 333 Устройства сопряжения со схемой управления поляризатором ......... 334 Коаксиальные кабели .......................................................................... 334 Настенные абонентские розетки .......................................................... 334 Устройства сдвига частоты каналов ..................................................... 335 Спутниковые приемники...................................................................... 335 Небольшие интегрированные системы ............................................... 336 Предварительная обработка сигнала спутниковой ПЧ........................ 336 Проектирование простых систем ........................................... 337 Проектирование, установка и безопасность........................................ 343 Выбор размера антенны ....................................................................... 344 Приложение 1. Глоссарий .............................................. 348 Приложение 2. Средства программного обеспечения .......................................... 364 Программа Satmaster Pro для Windows ................................. 364 Программа Satfinder ................................................................. 366 Спутниковая энциклопедия .................................................... 367 Приложение 3. Условия, определяющие геостационарную орбиту спутника ........................... 368 Приложение 4. Крепежные изделия (номера по каталогу для продукции компании Rawlplug) .......................................................... 3 7 1
СОДЕРЖАНИЕ Приложение 5. Список геостационарных спутников ................................................................................ 375 Приложение 6. Таблица значений углов азимута, места и поворота конвертора ...... 378 Приложение 7. Таблицы глобальных азимутов и углов места ........................................................................ 384 Приложение 8. Таблицы значений AZ/EL для главных европейских городов и деловых центров ............................................................ 4 1 4 Приложение 9. Полезные константы и эквиваленты ...................................................................... 428 Предметный указатель ..................................................... 429
ПРЕДИСЛОВИЕ Первое издание книги «Guide to Satellite TV» получило благоприятные отзывы еще в 1990 году. С тех пор в быстро развивающейся отрасли спутникового ТВ произошло много изменений. Новое, четвертое издание исправлено и дополнено материалами по цифровому ТВ вещанию, которое, как ожидается, вскоре полностью вытеснит аналоговые системы благодаря своей гибкости и значительному сокращению полосы частот. Настоящее издание сочетает в себе качества обычного руководства по установке оборудования и учебника с привлечением теоретического материала. Добавлены новые разделы по следующим темам: ❍ антенны с несколькими облучателями, позволяющими принимать сигналы от двух и более спутников при помощи одной фиксированной антенной тарелки; ❍ универсальные широкополосные конверторы (LNB) для приема аналоговых и цифровых сигналов; ❍ упрощенный расчет параметров линии связи от спутника до Земли для конкретного типа цифровой приемной аппаратуры; ❍ обзор системы DVB/MPEG2, получившей широкое распространение. В книге содержатся все необходимые сведения по спецификации, установке и техническому обслуживанию фиксированных и полярных антенных подвесок, а также систем распределения сигналов ПЧ
ПРЕДИСЛОВИЕ для небольших жилых кварталов и гостиниц. К сожалению, в подобном издании невозможно осветить все стороны такой динамичной отрасли, как спутниковое ТВ. Однако автор надеется, что установщики аппаратуры получат наиболее важную техническую информацию. Автор выражает признательность всем инженерам, внесшим огромный вклад в фонд общечеловеческих знаний, из которого, в конечном счете, и была «позаимствована» большая часть материала для этой книги. Д. Стивенсон Мерсейсайд
ГЛАВА 1. ОБЗОР СПУТНИКОВОГО ТВ Хотя поначалу спутниковое ТВ и не было предназначено для непосредственного приема в бытовых условиях, подобная практика существует много лет. Все началось с того, что несколько энтузиастов, воспользовавшись элементарными знаниями по спутниковым приемным системам, стали просматривать программы, передаваемые для операторов кабельных систем через маломощные спутники основных телекоммуникаций. Необходимое для этого оборудование было импортным и, в основном, неевропейским. Громоздкие и неэстетичные устройства стоили недешево, а прием сигнала в условиях дождя или низкой облачности не отличался высоким качеством. Неудивительно, что это новшество не вызвало какоголибо интереса в обществе. Сегодня огромные антенны Kuдиапазона уже не находят широкого применения. С тех пор как новые, более мощные спутники почти полностью заменили устаревшие модели, антенны размером свыше 1,5 м в Европе являются редкостью. Наибольшим спросом пользуются услуги спутниковых служб диапазона FSS, которые предоставляются на определенное время. Операторы спутникового ТВ применяют различные методы для увеличения пропускной способности канала связи. Наиболее распространенным является пакетный подход, когда от двух до пяти спутников группируются на одном небольшом участке орбиты (например, спутники системы Astra). Другой метод предусматривает использование спутников, находящихся на разных участках орбиты, но направляющих свои сигналы на одну зону обслуживания (например,
спутники серии Eutelsat). Иногда операторы объединяют два подхода, как это происходит при совместном расположении спутников Hotbird в позиции 13°E (восточной долготы). Другой метод предусматривает использование спутников, находящихся на разных участках орбиты, но направляющих свои сигналы на одну зону обслуживания (например, спутники серии Eutelsat II). Иногда операторы объединяют оба подхода, как это происходит при совместном расположении спутников Eutelsat II F6 (Hotbird 1) и Hotbird 2 в позиции 13°E (восточной долготы). Очевидно, что совместное расположение предпочтительнее одиночного, поскольку для приема сигналов от нескольких спутников требуется недорогая «тарелка» с фиксированной антенной подвеской. Основные термины и понятия Для тех, кто является новичком в системах связи и незнаком с некоторыми терминами и понятиями, ниже помещен краткий подготовительный раздел, который содержит основные принципы, необходимые для понимания вопросов спутникового приема. Технически подготовленные специалисты могут при желании пропустить этот раздел. Синусоидальные электромагнитные волны Все радиои телевизионные сигналы состоят из электрических и магнитных волн, которые распространяются в свободном пространстве со скоростью света (примерно 186 000 миль в секунду, или 3 × 108 м/с). Эти волны состоят, в свою очередь, из электрических полей (E), измеряемых в вольтах на метр, и магнитных полей (H), измеряемых в амперах на метр. Составляющие полей Е и Н всегда расположены под прямым углом друг к другу, а направление распространения волн – под прямым углом к обоим полям. По мере распространения в пространстве амплитуда волн изменяется синусоидально. На самом деле несинусоидальную электромагнитную волну создать невозможно. (Важность этого положения прояснится позже, когда будет обсуждаться тема модуляции.) Синусоидальная волна Синусоидальная волна (см. рис. 1.1) характеризуется следующими основными параметрами: ❍ цикл – одна полная электрическая последовательность; ❍ пиковое значение (Vp) – максимальный положительный или отрицательный уровень, называемый также амплитудой; ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ
ОБЗОР СПУТНИКОВОГО ТВ ❍ период (t) – время одного полного цикла; ❍ частота (f) – число циклов в секунду, которое измеряется в герцах (Гц). Один герц равен одному циклу в секунду. Из этого следует, что период и частота являются обратными величинами: t = 1/f. Для удобства часто используются следующие множители герц: – килогерц (кГц) = 103 Гц = 1 000 Гц; – мегагерц (МГц) = 106 Гц = 1 000 000 Гц; – гигагерц (ГГц) = 109 Гц = 1 000 000 000 Гц; ❍ действующее значение (RMS) составляет 0,707 от пикового значения, и если не оговариваются другие условия, то при любой ссылке на напряжение или ток в технической литературе обычно имеется в виду эта величина. Например, напряжение питания в Великобритании имеет синусоидальную форму, значение напряжения установлено на уровне 240 В, поэтому пиковое значение составляет 240/0,707 = 339 В. Те же расчеты для России, где напряжение питания составляет 220 В, дают следующий результат: 220/0,707 = 311 В. Период (t) 0 Vp Vp Рис. 1.1. Синусоидальная волна Угловая скорость Угловая скорость (ω) – это косвенный способ выражения частоты: ω = 2πf рад/с. Вместо подсчета числа полных циклов угловая скорость показывает, насколько быстро изменяется векторный угол. Выражение, характеризующее непрерывное (мгновенное) значение v синусоидальной волны в любой точке цикла, имеет следующий вид: v = Vp sin θ, где Vp – пиковое значение напряжения (амплитуда); θ – угол, измеряемый в радианах (не в градусах).
Цикл составляет 2π радиан, и, поскольку синусоидальная волна может быть визуально представлена как вектор вращения за цикл, выражение, приведенное выше, может быть записано в обозначениях частоты и угла: v = Vp sin 2πft. Для краткости 2πf часто обозначают угловой скоростью ω. Таким образом, выражение для синусоидальной волны будет иметь следующий вид: v = Vp sin ωt. Длина волны Поскольку электромагнитные волны распространяются с известной скоростью и изменяются синусоидально, можно рассчитать, насколько далеко волна, имеющая частоту f, распространится за один цикл. Обозначая скорость света буквой с, длину волны W1 можно выразить формулой: W = c / f. Отсюда следует, что чем выше частота, тем короче длина волны. В спутниковом ТВ вещании используются частоты порядка 10 ГГц. Тем не менее, длины волн исчисляются в сантиметрах, поэтому длина волны может быть вычислена следующим образом: W = (3 × 108) / (10 × 109), W = 3 × 10–2 = 3 см. На практике используемые частоты не обязательно выражаются в круглых числах, например 10 ГГц. Тем не менее длины волн исчисляются в сантиметрах, фактически они и называются сантиметровыми. Возникает вопрос: почему такие высокие частоты используются в спутниковом вещании? Прежде чем ответить на него, необходимо понять некоторые фундаментальные законы, имеющие отношение к передаче информации, независимо от того, звуковая это информация или визуальная. Несущая частота Предположим, что требуется передать звуковой сигнал частотой 1000 Гц. Теоретически электрический генератор и усилитель могут быть ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ 1 Обозначение W используется здесь в качестве примера. Обычно длина волны обозначается λ. – Прим. науч. ред.
Доступ онлайн
135 ₽
В корзину