Спутниковое телевидение в вашем доме
Спутниковое телевидение: руководство для дома и профессионалов
Спутниковое телевидение (ТВ) прошло долгий путь от громоздких, дорогих систем до современных, компактных решений. Эта книга, являющаяся одновременно руководством по установке и учебником, охватывает все аспекты спутникового ТВ, от теоретических основ до практических советов.
Основные принципы и терминология
Для понимания принципов работы спутникового ТВ необходимо ознакомиться с основными терминами. Радиосигналы состоят из электрических и магнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Важными параметрами синусоидальной волны являются цикл, пиковое значение, период и частота. Модуляция, будь то амплитудная (АМ) или частотная (ЧМ), используется для наложения информации на несущую частоту. ЧМ предпочтительнее АМ из-за меньшей подверженности шумам, хотя и требует большей полосы частот. Децибелы используются для выражения отношений мощностей, упрощая расчеты усиления и потерь сигнала.
Компоненты спутниковой системы
Спутниковое ТВ в Ku-диапазоне использует геостационарные спутники, расположенные на высоте около 36 000 км над экватором. Сигнал передается по линии связи вверх, обрабатывается спутником и ретранслируется по линии связи вниз к наземным приемным станциям. Основные компоненты включают в себя:
- Антенну: Параболический рефлектор собирает и фокусирует микроволновый сигнал. Существуют прямофокусные и офсетные антенны.
- Антенные подвески: AZ/EL для фиксированного приема и полярные для слежения за орбитой.
- Облучатель: Расположен в фокусе антенны, собирает сигналы.
- Поляризатор: Используется для линейной или круговой поляризации, позволяя передавать больше каналов.
- Малошумящий блок (LNB): Усиливает и преобразует сигнал в частотный диапазон, удобный для передачи по кабелю.
Расчет линии связи
Для обеспечения качественного приема необходимо рассчитать линию связи. Важными факторами являются эффективная изотропноизлучаемая мощность (ЭИИМ), диаметр антенны, коэффициент шума LNB, потери в кабеле и атмосфере. Расчет включает в себя определение азимута и угла места, потерь при прохождении сигнала в свободном пространстве, коэффициента усиления антенны и общей шумовой температуры системы. Важно учитывать затухание сигнала в дожде и влияние шумов.
Установка и настройка
Установка спутниковой системы включает в себя исследование места приема, монтаж антенны, прокладку кабеля и настройку. Исследование места приема определяет оптимальное местоположение антенны, учитывая препятствия, такие как здания и деревья. Монтаж антенны требует соблюдения мер безопасности и правильного выбора крепежных изделий. Настройка антенны включает в себя точное наведение на спутник с использованием компаса и угломера.
Цифровое спутниковое ТВ
Цифровое ТВ (DVB) использует методы сжатия данных (MPEG2) и цифровой модуляции для эффективной передачи. Приемники DVB включают в себя ВЧ-тюнер/демодулятор, блок индикации, блок питания, микропроцессор и слот для смарткарты.
Распределение сигналов
Для распределения спутниковых ПЧ сигналов используются различные методы, такие как схема соединения звездой и древовидная схема. Важными компонентами являются диплексеры, делители, переключатели V/H и мультисвитчи.
Ремонт и обслуживание
При возникновении неисправностей необходимо определить ее причину, проверив настройки, соединения и компоненты системы. Важно проверять напряжение питания, а также использовать измеритель уровня сигнала и мультиметр.
В заключение, эта книга предоставляет всестороннее руководство по спутниковому телевидению, от основ до практических аспектов установки, настройки и обслуживания. Она будет полезна как для начинающих, так и для опытных специалистов.
Текст подготовлен языковой моделью и может содержать неточности.
- ВО - Бакалавриат
- 11.03.01: Радиотехника
- 11.03.04: Электроника и наноэлектроника
- ВО - Специалитет
- 11.05.02: Специальные радиотехнические системы
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