RCDetails Blog
О коптерах и не только
Антенна с круговой или с линейной поляризацией, что лучше для FPV?
Антенны можно разделить на категории по виду поляризации: линейная или круговая. В этой статье мы подробно рассмотрим различия между этими видами поляризации.
Виды поляризации
Поляризация определяет вид волн в пространстве. Этот термин очень часто употребляется при обсуждении FPV оборудования.
Линейная поляризация
В этом случае сигнал колеблется горизонтально или вертикально, но только в одной плоскости.
Большинство простых антенн дают линейную поляризацию сигнала: например, стоковые диполи (в комплекте с видео передатчиками и приемниками), или даже домашний Wifi.
Достоинства и недостатки линейной поляризации
Антенны линейной поляризации очень широко распространены благодаря простоте конструкции, что в самом примитивном виде дает просто кусок провода. Эти антенны имеют малый размер, низкую цену, их легко ремонтировать и собирать.
В общем и целом, линейная поляризация отлично подходит для больших расстояний, т.к. вся энергия будет сосредоточена в одной плоскости. Это преимущество не всегда проявляется из-за многолучевого распространения сигнала (многократные переотражения сигнала), но это мы обсудим чуть позже.
Для того чтобы получить максимальный уровень сигнала, антенны приемника и передатчика должны быть расположены параллельно (для максимального перекрытия излучения.
В самом крайнем случае, когда антенна приемника и антенна передатчика расположены под углом 90 градусов друг относительно друга — получаем наименьший уровень сигнала. Результат — потери сигнала в 30 дБ, это кросс поляризация.
Наши коптеры постоянно перемещаются в небе, поэтому невозможно держать антенны параллельно друг другу, следовательно, прием FPV сигнала будет не стабильным.
Круговая поляризация
При круговой поляризации сигнал распространяется в обоих плоскостях (в вертикальной и горизонтальной) со сдвигом фазы на 90 градусов, представить можно в виде штопора.
Посмотрим на наиболее часто используемые антенны для FPV.
Четырехлепестковый клевер (Skew-Planar Wheel antenna) — антенна круговой поляризации, имеет отличную устойчивость к отраженным сигналам. Обычно она используется там, где аэродинамическое сопротивление не критично. Как правило это антенна на приемнике, хотя и на передатчик ее тоже можно поставить.
Трехлепестковый клевер (The Cloverleaf antenna) — обычно используется на передатчиках. Можно комбинировать с четырехлепестковым клевером для увеличения радиуса приема и увеличения качества сигнала.
Достоинства и недостатки круговой поляризации
Сигнал с круговой поляризацией всегда попадает на антенну, т.е. вне зависимости от угла между антенной на квадрике и на приемнике. Именно поэтому антенны с круговой поляризацией — стандарт для FPV.
Еще одно достоинство антенн с круговой поляризацией — это возможность отсекать отраженный сигнал.
Многолучевое распространение сигнала — одна из главных причин плохого качества видео (изменение цвета, помехи, скрэмблированное изображение, двоение и т.п.). Так бывает, когда сигнал отражается от объектов и приходит с другой фазой, при этом смешиваясь с основным сигналом.
Круговая поляризация бывает, как левой (LHCP), так и правой (RHCP). На передатчике и приемнике должны быть антенны с одним и тем же направлением, иначе будет очень сильная потеря сигнала.
Круговая поляризация хорошо защищает от переотраженных сигналов, потому что, когда сигнал отражается от объекта, меняется направление поляризации. Т.е. антенна LHCP отсекает RHCP сигнал и наоборот (кросс поляризация).
Поляризация антенны или поляризации
— обзор, резюме, учебник по РЧ антенне или поляризации антенны и влиянию поляризации на РЧ антенны и радиосвязь.
Для большинства антенн очень легко определить поляризацию. Он просто находится в одной плоскости с элементами антенны. Таким образом, вертикальная антенна (то есть антенна с вертикальными элементами) лучше всего будет принимать сигналы с вертикальной поляризацией, и точно так же горизонтальная антенна будет принимать сигналы с горизонтальной поляризацией.
Электромагнитная волна
Важно согласовать поляризацию РЧ-антенны с поляризацией входящего сигнала. Таким образом получается максимальный сигнал. Если поляризация РЧ антенны не совпадает с поляризацией сигнала, происходит соответствующее уменьшение уровня сигнала. Он уменьшается на коэффициент косинуса угла между поляризацией РЧ антенны и сигналом.
Соответственно, очень важна поляризация антенн, расположенных в свободном пространстве, и, очевидно, они должны находиться в одной и той же плоскости для обеспечения оптимального сигнала. Если бы они находились под прямым углом друг к другу (т.е. кросс-поляризованы), то теоретически сигнал не принимался бы.
Для приложений наземной радиосвязи обнаружено, что после передачи сигнала его поляризация в целом остается прежней. Однако отражения от объектов на пути могут изменить поляризацию. Поскольку принятый сигнал представляет собой сумму прямого сигнала плюс несколько отраженных сигналов, общая поляризация сигнала может немного измениться, хотя в целом остается неизменной.
Поляризационные Категории Новые
Другая форма поляризации известна как эллиптическая поляризация. Это происходит, когда есть смесь линейной и круговой поляризации. Это можно визуализировать, как и раньше, по кончику вектора электрического поля, идущему от штопора эллиптической формы.
Однако антенны с линейной поляризацией могут принимать сигналы с круговой поляризацией и наоборот. Сила будет одинаковой, независимо от того, установлена ли линейно поляризованная антенна вертикально, горизонтально или в любой другой плоскости, но направлена на приходящий сигнал. Будет некоторое ухудшение, поскольку уровень сигнала будет на 3 дБ ниже, чем если бы использовалась антенна с круговой поляризацией того же чувства. Такая же ситуация существует, когда антенна с круговой поляризацией принимает сигнал с линейной поляризацией.
Применение антенны поляризации
В разных приложениях используются разные типы поляризации, чтобы использовать их преимущества. Линейная поляризация, безусловно, наиболее широко используется в большинстве приложений радиосвязи. Вертикальная поляризация часто используется для мобильной радиосвязи. Это связано с тем, что многие конструкции антенн с вертикальной поляризацией имеют всенаправленную диаграмму направленности, и это означает, что антенны не нужно переориентировать в положение, как это всегда бывает для мобильной радиосвязи при движении транспортного средства. Для других приложений радиосвязи поляризация часто определяется соображениями радиочастотной антенны. Некоторые большие многоэлементные антенные решетки легче монтировать в горизонтальной плоскости, чем в вертикальной. Это связано с тем, что элементы РЧ-антенны расположены под прямым углом к вертикальной опоре, на которой они установлены, и, следовательно, при использовании антенны с горизонтальными элементами между ними меньше физических и электрических помех. Во многих случаях это определяет стандартную поляризацию.
В некоторых приложениях есть различия в производительности между горизонтальной и вертикальной поляризацией. Например, станции средневолнового вещания обычно используют вертикальную поляризацию, потому что распространение земной волны над землей значительно лучше при использовании вертикальной поляризации, тогда как горизонтальная поляризация показывает незначительное улучшение для связи на большие расстояния с использованием ионосферы. Круговая поляризация иногда используется для спутниковой радиосвязи, поскольку есть некоторые преимущества с точки зрения распространения и преодоления замирания, вызванного изменением ориентации спутника.
Линейная поляризация и круговая, какая антенна лучше для квадрокоптера
Антенны для квадрокоптеров бывают 3 типов поляризации или простыми словами — 2 форм:
Что такое антенна?
Антенна — металлическое устройство, способное преобразовывать и отправлять энергию высокочастотного колебания от передатчика во внешнюю среду (радиоволны), а также принимать эти частоты и преобразовывать их в высокочастотные колебания.
В этой статье мы подробно опишем, как они устроены и как работают, а также сделаем выбор в пользу одной из поляризаций, с которой можно без проблем летать на квадрокоптере, не опасаясь, что пропадет сигнал.
Типы поляризации
Линейная поляризация
Линейная поляризация — сигнал колеблется только в одной плоскости и только в одном направлении: вертикально или горизонтально.
Как это выглядит? Схема ниже:
Могу с уверенностью сказать, что вы уже имели дело с антеннами, у которых линейная поляризация. Посмотрите на фото ниже:
Если вы уже собирали квадрокоптер, то наверняка видели в комплекте с видеопередатчиками такие антенны.
По факту это просто кусок провода, и на хороший прием можно особо не рассчитывать. Таким образом, этот тип антенн хорош только при направленном действии, то есть передатчик и приемник должны быть в одном направлении, параллельны.
Круговая поляризация
Круговая поляризация — сигнал колеблется в одном из направлений, в вертикальном или горизонтальном, но при этом описывает окружность. Вращение может быть и в левую сторону, и в правую.
Выглядит это вот так:
А сами антенны — это хорошо знакомые вам «клеверы», или их еще называют «грибовидные» антенны, при условии, конечно, что вы уже собирали сами квадрокоптер или просто уже знаете о видах антенн для дрона:
Строение такой антенны:
Какой тип антенн использовать для квадрокоптера?
Почему не рекомендуется использовать на квадрокоптерах антенны с линейной поляризацией? Все дело в физике. Как уже говорилось выше, линейная поляризация работает в одной плоскости, и чтобы сигнал всегда был сильным, приемник (квадрокоптер) и передатчик (пульт) всегда должны быть параллельны. Но это невозможно из-за специфики полетов дрона. Например, сигнал будет очень плохим, если антенны приемника и передатчика будут под углом 90° друг к другу.
Другое дело с круговой поляризацией, у нее охват гораздо шире, уровень сигнала всегда будет на приемлемом уровне, поэтому все пилоты всегда меняют стандартные антенны на «клевер». На большие дроны-долголеты, которым нужна частота 1.2Ггц, ставят большие клеверы:
Антенны типа «клевер» бывают с 3 лепестками и 4 лепестками:
Антенна с 4 лепестками обычно используется в качестве принимающей, а 3-лепестковая является универсальной и используется в обоих случаях (прием и отправка).
Общий вид на 3 типа поляризации:
Выводы
Надеемся, мы смогли донести до вас эту информацию в простой форме. И запомните, для квадрокоптеров целесообразно использовать антенны с круговой поляризацией, типа «клевер». Если у вас остались вопросы, задавайте в комментариях.
Теория радиоволн: антенны
Помимо свойств радиоволн, необходимо тщательно подбирать антенны, для достижения максимальных показателей при приеме/передаче сигнала.
Давайте ближе познакомимся с различными типами антенн и их предназначением.
Антенны — преобразуют энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.
Диаграмма направленности — графическое представление коэффициента усиления антенны, в зависимости от ориентации антенны в пространстве.
Антенны
Симметричный вибратор
В простейшем случае состоит из двух токопроводящих отрезков, каждый из которых равен 1/4 длины волны.
Широко применяется для приема телевизионных передач, как самостоятельно, так и в составе комбинированных антенн.
Так, к примеру, если диапазон метровых волн телепередач проходит через отметку 200 МГц, то длина волны будет равна 1,5 м.
Каждый отрезок симметричного вибратора будет равен 0,375 метра.
Диаграмма направленности симметричного вибратора
В идеальных условиях, диаграмма направленности горизонтальной плоскости, представляет собой вытянутую восьмерку, расположенную перпендикулярно антенне. В вертикальной плоскости, диаграмма представляет собой окружность.
В реальных условиях, на горизонтальной диаграмме присутствуют четыре небольших лепестка, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.
Из диаграммы можем сделать вывод о том, как располагать антенну, для достижения максимального усиления.
В случае не правильно подобранной длины вибратора, диаграмма направленности примет следующий вид:
Основное применение, в диапазонах коротких, метровых и дециметровых волн.
Несимметричный вибратор
Или попросту штыревая антенна, представляет из себя «половину» симметричного вибратора, установленного вертикально.
В качестве длины вибратора, применяют 1, 1/2 или 1/4 длины волны.
Диаграмма направленности следующая:
Представляет собой рассеченную вдоль «восьмерку». За счет того, что вторая половина «восьмерки» поглощается землей, коэффициент направленного действия у несимметричного вибратора в два раза больше, чем у симметричного, за счет того, что вся мощность излучается в более узком направлении.
Основное применение, в диапазонах ДВ, КВ, СВ, активно устанавливаются в качестве антенн на транспорте.
Наклонная V-образная
Конструкция не жесткая, собирается путем растягивания токопроводящих элемементов на кольях.
Имеет смещение диаграммы направленности в стороны противоположную острию буквы V
Применяется для связи в КВ диапазоне. Является штатной антенной военных радиостанций.
Антенна бегущей волны
Также имеет название — антенна наклонный луч.
Представляет из себя наклонную растяжку, длина которой в несколько раз больше длины волны. Высота подвеса антенны от 1 до 5 метров, в зависимости от диапазона работы.
Диаграмма направленности имеет ярко выраженный направленный лепесток, что говорит о хорошем усилении антенны.
Широко применяется в военных радиостанциях в КВ диапазоне.
В развернутом и свернутом состоянии выглядит так:
Антенна волновой канал
Здесь: 1 — фидер, 2 — рефлектор, 3 — директоры, 4 — активный вибратор.
Антенна с параллельными вибраторами и директорами, близкими к 0,5 длины волны, расположенными вдоль линии максимального излучения. Вибратор — активный, к нему подводятся ВЧ колебания, в директорах, наводятся ВЧ токи за счет поглощения ЭМ волны. Расстояние между рифлектором и директорами подпирается таким образом, чтобы при совпадении фаз ВЧ токов образовывался эффект бегущей волны.
За счет такой конструкции, антенна имеет явную направленность:
Рамочная антенна
Применяется для приема ТВ программ дециметрового диапазона.
Как разновидность — рамочная антенна с рефлектором:
Логопериодическая антенна
Свойства усиления большинства антенн сильно меняются в зависимости от длины волны. Одной из антенн, с постоянной диаграммой направленности на разных частотах, является ЛПА.
Отношение максимальной к минимальной длине волн для таких антенн превышает 10 — это довольно высокий коэффициент.
Такой эффект достигается применением разных по длине вибраторов, закрепленных на параллельных несущих.
Диаграмма направленности следующая:
Активно применяется в сотовой связи при строительстве репитеров, используя способность антенн, принимать сигналы сразу в нескольких частотных диапазонах: 900, 1800 и 2100 МГц.
Поляризация
Поляризация — это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве.
Различают: вертикальную, горизонтальную и круговую поляризацию.
Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения.
К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, дает вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.
Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к. природные и индустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию.
Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно, чем вертикально.
При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхность поглощает на 25% меньше их энергии.
При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, как следствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемной части падает. Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию.
Все эти факторы факторы следует учитывать при расчете радиолиний с максимальной эффективностью.
Особенности приема сигналов с круговой поляризацией
Частоту принято разделять на так называемые диапазоны (или под — диапазоны), которым присваиваются свои обозначения.
Поляризация антенн является очень важным фактором при выборе и установке антенны. Большинство систем связи используют либо вертикальную, либо горизонтальную, либо круговую поляризацию. Знание разницы между поляризациями и максимизация их пользы очень важно для пользователя антенны.
Обзор поляризации Антенна — это преобразователь, который преобразует радиочастотный электрический ток в электромагнитные волны, которые затем излучаются в космос. В общем, большинство антенн излучают либо линейную, либо круговую поляризацию. Линейная поляризованная антенна излучает целиком в одной плоскости, содержащей направление распространения. В круговой поляризованной антенне плоскость поляризации вращается по кругу, совершая один полный оборот за один период волны. Если вращение по часовой стрелке смотрит в направлении распространения, то смысл называется правым кругом.
Чтобы понять, что это за диапазоны, разберемся как всегда на простом примере.
Если вращение против часовой стрелки, то смысл называется левым круговым. Говорят, что антенна имеет вертикальную поляризацию, когда ее электрическое поле перпендикулярно поверхности Земли. Горизонтально поляризованные антенны имеют свое электрическое поле, параллельное поверхности Земли.
Круговая поляризованная волна излучает энергию как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях и всех плоскостях между ними. Разница, если таковая имеется, между максимальным и минимальным пиками при вращении антенны по всем углам, называется осевым отношением или эллиптичностью и обычно указывается в децибелах. Если осевое отношение составляет около 0 дБ, антенна называется круговой поляризацией. Если осевое отношение больше 1-2 дБ, поляризация часто упоминается как эллиптическая.
На такие же диапазоны, только радиочастотные, делиться и спутниковый сигнал. Так например — C диапазон (C Band), или Ku диапазон (Ku Band). Ниже, приведена таблица частоты спектра вещательных диапазонов:
C — диапазон — используется на сравнительно старых спутниках. Ku — диапазон, более популярен для прямого спутникового вещания. В нем смотрят телепpедачи примерно 95…98% зрителей.
Важные соображения Поляризация является важным соображением. Поляризация каждой антенны в системе должна быть правильно выровнена. Максимальная интенсивность сигнала между станциями возникает, когда обе станции используют идентичную поляризацию. При выборе антенны важно учитывать, является ли поляризация линейной или эллиптической. Если поляризация линейная, то она вертикальная или горизонтальная?
На линиях прямой видимости наиболее важно, чтобы поляризация антенн на обоих концах пути использовала одну и ту же поляризацию. В линейно-поляризованной системе несоосность поляризации 45 градусов приведет к ухудшению сигнала до 3 дБ, а при смещении на 90 градусов ослабление может составлять 20 дБ или более. Аналогично, в системе с круговой поляризацией обе антенны должны иметь одинаковый смысл. В противном случае будет понесен дополнительный убыток в 20 дБ или более.
Пояснение : Некоторые термины, размещенные далее на страницах, для вас будут не понятными, чтобы изучить каждый в отдельности, от вас потребуется много времени и сил, да и нужна некоторая изначальная подготовка. И может случиться так, что не каждый, дочитает эту тему до конца. Что бы так не случилось, мы поступим проще. Не знакомые слова, я буду выделять красным цветом, а Вам надо просто их запомнить. Таких слов, здесь не много, так что я думаю, Вам это не составит особого труда. Во всяком случае, если забудете, то всегда можно вернуться, и пробежаться по уже знакомым словам еще раз.
Также обратите внимание, что линейно поляризованные антенны будут работать с антеннами с круговой поляризацией и наоборот. Тем не менее, до 3 дБ потери мощности сигнала будет. В слабых сигнальных ситуациях эта потеря сигнала может ухудшить связь. Еще одно соображение — кросс-поляризация. Это происходит, когда нежелательное излучение присутствует от поляризации, которая отличается от поляризации, в которой должна была излучаться антенна. Например, вертикальная антенна может излучать некоторую горизонтальную поляризацию и наоборот.
Однако это редко бывает проблемой, если поблизости нет шума или сильных сигналов. Типичные области применения Вертикальная поляризация чаще всего используется, когда желательно излучать радиосигнал во всех направлениях, таких как широко распространенные мобильные устройства. Вертикальная поляризация также хорошо работает в пригородах или в стране, особенно там, где есть холмы.
(виды поляризации спутникового сигнала)
Кроме частотного спектра (диапазона), спутниковый сигнал, различаются видом поляризации сигнала. Вот основные виды поляризации сигнала, с которыми Вы можете столкнуться:
1) Линейная горизонтальная — сокращено «H » (Horisontal).
2) Линейная вертикальная — сокращено «V » (Vertical).
Кроме того, радиочастотный шум человека преимущественно вертикально поляризован, а использование горизонтальной поляризации будет обеспечивать некоторую дискриминацию в отношении помех от шума. Циркулярная поляризация чаще всего используется при спутниковой связи. Это особенно необходимо, поскольку поляризация линейной поляризованной радиоволны может вращаться по мере прохождения сигнала через любые аномалии в ионосфере. Кроме того, из-за положения Земли относительно спутника геометрические отличия могут изменяться, особенно если спутник, по-видимому, перемещается относительно неподвижной станции, связанной с Землей.
1) Круговая правая — сокращено «R » (Right).
1) Круговая левая — сокращено «L » (Left).
Сигнал горизонтальной поляризации (Horisontal) — идет к спутниковой
антенне
в горизонтальной плоскости (Рис. 1 ).
Рис. 1 Сигнал горизонтальной поляризации — Horisontal (H).
Круговая поляризация будет поддерживать постоянный сигнал независимо от этих аномалий. Что доступно Как указано выше, для достижения наилучшей производительности желательно использовать антенну с той же поляризацией на обоих концах пути связи. Если система уже на месте, все, что требуется, — это выяснить, какая поляризация используется в настоящее время и соответствовать ей.
Большинство поставщиков антенн базовой станции будут поставлять антенны с вертикальной или горизонтальной поляризацией. Они являются наиболее экономичными. Круговые поляризованные антенны обычно являются более дорогостоящими, чем линейно-поляризованные, поскольку истинной круговой поляризации трудно достичь. Примером настоящей круговой поляризации антенны является спираль.
Сигнал вертикальной поляризации (Vertical) — в вертикальной плоскости (Рис. 2 ).
Если давать популярное определение этому понятию, то спутниковые диапазоны
представляют собой пределы радиочастот, в которых осуществляется уверенный прием передаваемого сигнала со спутника. Но это очень приблизительная дефиниция, данная только для понятия лицам, которые не знакомы с радиотехникой.
Однако наиболее распространенная циркулярно поляризованная антенна использует скрещенные Яги для «ближней циркуляции» или эллиптической поляризации. Эллиптическая поляризация может быть сгенерирована путем размещения двух идентичных линейно поляризованных Яги под прямым углом друг к другу, а затем подачи их равной мощности и фазированной сети.
Виды спутниковых диапазонов
Другие соображения Если ваша антенна должна располагаться на существующей башне или здании с другими антеннами поблизости, попробуйте разделить антенны как можно дальше друг от друга. При настройке вашей собственной эксклюзивной линии связи может быть разумным сначала проверить связь с вертикальной и затем горизонтальной поляризацией, чтобы увидеть, какая из них обеспечивает лучшую производительность. Если в области есть какие-либо отражения, особенно из структур или башен, одна поляризация может превзойти другую.
Характеристики транспондеров
Главой особенностью каждого спутника-ретранслятора считается т.н. «зона покрытия» (уверенного приема). Для понятия всей темы необходимо дать определение, что такое транспондер. Это передатчик-ответчик, который посылает обратный сигнал в ответ на ранее принятый электромагнитный импульс. К примеру, если спутник Amos 3 снабжен транспондерами европейской и ближневосточной направленности (способностью к ретрансляции в заданном направлении), то на территории России прием осуществляться не будет.
С другой стороны, когда радиоволны поражают гладкую отражающую поверхность, они могут иметь фазовый сдвиг на 180 градусов, явление, известное как зеркальное отражение зеркального отражения. Круговая поляризация использовалась в этих ситуациях, поскольку отраженная волна имела бы другой смысл, чем прямая волна, и блокировала бы затухание от этих отражений.
Разнообразный прием Даже если поляризации совпадают, другие факторы могут повлиять на силу сигнала. Наиболее распространенными являются длительное и краткосрочное угасание. Долгосрочное угасание является следствием изменений погоды или когда мобильная станция движется за холмами или зданиями.
Диаграмма направленности транспондера
дает возможность фиксировать способность приема электромагнитных импульсов (сигналов).
– главный показатель. Телевещание со спутников проводится в 2 главных диапазонах — C- и Ku-диапазонах.
применяется как российскими, так и североамериканскими компаниями. Многие отечественные сателлиты применяют их для ретрансляции телепрограмм.
Некоторые из этих эффектов замирания могут быть уменьшены за счет использования приема разнесения. Этот тип системы обычно использует двойные антенны и приемники с какой-то системой «голосования», чтобы выбрать самый загруженный сигнал. Однако для достижения наилучших результатов антенны должны быть не менее 20 длин волн друг от друга, чтобы сигналы больше не коррелировали.
В настоящее время мы наводнены мобильными радио и сотовыми телефонами. Поляризация на карманных устройствах часто бывает случайной в зависимости от того, как они удерживаются пользователем. Это привело к новым исследованиям, которые показали, что разнообразие поляризации может быть преимуществом. Наиболее важным прорывом в этой области является то, что антенны на базовой станции не должны физически разделяться, как описано выше. Они могут быть размещены до тех пор, пока они ортогональны и хорошо изолированы друг от друга.
(10.700-12.750 GHz) пользуется наибольшей популярностью в европейской зоне приема, как раз в этом диапазоне и вещает телевидение почти для 90 процентов пользователей. Отечественные спутники обновленного типа тоже оборудуются транспондерами Ku-диапаона
Типы конвертеров
Многие пользователи перед походом в магазин задаются вопросом: какой нужен конвертер для Триколор? На самом деле, для данного оператора имеет значение только тип поляризации прибора. Все остальные характеристики можно подбирать на усмотрение абонента. Поскольку спутниковый сигнал этого оператора в зоне действия весьма силен, даже самая простенькая модель способна обеспечить достойное качество вещания.
И все же, чтобы сделать правильный выбор, стоит ориентироваться в основных категориях данного оборудования. Расскажем о самых главных его особенностях.
Тип поляризации
Все присутствующие на современном рынке конвертеры классифицируются в зависимости от рабочего диапазона частот. Выделяют две группы:
Важно! Не стоит обращать внимание на пометку «Универсальный». Для абонентов Триколор необходим только конвертер круговой поляризации. Триколор ТВ может работать исключительно с таким оборудованием.
В принципе, многие домашние мастера предлагают переделать приборы универсального типа в устройства круговой поляризации. Но, хотя этот процесс довольно прост, вряд ли стоит им озадачиваться. Стоимость оборудования практически одинакова, так что особой выгоды переделка не принесет. А в случае ошибки при покупке проще заменить товар у продавца, чем возиться с его обновлением.
Уровень шума
Одна из важных характеристик – уровень шума, а точнее – степень соотношения помех, возникающих после усиления сигнала и качества этого сигнала. Чем ниже этот показатель, тем более четкая картинка в итоге будет на экране телевизора пользователя.
Тем, кто решает, какой конвертер выбрать для Триколор ТВ hd, рекомендуем обратить внимание на модели с характеристикой в 0,1-0,2 дБ. Для обычного вещания будет достаточно более «шумных» приборов – в 3-5 дБ.
Количество выходов
Еще один важный параметр классификации – количество выходов у устройства. От него зависит, сколько телевизоров можно будет одновременно подключить к антенне. Самый простой вариант — конвертер для Триколор ТВ на 1 выход. Но такие модели сегодня используются очень редко, поскольку мало у кого в доме стоит всего один телеприемник.
Важно! Конечно, всегда можно подключить еще один телевизор через делитель спутникового сигнала. Но следует понимать, что качество вещания при этом сильно снизится из-за помех, производимых самим делителем. Поэтому лучше сразу установить устройство с запасом выходов.
Для большой семьи оптимальным вариантом будет спутниковый конвертер на 4 выхода для Триколор. Даже если на момент подключения телеприемников в квартире меньше, он даст возможность при желании расширить сеть. Самый крупный конвертер – на 8 выходов – для Триколор подойдет, скорее, для ресторанов, гостиниц и тому подобных организаций.
Общие понятия
В телевидении с использованием искусственных сателлитов применяется 4 вида спутниковой поляризации, и которых 2 – линейные (вертикальная V и горизонтальная H), и 2 – круговые (правая R и левая L). В качестве конверторного приёмника используется зонд, которому, как правило, придают вид консолей в волноводе, он отвечает за прием линейной поляризации. С изменением разности потенциалов меняется вид поляризации (. 13 В — поляризация V, 18 В — поляризация H). Значение напряжения переключения находится в пределах 16,6 В, при более низком значении конвертор работает в поляризация V, при более высоком — в поляризация H. Для трансформации кругового вида в линейный вид необходимо участие деполяризатора, который может быть исполнен в различных формах – в виде пластины — диэлектрика в волноводе, штырей — консолей, рёбер различного типа, ферритового элемента и т.д. Также этот прибор изготавливается в форме сепаратного модуля, который подсоединен к конвертору (сейчас используется достаточно редко). Он может интегрироваться в конвертор для поляризации линейного типа, чаще применяется для С – диапазона. Также прибор может быть деталью конвертора, при этом чаще используется для Кu – диапазона (об этом будет сказано несколько ниже). Если изучать волновод при открытой крышке защиты, то, увидев рёбра, консоли или пластину — диэлектрик, однозначно в этой конструкции определяется деполяризатор — конвертор для приёма поляризации кругового типа. Для приёма сигналов такой поляризации в тюнере задаётся либо поляризация V, либо поляризация H. Обычно применяют такую схему: R=V, L=H. Но это не всегда так случается, ведь такая схема поляризации кругового типа меняется разворотом деполяризатора на прямой угол коаксиально волноводу. Аналогично разворачивая конвертор на прямой угол, меняется вид поляризации линейного типа.
Только время покажет, действительно ли эти системы экономически эффективны. Резюме Поляризация в важном параметре и рассмотрение при выборе антенны. Это помогает хорошо разбираться во всех аспектах этого предмета. Надеемся, что информация, содержащаяся в этом документе, ответит на некоторые из ваших вопросов. Другие соображения антенны обсуждаются в справочной.
Для электромагнитной волны поляризация является фактически плоскостью, в которой электрическая волна вибрирует. Это важно при просмотре антенн, поскольку они чувствительны к поляризации и, как правило, только принимают или передают сигнал с определенной поляризацией.
Виды спутниковых диапазонов
Для телевидения применяются следующие спутниковые диапазоны
— С (сигналы частотой 3.5 — 4.2 ГГц) и Ku (сигналы частотой10,7 — 12,75 ГГц), которые имеются во всех используемых типах приборов.
Кu — диапазон
подразделяется на 2 поддиапазона — нижний Lo (меньше 11700 МГц) и верхний H (больше 11700 МГц). В этом режиме используются несколько видов конвертеров, которые подходят только для Lo поддиапазона, только для H — уровня, для разных видов поляризации, конверторы — универсалы — для приёма Lo и H поддиапазонов и обеих линейных поляризаций, другие виды конвертеров.
Для большинства антенн очень легко определить поляризацию. Он просто находится в той же плоскости, что и элементы антенны. Таким образом, вертикальная антенна будет получать сигналы с вертикальной поляризацией, а горизонтальная антенна будет получать сигналы с горизонтальной поляризацией.
Таким образом получается максимальный сигнал. Соответственно, поляризация антенн, расположенных в свободном пространстве, очень важна, и, очевидно, они должны быть в точно такой же плоскости, чтобы обеспечить оптимальный сигнал. Если бы они были под прямым углом друг к другу, тогда теоретически сигнал не принимался.
— Этот регистр для Кu-диапазона служит для выхода в Lo под диапазон универсальных конвертеров. Если частоты менее 11700 кГц, то этот регистр не задействуется, если выше – он необходим. При использовании конвертеров иных типов
позиция 22 кГц
, как правило, не применяется.
Для приложений наземной радиосвязи установлено, что после передачи сигнала его поляризация останется в целом одинаковой. Однако отражения от объектов на пути могут изменить поляризацию. Поскольку принятый сигнал представляет собой сумму прямого сигнала плюс количество отраженных сигналов, общая поляризация сигнала может незначительно измениться, хотя она остается в целом одинаковой.
Вертикальные и горизонтальные являются простейшими формами поляризации антенны, и оба они попадают в категорию, известную как линейная поляризация. Однако можно также использовать круговую поляризацию. Это имеет ряд преимуществ для таких областей, как спутниковые приложения, где это помогает преодолеть эффекты аномалий распространения, отражения земли и эффекты вращения, которые происходят на многих спутниках. Циркулярную поляризацию немного сложнее визуализировать, чем линейную поляризацию. Затем кончик вектора электрического поля будет проследить спираль или штопор, когда он отходит от антенны.
С — диапазон
— как говорилось ранее, находится в пределах 3,5-4,2 ГГц. Частота гетеродина, как правило, присутствует в настройках тюнера как» LQ», «частота нижняя», «частота верхняя» и др. Для формата С-диапазона фиксируется частота в 5150 мГц.
Позиция22 кГц
для С-диапазона 22 кГц не применяется. Для этого поддиапазона наличие этого сигнала носит индифферентный характер.
Циркулярную поляризацию можно рассматривать как правую или левую, зависящую от направления вращения, как видно из передатчика. Другая форма поляризации известна как эллиптическая поляризация. Это происходит, когда имеется сочетание линейной и круговой поляризации. Это может быть визуализировано, как и раньше, кончиком вектора электрического поля, прослеживающим штырь из эллиптической формы.
Однако линейно поляризованные антенны могут получать сигналы с круговой поляризацией и наоборот. Прочность будет равна независимо от того, монтируется ли линейно поляризованная антенна вертикально, горизонтально или в любой другой плоскости, но направлена к поступающему сигналу. Будет некоторое ухудшение, потому что уровень сигнала будет на 3 дБ меньше, чем если бы использовалась круговая поляризация антенны того же смысла. Такая же ситуация возникает, когда антенна с круговой поляризацией принимает линейно поляризованный сигнал.
| Какие бывают спутниковые каналы? Первый – это спутниковый канал, для которого нет нужды в установке наземных коммуникаций с соответствующими провайдерами. Канал является двунаправленными, принимает и передает данные посредством спутника. Конечно, учитывая удобства подобной системы, тарифы на эту услугу велики, но зато установка двунаправленного спутникового канала позволит работать в любой точке мира, даже есть Ваш дом – необитаемый остров. Подобными каналами, как правило, пользуются крупные корпоративные организации, операторы связи и др. |
| Спутниковый инет и телевидение — как работают технологии? Так или иначе, но спутниковые приемники имеют действительно высокие скорости. К запросному каналу предъявляются минимальные требования. Цена единицы за информацию в данном случае минимальна. Система разворачивается быстро и предоставляет большие возможности, в частности, до 1000 ТВ каналов в отличном цифровом качестве в режиме оффлайн (в случае отсутствия наземного оборудования для соединения). |
| Тарифы для спутникового инета Поскольку дома вы не ограничены по времени и можете выполнять действия в интернете в любое время дня и ночи, как захочется, то, к примеру, в банке скачивать необходимые организации файлы ночью, когда скорость может быть максимальной, не получится. |
| Виды пользователей спутникового интернета Существуют серебряные пользователи, у которых скорость таким же образом устанавливается предельно точно, но иногда, опускаясь до оговоренного предела, может отдаваться золотым пользователям. Наконец, бронзовые пользователи – самые щедрые. Им приходится делиться своей скоростью со всеми остальными. Это незащищенный класс, и таковых большинство, поскольку разница в ценах весьма ощутимая. |
| Навигаторы двухсистемные Пользователям двухсистемных приборов такие сюрпризы менее вероятны. В ближайшей перспективе планируется запуск навигационных систем в Китае, Индии и Японии. Кроме того ведутся переговоры об универсальности спутниковых сигналов. Если производители систем навигации найдут общий язык, и все системы объединятся, то одновременно можно будет наблюдать до 40 спутников и многократно повысить точность навигации и надежность системы. |
Особенности приема сигналов с круговой поляризацией
До появления проекта НТВ-Плюс российским энтузиастам спутникового телевидения редко приходилось сталкиваться с круговой поляризацией — наибольший интерес для индивидуального приема представляют европейские спутники с линейно поляризованным излучением. Однако особенности приема сигналов с круговой поляризацией ярко проявились с началом цифрового вещания НТВ-Плюс. При приеме сигнала со спутника BONUM-1 на ту же антенну, что используется для приема европейских спутников (с конвертором без деполяризатора), картинка «рассыпается» даже при очень большом уровне сигнала.
При приеме сигналов «старых» спутников ГАЛС, TDF-2 и Hot Bird на одну подвижную антенну деполяризатор был не нужен. Во-первых, сигнал ГАЛСов намного мощнее сигнала спутников Hot Bird и, даже с потерями 3 дБ, принимался не хуже. Во-вторых, несущие частоты транспондеров ГАЛСов и TDF-2 разнесены довольно далеко, не менее чем на 36 МГц (11767 LZ и 11803 RZ). Это больше, чем ширина полосы пропускания приемника (27 МГц), поэтому даже при одновременном приеме сигналов в обеих поляризациях без развязки они не перекрывались по частоте. Эта особенность позиции 36 градусов В.Д. успешно использовалась при коллективном приеме — для одновременного приема сигналов с правой и левой поляризацией использовалась антенна с запасом усиления 3 дБ (диаметр примерно в 1,5 раза больше минимально необходимого) и штатный конвертор НТВ-Плюс, из которого намеренно удалялся деполяризатор. Отпадала необходимость использовать спаренные конверторы, разделители поляризаций, мультисвитчинги и т. д.
Транспондеры спутника BONUM-1 расположены «вплотную». Центральные частоты транспондеров с разной поляризацией разнесены всего на 19 МГц. При приеме сигнала, например, с правой круговой поляризацией часть мощности сигнала соседнего по частоте транспондера с левой круговой поляризацией попадет в полосу пропускания приемника. Такой сигнал не является полезным сигналом, следовательно, его можно рассматривать, как шум. Увеличение диаметра антенны в данном случае не улучшает качество приема, так как уровень шума растет пропорционально уровню сигнала.
У волны с круговой поляризацией вектор электрического поля имеет постоянную величину, но изменяет направление (вращается), делая один оборот на 360 градусов за один период несущей частоты. Можно представить волну с круговой поляризацией как сумму двух линейно поляризованных волн, векторы Е’ и E» которых расположены ортогонально, а фаза колебаний отличается на 90° (правая круговая поляризация) или на 270° (левая круговая поляризация).
Чтобы избежать потерь при приеме сигнала с круговой поляризацией, используются устройства — деполяризаторы. Наиболее простой деполяризатор — диэлектрический. Он представляет собой секцию круглого волновода с диэлектрической пластиной внутри (рис. 2). Допустим, что в таком волноводе распространяется волна с круговой поляризацией. Разложим ее на две составляющих, направив вектор E’ параллельно пластине деполяризатора, а вектор E» — перпендикулярно ей. Фазовая скорость составляющей, вектор E’ которой направлен параллельно пластине, не изменится и останется равной скорости света С. Скорость же волны, вектор E» которой перпендикулярен пластине, будет больше или меньше скорости света, это зависит от размеров волновода, толщины и диэлектрической проницаемости материала пластины. Соответственно длина волны будет больше или меньше, чем длина волны в свободном пространстве. Необходимо задержать или ускорить составляющую E» таким образом, чтобы к концу секции деполяризатора обе составляющих E’ и E» отличались по фазе на 0 или на 180°. В этом случае на выходе деполяризатора они окажутся в фазе или в противофазе, и суммарный вектор будет иметь постоянное направление (45° по отношению к каждой составляющей, см. рис 2).
Таким образом, длина пластины подбирается с таким расчетом, чтобы задержка составляющей E» составляла 90°, т. е. количество длин волн составляющих E’ и E», укладывающихся на длине пластины L, должно отличаться на Л/4. В конверторе Cambridge AE37 (штатный конвертор НТВ-Плюс) используется пластина из полистирола толщиной 1 мм и длиной 46 мм. Пластина располагается в волноводе таким образом, чтобы угол между плоскостью пластины и плоскостью, в которой расположен «вертикальный» штырь конвертора, составлял 45°. При таком расположении пластины деполяризатор преобразует волну с правой круговой поляризацией в волну с линейной вертикальной поляризацией, а волну с левой круговой — в волну с линейной горизонтальной.
Нетрудно убедиться, что деполяризатор — обратимое устройство. Если на входе секции деполяризатора присутствует линейно поляризованная волна, вектор Eл которой расположен под углом 45° к диэлектрической пластине, то на выходе секции волна приобретает круговую поляризацию. Как принимается сигнал с круговой поляризацией на переключаемый конвертор с двумя штырями, уже рассматривалось выше. Таким образом, если линейно поляризованный сигнал (например, со спутников Hot Bird) принимать на конвертор с деполяризатором, потери по мощности составят не менее 3 дБ, и сигналы обеих поляризаций (и вертикальной и горизонтальной) будут приниматься одинаково на оба штыря, мешая приему друг друга.
Заметим, что если диэлектрическую пластину расположить параллельно или перпендикулярно направлению вектора Е линейно поляризованной волны, она будет вносить минимальное затухание, не изменяя при этом направление поляризации. Значит, деполяризатор можно «отключить» на время приема спутника с линейной поляризацией, установив пластину параллельно штырю вертикальной поляризации (или перпендикулярно ему). Это можно сделать с помощью комбинации устройств «диэлектрический деполяризатор + механический или магнитный поляризатор». При первоначальной настройке пластина деполяризатора устанавливается по направлению вектора Е вертикально поляризованной волны. Для приема сигналов с линейной поляризацией механическим поляризатором приемный штырь разворачивается параллельно или перпендикулярно пластине. Для приема сигналов с круговой поляризацией штырь устанавливается таким образом, чтобы угол между ним и плоскостью пластины составлял 45° в ту или иную сторону. Если используется магнитный поляризатор, штырь конвертора остается неподвижным, а направление поляризации линейно поляризованной волны (прошедшей параллельно или перпендикулярно пластине деполяризатора или сформированной из волны с круговой поляризацией) приводится магнитным поляризатором в плоскость штыря.
Использование обоих этих устройств связано с некоторыми ограничениями.
В большинстве случаев выгоднее использовать для приема спутников в позиции 36,0 В.Д. отдельную антенну или отдельный конвертор. Все без исключения цифровые ресиверы поддерживают протокол DiSEqC, поэтому проблем с коммутацией антенн не возникнет.
Другие статьи по профессиональным ресиверам читайте тут — САТПРО
