Офсетная антенна - лучшие телеканалы в отличном качестве. Настройка спутниковой антенны. Наклон антенны

Для современного мира характерно развитие информационных технологий быстрыми темпами. Поэтому значительно улучшаются и средства передачи информации. Ведь они должны обеспечивать более высокое качество и скорость обработки данных. Одним из таких направлений, получивших широкое распространение, стала спутниковая связь. Ее применяют во многих отраслях деятельности человека: от больших промышленных разработок и до мелких домашних хозяйств.

Одной из таких разработок является спутниковое телевидение. Сейчас уже очень тяжело найти хотя бы один многоквартирный дом, в котором не было бы установлено как минимум несколько Это неудивительно, ведь за достаточно небольшую плату вы можете получить отличное качество трансляции телевизионных каналов со всего мира.

Существует два основных вида этих приборов: прямофокусная и офсетная антенна. Главное их отличие друг от друга заключается в расположении места принимаемого сигнала. Также неодинаковы размеры Так, офсетная антенна имеет небольшие размеры, а точка размещения конвертера (в нее происходит отражение) смещена относительно геометрической оси. Для прямофокусной антенны характерны большие размеры и, соответственно, отражение в точку, размещенную на геометрической оси.

Офсетная антенна работает по принципу отражения сигнала от анфасной части параболы в конвертер. При этом используется только часть всей ветви параболы. Большая офсетная антенна имеет анфасный вид яйца, те, что поменьше - круга. К большим относятся устройства, имеющие размер по минимальному диаметру больше одного метра. К маленьким - меньше ста сантиметров.

Но стоит заметить, что офсетная антенна не может использоваться для приема профессионального телевизионного сигнала. Это объясняется тем, что при отражении на конвертер образуется неровное пятно.

Чтобы устанавливать офсетные не требуется значительных затрат времени и энергии, так как фиксировать эти приборы надо практически вертикально, а это очень упрощает их крепление на балкон или просто на стену дома.

Также данный прибор обладает одним важным преимуществом: любые не задерживаются на отражательной тарелке. Все эти параметры и способствовали широкому распространению подобных устройств для подключения спутникового телевидения.

Офсетные антенны могут быть выполнены из разного материала: пластмассы, стали, сетки, алюминия - все это может стать основой для производства отражающей поверхности. Каждое из этих устройств обладает своими недостатками и преимуществами. Так, например, антенны из пластика сильно подвержены влиянию температур, но значительно легче по весу и удобнее в установке. Стальные, наоборот, тяжелее, но гораздо прочнее и надежнее. Хотя антенны из этого материала обладают одним свойством, которое негативно влияет на прием - они со временем ржавеют.

Современный рынок предоставит вам широкий ассортимент товара, поэтому вы всегда сможете выбрать именно то, что подойдет в конкретном случае.

Современные технологии передачи информации настолько далеко шагнули вперед, что традиционное аналоговое телевидение уходит в прошлое, уступая место спутниковому. И это неудивительно, поскольку в основе спутникового телевидения лежат цифровые технологии, позволяющие наслаждаться превосходным качеством многочисленных каналов. При этом именно спутниковое вещание приходится по душе, как взрослым, так и детям, ведь каждый из них найдет среди обилия передач и фильмов что-то свое. А спутниковое телевидение высокой четкости без труда способно сделать любимым местом отдыха всего семейства уютный диван напротив телевизора.

Среди многочисленных видов и типов спутниковых антенн для приема большого количества каналов принято использовать две основные модели, относящиеся к параболическим антеннам: офсетные (асимметричные) и прямофокусные (симметричные). Наиболее распространена в частном приеме спутникового телевещания именно офсетная спутниковая антенна , представляющая собой асимметричную вырезку из параболоида вращения со специальным облучателем в фокусе самого параболоида. На просвет офсетная антенна представляет собой вытянутый по вертикали эллипс. Полезная площадь антенны при этом не затеняется ни облучателем, ни его опорами по той причине, что фокус сегмента располагается ниже геометрического центра офсетной антенны. В то время как конвертер и крепежные спицы прямофокусной антенны определенную часть отражающей поверхности зеркала затеняют, что не может не сказаться на коэффициенте использования зеркальной поверхности.

Устойчивость офсетной антенны при ветровых нагрузках увеличивается за счет месторасположения облучателя, который устанавливается ниже центра тяжести параболической антенны. Эту особенность следует учитывать при настройке антенны, приняв во внимание тот факт, что у офсетных антенн спутник выше перпендикуляра к плоскости самой антенны на определенный угол. При установке антенны зеркало должно крепиться практически вертикально. Угол наклона может лишь немного меняться из-за особенностей географической широты. Такое вертикальное положение полностью исключает скопление в антенной чаше влаги или снега, наличие которых может негативно повлиять на качество приема. В этом заключается еще одно отличие офсетной антенны от прямофокусной. В последней не применяется повышенная герметизация, поскольку попадание влаги не представляет особой угрозы. А вот офсетная антенна должна быть тщательно обработана герметиком, иначе при малейшем попадании влаги ухудшается качество сигнала.

Самым распространенным материалом для изготовления офсетных антенн является алюминий. Он легче по весу, чем сталь и не подвергается коррозии, однако существенным недостатком можно назвать мягкость материала. При не слишком аккуратном обращении алюминиевая антенна с легкостью деформируется, что негативно скажется на ее характеристике. Приобретая такую антенну, следует обратить внимание на искажение поверхности и возможные дефекты, которые ухудшат работу устройства.

Если выбор остановился на стальной антенне, то не следует забывать о возможной коррозии. При покупке стального зеркала необходимо обратить внимание на качество его окраски. Несмотря на свою легкость, пластиковые зеркала плохи тем, что к ним моментально липнет снег, а со временем они сильно деформируются из-за воздействия ультрафиолета или температурных перепадов.

При покупке тарелки особое внимание следует уделить элементам кронштейна, на который будет смонтирована антенна, и подвески, тщательно проверив их надежность. Необходимо осмотреть и крепеж, особенно если планируется установка антенны на ветреном или высоком месте. Кронштейн закрепляется с помощью саморасклинивающихся болтов. При этом размер самого кронштейна имеет большое значение: конструкция должна позволить направить устанавливаемую антенну в нужном направлении, однако она ни в коем случае не должна упираться краем зеркала в стену.

Следует отметить что, по соотношению «качество – цена» офсетная спутниковая антенна максимально соответствует. Ее стоимость колеблется от 100 до 700 у.е. в зависимости от размера и материала антенны. Единственный вопрос, в котором необходимо определиться перед покупкой, на какой из спутников антенна будет настроена. Поскольку диаметр офсетной антенны напрямую зависит от выбранного оператора. В основном, это тарелки диаметром от 0,6 до 0,9 м, однако для просмотра зарубежных каналов будет нужна антенна диаметром свыше 1,2 метра.

При настройке спутниковой антенны необходимо брать во внимание угол офсетной антенны , представляющий собой угол между электрической и геометрической осями антенны. У прямофокусных антенн он равен нулю, а у офсетных составляет примерно от 20 до 28 градусов. Особого влияния на качество работы антенны величина офсетного угла не имеет, но его значение следует учитывать при настройке. Настройка офсетной антенны в вертикальной плоскости заключается в установке рефлектора на такой угол, который будет равен разности угла места спутника и офсетного угла.

Необходимо отдавать себе отчет в том, что установка офсетной антенны представляет собой весьма сложный и трудоемкий процесс, своевременное и качественное завершение которого по силам лишь опытному специалисту в этом вопросе. Он подберет самое оптимально место для установки антенны и надежно закрепит все спутниковое оборудование, настроив все принимаемые антенной каналы. От клиента потребуется только выбор и приобретение антенны, все остальное предоставьте профессионалам.

В настоящий момент на рынке радиотелевизионной продукции Украины сложилась необычная ситуация: нет дешевых параболических антенн малого типоразмера. Параболические импортные антенны "pizza-size " ("размером с пиццу", т.е. диаметром 20-40 см) на «электронной» барахолке (Караваевы Дачи) стоят до 15 у.е. За эти деньги в магазине или у солидной фирмы можно купить антенну существенно большего размера - 0,6.0,8 м. Заметная цена свидетельствует также о популярности данной продукции. Действительно, малые антенны используют в системах МИТРИС, современных системах СВЧ ретрансляции телевидения в больших городах. Сегодня МИТРИС работает в Киеве, Одессе, Луганске, Запорожье, Черновцах, завоевывая все больше областных центров и их пригородов, и нет сомнения, что она составит серьезную конкуренцию даже кабельному и спутниковому телевидению. Антенну малого размера нечем заменить: прием МИТРИС на "голый" конвертер часто бывает неуверенным, а использование антенн диаметром 0,6 м может дать слишком большой уровень сигнала, создающий взаимные помехи каналов.

Итак, спрос на малые антенны есть и будет расти. Почему же нет антенн? Потому что производство их считается сложным, даже наукоемким, и оно сосредоточено исключительно на крупных предприятиях, специализирующихся, к сожалению, на выпуске только больших партий продукции. Где же выход? Очевидно, что образовавшуюся нишу в потребительском спросе могут заполнить малые предприятия. Оснастившись и напряженно работая, небольшое число специалистов способно насытить дешевыми и качественными антеннами всю Украину. И если этого не случилось до сих пор, то только потому, что технари-умельцы все еще робеют перед бизнесом, а бизнесмены - перед техникой. В этой статье мы попытаемся облегчить участь тех, кто все же решится взяться за это дело, рассказав об устройстве и методах конструирования параболических антенн малого типоразмера и оснастки для них.

Какую параболическую антенну выбрать для трансляции систем типа МИТРИС: офсетную или прямофокусную? Лучше - офсетную. У этой антенны конвертер не затеняет зеркало, как в осесимметричной. При малых размерах антенны тень от конвертера соизмерима с площадью зеркала, и это становится существенным недостатком осесимметрич-ных антенн. Вторым их серьезным недостатком является способность накапливать зимой снег, не радиопрозрачный в СВЧ. Даже при горизонтальном расположении главного лепестка диаграммы направленности (ДН) нижняя часть поверхности зеркала осесимметричной антенны наклонена под положительным углом к вертикали, что способствует налипанию снега. Учитывая размеры антенны, нужно совсем немного снега, чтобы закрыть половину зеркала. Если у офсетной антенны главный лепесток ДН расположен параллельно горизонту, то раскрыв зеркала "смотрит" на землю, угол между плоскостью раскрыва и вертикалью отрицательный, и налипания снега не происходит. Справедливости ради следует сказать, что под положительным углом к вертикали располагается плоскость пластиковой крышки рупора (волновода) конвертера, который установлен на офсетную антенну, однако на пластик снег, как правило, не налипает.

Итак, мы выбираем офсетное зеркало. Рис.1 поясняет, как "вырезают" офсетное и осесимметричное зеркала из первичного параболоида. Этот рисунок необходим также для того, чтобы понять, как должна быть спроектирована и изготовлена оснастка для производства. Первичный параболоид - поверхность вращения параболы y=x2/4F, где F - фокусное расстояние. Парабола как образующая вращается вокруг оси, производя параболоид вращения. Точка фокуса расположена на оси y на расстоянии F от начала координат. Параболическое зеркало спутниковой антенны вырезают из первичного параболоида секущим цилиндром, ось и образующая которого параллельны оси y первичного параболоида. Если секущий цилиндр располагается симметрично оси первичного параболоида, то получается осесимметричное зеркало. Обычно офсетное зеркало соответствует варианту, при котором образующая секущего цилиндра совпадает с осью первичного параболоида. Тогда, как это видно на рис.1, ось параболоида проходит через край зеркала. Точка фокуса F и направление на воспринимаемый сигнал остаются, естественно, неизменными, поэтому в штатном расположении на ретранслятор МИТРИСа раскрыв офсетной антенны будет "смотреть" на землю. Офсетная антенна напоминает косоглазого человека: нам кажется, что она "смотрит" не туда, куда необходимо смотреть. Направление максимального приема у офсетной антенны почти совпадает с консолью, которая удерживает конвертер. Диаметр секущего цилиндра будет диаметром осесимметричного зеркала и малой осью эллипса раскрыва офсетного зеркала. Эта малая ось называется еще "условным диаметром" офсетного зеркала: со стороны спутника или СВЧ-ретранслятора МИТРИС офсетное зеркало представляется как круг с диаметром секущего цилиндра. Если же посмотреть на раскрыв прямо, получится эллипс: его образуют линия пересечения параболоида вращения и цилиндра, параллельного оси вращения.

Рассматривая дальше рис.1, уместно обсудить вопрос о том, куда должна быть направлена ось конвертера, который устанавливают в фокусе F: если бы зеркало было пря-мофокусным, конвертер, очевидно, ориентировался бы на дно этого зеркала в начало координат, поэтому на офсет он должен "смотреть" вдоль биссектрисы угла раскрыва, т.е. угла, под которым офсетное зеркало видно из фокуса F. Однако есть один нюанс. Офсетное зеркало "освещается" радиоволной неравномерно: плотность потока радиоизлучения больше вблизи начала координат и несколько меньше на отдаленном от нее крае офсета - сказывается изменение угла наклона поверхности к потоку излучения. Нижняя часть офсета наиболее «нагружена» излучением и соответственно она больше всего переизлучает энергию в конвертер. Хочется привести такое сравнение: весной снег тает существенно быстрее на склонах оврагов, на которые солнечный свет падает почти перпендикулярно их поверхности, и где плотность излучения оказывается наибольшей. Из-за этого "прицельную точку", т.е. место на зеркале, куда направлена ось конвертера, перемещают несколько ниже прицела по биссектрисе.

Теперь пора выбрать исходные параметры офсета. Условным диаметром офсета предлагаю принять 33 см. Это будет большая пицца! Если Ваши запросы отличаются от моих, то, следуя приведенным ниже вычислениям, Вы можете спроектировать другую "пиццу". Итак, D = 33 см. Выбирая фокус F, следует помнить, что здесь диапазон нашего «произвола» уже невелик, так как мы ограничены соотношением F/D: чтобы конвертер хорошо "видел" весь офсет, соотношение F/D должно быть достаточно велико, например, 0,5-0,6. Эта величина - традиционная для офсетов (офсеты - длиннофокусные), в то время как для прямофокусных антенн характерно другое соотношение F/D - 0,3.0,4. Выбираем соотношение 0,5. Тогда F = 16,5 см. Сразу подсчитываем апер-турные углы: угол на большую ось эллипса раскрыва из точки фокуса arctg(4FD/(4F2-D2))=90°, а угол на малую ось эллипса раскрыва (на условный диаметр офсета 33 см) 2arctg{(0,5D/[(0,5D)2+(F-D2/8F)2]1/2}=83,6°.

Как видите, эти углы почти одинаковы, потому что офсетное зеркало длиннофокусное. Офсеты прекрасно согласуются с классическими рупорами конвертеров, предназначенными для этого типа зеркал. Такие рупоры представляют собой конус с телесным углом 45°, ширина главного лепестка его ДН на уровне 1/2 мощности равна 80-90°. Отмечу одну важную деталь: область максимальной чувствительности конвертера направлена вперед на середину зеркала. Края зеркала согласованный с ним конвертер «видит» уже хуже, и эффективная площадь зеркала, создающая воспринимаемый конвертером поток излучения, составляет всего около 0,6 полной площади раскрыва. Этот параметр q=0,6 называют коэффициентом использования поверхности. Теперь приступаем к определению других конструктивных и аналитических характеристик нашей антенны. Большая ось эллипса раскрыва B = D(16F2 + D2)/4F = 36,9 см. Максимальная глубина зеркала, измеренная от плоскости раскрыва до параболоида, H = 0,25D2/(16F2 + D2) = 3,7 см. Эти характеристики потребуются, чтобы предварительно оценить расход металла для производства зеркала и изготовления оснастки. Офсетное зеркало имеет симметричный эллиптический раскрыв и несимметричный профиль: в нижней части со стороны закрепленного конвертера оно быстрее набирает глубину. Угол между касательной к образующей параболоида и большой осью эллипса раскрыва внизу и вверху зеркала составляетсоответственно: arctg(D/4F) = 26,6° и arctg(D/2F) - arctg(D/4F) = 18,4°. По этой причине точка максимальной глубины расположена ближе к нижней части офсета. Разница этих углов всего 8,2°, и эта малая величина будет единственным индикатором правильной ориентации зеркала в направлении "верх-низ", поэтому потребуются конструктивные и технологические меры, чтобы при производстве и сборке зеркал данная ориентация никогда не сбивалась.

Определим ожидаемое усиление нашей антенны. Усиление зеркальной параболической антенны сильно зависит от длины волны радиоизлучения, поэтому следует выбрать рабочий диапазон частот и длин волн. Киевская МИТРИС работает в диапазоне 11,7-12,5 ГГц, поэтому будем считать, что характерная частота рабочего диапазона f = 12 ГГц, а характерная длина волны 2,5 см. Расчетное усиление идеальной антенны диаметром 33 см G=20lg(nDq1/2/l)=30,1 дБ.

Замечу, что идеальная антенна, т.е. антенна, усиление которой соответствует расчетному, должна иметь отклонение от параболичности не более 1/32=0,8 мм. Изготовители знают, что это довольно жесткое требование, но на малых диаметрах его можно обеспечить без больших проблем. Следующий класс качества - отклонение не более 1,6 мм. В это соотношение довольно легко уложиться даже при больших диаметрах зеркал, но усиление антенны с таким отношением уже будет немного ниже расчетного. Поскольку в усиление антенны входит коэффициент использования поверхности q, то усиление как бы привязано к тому рупору, который использует зеркало для облучения при передаче и для восприятия радиоволны при приеме с нормативным значением параметра q = 0,6.

Поэтому усиление спутниковой антенны - это некая "вещь в себе". На оснащенных испытательных полигонах хранят специализированные облучатели, подобранные под разные отношения F/D. Вряд ли таким полигоном должно обладать малое предприятие, производящее антенны "pizza-size ". Мнение автора как "старого антенщика" таково: все спутниковые антенны бытового назначения, рассчитанные на применение произвольных облучателей, должны быть лишь металлоконструкциями, в которых производитель гарантирует только правильную форму зеркала. Для индивидуальной параболической антенны важна лишь выверенная геометрия, только и всего. Бывалые изготовители знают, о чем идет речь.

Далее спроектируем измерительный треугольник для нашей антенны. Конечно, он потребуется не сейчас, а в производстве, но его проектирование добавит Вам информации и уверенности в том, что Вы владеете Вашей антенной. Рис.2 демонстрирует вид измерительного треугольника и помогает понять его функцию. Измерительный треугольник поможет Вам всегда точно находить фокус Вашей «тарелки» и положение конвертера. Стороны этого треугольника a,b,c вычисляют следующим образом:

a = B = 36,9 см;

b = F+D2/4F = 33 см;

c = F = 16,5 см.

На практике нижнюю сторону a вы можете изготовить совместно со шпангоутом, криволинейная часть которого -образующая параболоида, т.е. парабола. Это совмещение удобно тем, что установка треугольника на зеркало всегда будет однозначной, а острые углы на концах стороны a не будут царапать окрашенную поверхность. На самом деле измерительный треугольник можно еще более усовершенствовать. После добавления параболического шпангоута сторону a можно немного продлить, она ляжет на отбортовку зеркала, что сделает треугольник более удобным. Из точки фокуса следует провести прицельное направление для ориентации конвертера. Уже упоминалось, что биссектриса угла bFc не вполне подходит для этой цели. Конвертер лучше ориентировать на точку максимальной глубины зеркала. Она находится на пересечении оси образующего цилиндра с параболоидом.

Эту точку очень легко найти, причем точность ее определения будет даже выше, если не измерять максимальную глубину вообще, а поступить следующим образом: сторону b, равную условному диаметру 33 см, разделить пополам и из ее середины параллельно оси параболоида, т.е. параллельно стороне c треугольника, провести прямую линию, она пересекает параболоид в точке P. Эта точка и есть точка максимальной глубины, и ее мы выбираем прицельной точкой, а на прямой PF должна располагаться ось конвертера. Линию PF можно выделить краской, но еще лучше закрепить на ней съемную цилиндрическую оправку, которая должна ложиться в хомут подвески, предназначенный для закрепления конвертера. Диаметр этой оправки должен быть равен 40 мм, это уже установившийся стандарт конвертеров. Другого диаметра горловин офсетных конвертеров уже нет. А вот другой важный присоединительный размер конвертеров - расстояние от горловины до конца рупора (пластиковой крышечки) еще не сложился. Чаще всего геометрия конвертера соответствует размерам, приведенным на рис.3.

Такой или приблизительно такой геометрией обладают сейчас конвертеры Gardiner, Cambridge, FTE, Strong и др. Точка фокуса должна располагаться немного глубже крышечки (т.е. внутри рупора конвертера) приблизительно на W4=6 мм. Поэтому острую вершину F измерительного треугольника можно срезать на эту малую величину или, если сделана оправка, имитирующая конвертер, придвинуть оправку ближе к зеркалу. Эта последняя процедура почти завершает работу над треугольником. Почему "почти"? Потому что еще есть эффект недопрессовки зеркала, который слегка отдаляет фокус.

Забегая вперед, скажем так: если недопрессовка зеркал, измеряемая как неполная, не соответствующая расчету максимальная глубина зеркала, стала массовым явлением, то рекомендую отодвинуть хомут крепления конвертера в связи с фактическим отдалением точки фокуса. Это отдаление в данном случае можно посчитать по формуле: 5F= -4,55H, где 5H - разница между расчетной и фактической максимальной глубиной зеркала; 5F - изменение фокусного расстояния. Знак "минус" в формуле стоит потому, что уменьшению глубины зеркала соответствует увеличение фокусного расстояния.

Приступаем к проектированию оснастки. Для этого мы должны знать, на какую технологию прессования можно ориентироваться. Обычно зеркала средних размеров, т.е. от 0,6 до 2,2 м прессуют с применением пневматического или гидравлического давления: тонколистовая алюминиевая или стальная заготовка герметично обжимается по периметру (по контуру) между матрицей и крышкой, затем под крышку напускается сжатый воздух или вода под давлением несколько атмосфер, и заготовка вытягивается, вжимаясь в матрицу и приобретая ее параболическую форму. Заготовка должна быть выполнена из пластичного материала, например, из алюминия марки А5, А6 или из стали марки 08КП. Известны альтернативные технологии производства зеркал: осесимметричные зеркала можно выкатывать, последовательно обжимая роликом заготовку, зажатую на вершине пуансона. Пуансон устанавливают на карусельном станке и вращают, а ролик остается неподвижным. Осесимметричное зеркало малого типоразмера можно выкатывать на токарном станке. Большие антенны, например от 3 до 5 м и более, делают из лепестков, собирая их на стапеле. Сами лепестки выполняют на обтяжном прессе, натягивая заготовку на параболический болван. Известна также уникальная технология прессовки взрывом: сначала зеркало прессуют гидростатическим давлением воды, а затем взрывают в воде небольшой заряд, и взрывная волна при этом прекрасно дожимает зеркало, выполненное из упругих сплавов, например из АМЦ-М. Тем самым обеспечиваются дополнительные качества таких зеркал: они прочные, точные и легкие. Недавно появились на рынке литые (выплавляемые модели) пицца-зеркала. Может быть, Вы располагаете еще какой-либо новой технологией? Дерзайте!

В данной статье рассказывается об устройстве и методах конструирования параболических антенн малого типоразмера и оснастки для них. Начало статьи - в предыдущем номере журнала.

Зеркала малых размеров можно прессовать классическим способом, например, пневматическим давлением, соизмеряя при этом величину давления с толщиной металла и размерами зеркала: давление пропорционально толщине металла и длине контура (периметра) заготовки и обратно пропорционально площади заготовки. Длина периметра L и площадь эллиптической заготовки S связаны между собой соотношением

Поэтому давление P, толщина металла и длина периметра L (или средний диаметр) связаны соотношением подобия P-Ld/S-d/L-d/D^.

Средний и условный диаметры близки, и для оценочных расчетов их различием можно пренебречь. Известно, что офсетное зеркало с условным диаметром 0,9 м из стальной заготовки 08КП толщиной d=0,8 мм можно надежно прессовать при давлении 6 атм. Какое давление воздуха потребуется для прессования зеркала с условным диаметром 0,33 м из стального листа толщиной 0,5 мм?

Ответ: P = 6.0,9.0,5/ /(0,8.0,33)=10 атм.

Если Ваш компрессор и качество обжима заготовки справятся с этим давлением, то у Вас не будет проблем. Можете перейти на более тонкий лист, если возникнут проблемы, но не тоньше 0,35 мм (по стали): уменьшится прочность зеркала и долговечность Вашей pizza-антенны.

Есть радикально иной способ прессования - вытяжка. Так прессуют посуду: заготовку обжимают по контуру, а формообразование производит крышка, преобразованная в подвижный пуансон, который надвигается на зажатый лист металла и натягивает его на себя. Металл приобретает форму пуансона. Никакой пневматики и гидравлики не требуется, но пресс должен быть двухходовым (обжим плюс обтяжка). Кроме того, проблему составляет износ пуансона: если для прессования посуды износ пуансона не является критичным, то для производства зеркал это важно. Изношенный пуансон следует восстанавливать или заменять. Износ формообразующей матрицы при прессовании надувом практически не происходит, это "вечная" оснастка. Для этого способа идеально подходит небольшой гидравлический пресс с усилием прессования несколько десятков тонн, необходимым для отбортовки зеркала и зажима листа заготовки во время надува зеркала. Для вытяжки необходим двухходовый механический или гидравлический пресс с приблизительно таким же усилием прессования. Для вытяжки нашего зеркала потребуется небольшое усилие PS=10 т. Отбортовка в зависимости от ее конструкции потребует те же 10-20 т. Эти усилия определяются площадью сечения вытягиваемого металла.

Как изготовить оснастку? Не хотелось бы вдаваться в подробности, хотя бы потому, что оснастка конструктивно привязана к конкретным прессам, к технологическим традициям прессового участка и возможностям инструментального производства. Хотелось бы обратить Ваше внимание больше на специфические требования к оснастке, главное из которых - учет толщины листового материала. Если Вы будете использовать метод надува, то формообразующая матрица должна иметь не параболический профиль, а экви-дистанту параболоида; ее поверхность должна отойти от параболоида вращения на толщину прессуемого металла. Если Вы надеетесь на использование двух видов материала разных толщин (алюминий и сталь), то можно расточить матрицу на эквидистанту средней толщины металла, например, если у алюминиевого листа 5=1 мм, а у стального 5=0,5 мм, то эквидистанту выбираем с 5=0,75 мм. Расточку матрицы (и пуансона тоже) обычно проводят на карусельном станке с ЧПУ. Технолог-программист должен ввести программу, для составления которой требуется табличное или аналитическое задание траектории кончика резца. Если эквидистантность не учитывать, т.е. если пренебречь толщиной листового материала, то программисту необходимо задать параболическую образующую y=x2/4F.

Учет толщины даст такую аналитическую функцию

у=х2^ + d - d((x/2F)2+1)1/2, где начало координат выбрано на поверхности матрицы.

На рис.4 и 5 показан процесс изготовления матрицы и пуансона из поковок. Вращение карусели происходит вокруг оси у. И матрицу, и пуансон pizza-зеркала можно расточить не по программе, а по шаблону, который предварительно изготовлен аккуратным слесарем-инструментальщиком. Изготовление параболоидной поверхности - сложная операция, но это только полдела. Матрица после этой операции направляется на координатно-фрезерный станок с ЧПУ для расточки профиля отбортовки. На этом же станке должна быть сделана крышка. Если же Вы избрали метод вытяжки зеркала и на карусельном станке выполнили расточку параболоида на пуансоне, то после этого его можно переустановить на этом же станке и расточить в цилиндр с наружным диаметром 33 см. В оправку, где зажат предназначенный для вытяжки лист металла, он войдет именно как цилиндр, несмотря на то, что в раскрыве это строгий эллипс. Угол входа a=arctg(D/4F)= arctg 0,5=27°.

Если этот рассказ показался Вам слишком сложным, не смущайтесь и попытайтесь самостоятельно выполнить вычисления или слепить модель оснастки из куска пластилина. Учтите, что современный дизайн параболических антенн иногда предполагает круглый раскрыв, а не эллиптический, или ограничивает эллипс раскрыва квадратом, или слегка ровняет эллипс, ограничивая его по ширине или высоте. Сложность проектирования и изготовления оснастки тогда необычайно возрастает. Необходимо заметить, что и радиотехнические свойства зеркала при этом ухудшаются.

Теперь обсудим устройства подвески и держателя конвертера. Если Вы хотите сделать пластмассовый держатель (хомут) конвертера, обязательно выбирайте материал с высокой гарантированной климатической стойкостью. Конвертер весит до килограмма и стоит приличных денег. Разрушение держателя в течение срока эксплуатации (10-15 лет) должно быть полностью исключено. Если узел держателя конвертера закрепить на зеркале, то это будет экономично и надежно, но менее эстетично, чем консольный держатель, закрепленный на подвеске сзади зеркала.

Подвеска антенны должна обеспечивать ее настройку по азимуту и углу места и фиксацию в выбранном направлении. Очень важно, чтобы диапазон перемещения зеркала по углу склонения соответствовал стандартам эксплуатации: ось параболоида должна быть направлена вдоль поверхности, если антенна предназначается для МИТРИС. Если Вы предполагаете применение антенны для приема спутникового ТВ, то диапазон перемещения оси относительно горизонта, т.е. по углу места, должен быть увеличен. Угол места вершинного спутника зависит от широты местности в соответствии с формулой ф= arctg((cos^-0,1511)/sin^), где ф -угол широты местности. Конструкция подвески должна обеспечивать вариацию угла в интересах всех покупателей. Обратите внимание, настройку антенны по углу места нужно проводить с вертикальной опоры, например, с длинной вертикальной трубы. Хорошо, если Вы сочтете это требование очевидным, но оно очевидно не для всех. Вам, наверное, приходилось видеть прекрасные во всех прочих смыслах польские антенны MABO, которые застыли на наших крышах в самых экзотических позах. Они не позволяют настраивать луч параллельно поверхности Земли, если антенна закреплена на длинной вертикальной трубе.

Узел подвески должен быть прост и надежен. Когда Вы сделаете макет или опытный образец антенны, не забудьте пригласить бывалого антенщика: он сделает верное заключение относительно удачности конструкции подвески. Материал для подвески выбирайте толще и жестче, чем для зеркала; если Вы любите штамповку, то этот материал еще будет усилен зигами, при этом надо проследить, чтобы жесткие лапки крепления были касательны к зеркалу в месте их соединения, в противном случае деформация зеркала неизбежна: утрачивается внешний вид и ухудшается усиление. К сожалению, в продукции многих фирм есть этот очевидный недостаток. Касательность лапок на малой антенне можно подобрать практически, но это надо тщательно провести в документации и исполнить в оснастке. Если антенна больше, чем пицца, то геометрию лапок лучше сначала рассчитать.

Представьте себе, что на большом столе мы разграфили прямоугольную координатную сетку {х^}и положили на нее наше зеркало раскрывом вниз, причем положили так, что ось х1 совпадает с большой осью эллипса раскрыва, а точка x1=z1=0 приходится на начало большой оси в нижней части раскрыва. Будем считать, что ось y1 направлена вверх, она будет шкалой высот на параболической поверхности. Эта ситуация изображена на рис.6. Предположим, подвеска антенны содержит четыре лапки и Вам необходимо определить их наклон к плоскости стола. Поскольку параболоид криволинеен, то для каждого места крепления надо или задать два угла - вдоль оси х1 и вдоль оси z1, или указать направление наибольшей кривизны и дать угол наклона в этом направлении. Параболоид симметричен относительно оси х1, поэтому задачу достаточно решить для двух точек А и Б. Способ вычисления углов отработаем на примере точки (отверстия) А. Этот способ полностью основан на вычислении высоты y1. Для вычисления высоты точки А над поверхностью стола следует воспользоваться двумя формулами y1=(Dt-t2-z12)(16F2+D2)-1/2, где вспомогательный параметр t определяется как t= -8F2/D+1/2. Эти формулы приведены в общем виде, чтобы Вы могли их использовать когда угодно. В случае нашей антенны F=16,5 см и D=33 см, поэтому формулы упрощаются: y1=(33t-t2-z12)/73,8; t= -66+(43,56+147,6x1-z12)1/2. Остается надеяться, что многочисленные формулы не очень напрягли Вашу память понятиями из аналитической геометрии и математического анализа. Пусть они, наконец, поработают на малый бизнес! В заключение хочу напомнить то, что Вы уже знаете: честь надо беречь смолоду, а качество - с первых образцов. Поднимите планку качества максимально высоко и держите изо всех сил, потому что провокации к падению качества будут возникать каждый день. Наибольшие проблемы возникнут относительно качества лакокрасочных и гальванических покрытий. Подготовка поверхности зеркала к окраске должна быть лучше, чем "по технологии". Разумеется, надо беречь окрашенные детали при транспортировке и хранении. Это проблема Ваша, а не покупателя, так как испорченный внешний вид антенн может испортить Вам репутацию. Если Вы сможете сделать гальванику где-нибудь в "оборонке", то Вам повезло. Если же сделаете горячее цинкование - обойдете всех конкурентов. Чтобы не забывать о конкурентах, повесьте на участке польскую MABO, например, диаметром 0,6 м офсет (она маленькая), а рядом - свою антенну и каждый день смотрите на эту парочку глазами покупателя.

М.Б. Лощинин, г. Киев

В этой статье мы детально рассмотрим различные виды спутниковых антенн, расскажем о правилах их монтажа, особенностях настройки оборудования и эксплуатации. После прочтения статьи вы сможете всё сделать самостоятельно — от покупки до расчёта положения «тарелки».

Основы приёма спутникового ТВ

Будущим пользователям спутникового телевидения нет необходимости вдаваться в детальные технические подробности, но некоторые основы знать не помешает. К примеру, существующие стандарты сигналов, частотные диапазоны и некоторые другие детали.

Распространённые стандарты передаваемых сигналов:

  • DVB-S Mpeg-2 — телевизионная трансляция, плюс Интернет. Практически все существующие сегодня спутники поддерживают данный стандарт, также как и любой спутниковый ресивер, имеющийся в продаже.
  • DVB-S Mpeg-4 — стандарт аналогичен первому, за исключением одного момента — требует ресивера, поддерживающего формат Mpeg4.
  • DVB-S2 Mpeg-4 (DVB-S2) — относительно новый стандарт телевизионного сигнала, сигнала Интернет. Требует соответствующих ресиверов.

Частотные диапазоны

Трансляция ТВ-сигналов и приёма/передачи сигналов сети Интернет с помощью спутников ведётся по двум диапазонам частот:

  • Диапазон С — для приёма сигналов в данном диапазоне частот требуется параболическая антенна с тарелкой большого диаметра 2,0-4,5 метра.
  • Диапазон Ku — приём сигналов в этом диапазоне частот возможен с помощью параболических антенн с диаметром тарелки 0,5-1,5 метра.

Параболические антенны

Приём телевизионного сигнала со спутников возможен с помощью антенн двух видов — офсетных и прямофокусных. Это параболические антенны, имеющие три основных узла:

  1. Отражающее и фокусирующее зеркало (параболическая тарелка).
  2. Облучатель в сборе с малошумящим усилителем и конвертером сигнала.
  3. Опорно-поворотный регулировочный механизм.

Облучатель (low-noise block converter) — он же конвертер (в народе часто называют просто «головка»), получает сфокусированный сигнал, усиливает и конвертирует в сигнал промежуточной частоты, пригодный для обработки ресивером.

Ресивер — специальная электронная приставка-приёмник, где осуществляется декодирование и преобразование промежуточного сигнала в сигнал, пригодный уже для обработки телевизионным приёмником. Существует масса моделей ресиверов спутникового телевидения, в том числе поддерживающих технологии цифрового сжатия видеосигнала MPEG-2 и MPEG-4. Обычно ресиверы продают в комплекте с параболическими антеннами.

Типичное исполнение ресиверов:

  • условно-кодированный (платный) доступ;
  • доступ через смарт-карты (ресиверы с картоприёмником);
  • доступ через CI-модуль (ресиверы с декодированием ТВ сигнала);
  • бесплатное общедоступное ТВ (ресиверы серии FTA).

Виды параболических антенн

Офсетная спутниковая антенна — конструкция, имеющая несколько смещённый фокус относительно центральной точки тарелки, поэтому фактическое направление офсетных антенн обычно чуть ниже точки горизонта спутника. Диск антенны, как правило, располагается вертикально относительно земной поверхности. Устанавливается «офсет» обычно на стене дома. Офсетные конструкции предназначены для приёма сигнала Ku-диапазона, но могут также работать в С-диапазоне, если зеркало «тарелки» имеет диаметр более 1,2 метра. Преимущества — высокая точность фокусировки. Недостатки — недостаточная защита конвертера от воздействия внешней среды. Это наиболее распространённый вариант «тарелок» в частном жилом секторе.

Прямофокусная спутниковая антенна — здесь фокус расположен точно по центру. Диаметр зеркала таких конструкций варьируется в диапазоне 0,9-4,7 метра. Установка, как правило, требует создания горизонтальной опоры. Преимущества — разборная конструкция зеркала, что для больших размеров имеет немаловажное значение. Однако по этой же причине проявляются недостатки в виде плохой фокусировки и как следствие — потери до 10% КПД. Этот вид антенн можно считать универсальным — предназначены для приёма сигнала как С, так и Ku-диапазонов.

Внимание! Спутниковые антенны относятся к приборам узконаправленного действия. Независимо от конструкции, установка выполняется с учётом обязательного ориентирования устройства на юго-восток, на юг или на юго-запад (зависит от конкретного спутника). Другими словами, монтаж антенны должен производиться в таком месте, где обеспечивается охват указанных направлений (оптимально — всех трёх).

Офсетные антенны. Сборка и установка

Сборка офсетной спутниковой антенны — процесс не такой сложный, как может показаться изначально. Обычно в комплекте с купленным устройством идёт подробная инструкция по сборке. Задача — соединить тарелку с кронштейном, собрать поворотный механизм и установить держатель антенного конвертера. После сборки поворотный механизм должен обеспечивать подвижки зеркала с некоторым усилием, как по вертикали, так и по горизонтали.

Конструкция доставляется к месту установки и выполняется монтаж на стену дома. Предварительно на стене требуется разметить и сделать несколько отверстий для анкерных болтов. Устанавливаются анкерные болты , выполняется крепление антенного кронштейна. Далее останется только закрепить на держателе конвертера сам конвертер и соединить всё сигнальным кабелем по схеме: антенный конвертер — ресивер — телевизор.

Прямофокусные антенны. Сборка и установка

Процедура сборки прямофокусной антенны несколько сложнее офсетной, но такая работа также многим под силу. Зеркало прямофокусных антенн, как правило, разборное, состоит из нескольких сегментов, образующих в целом тарелку. В случае с частным домом тарелка собирается на земле и затем поднимается на кровлю. Так как крыши частных домов преимущественно скатные, потребуется сделать специальную подставку.

Антенная подставка — как вариант, прообраз лестничной ступени с подступенком, учитывая, что прямофокусные спутниковые антенны монтируются на горизонтальную поверхность. Подставка крепится на скате кровли и уже на подставку монтируется антенное зеркало вкупе с опорной «ногой» и механизмом регулировки. Варианты крепления на штанге, на стене дома также не исключаются, если обеспечивают беспрепятственное направление антенны на спутник.

Настройка антенны спутникового телевидения

Настройку можно начинать при следующих условиях:

  • выбран спутник — транслятор телевизионного сигнала;
  • пространство перед зеркалом антенны свободно для прохождения сигнала;
  • экран телевизора доступен для обзора настройщику либо помощнику настройщика.

Выбор спутника

Перечень действующих спутников достаточно широк. Естественно, и пользовательские возможности достаточно обширны, но в то же время ограничены геостационарной орбитой спутников. Все спутники находятся в области небосклона: юго-восток — юг — юго-запад. При этом наибольший угол подъёма спутника по отношению к линии горизонта находится точно по направлению на юг. То есть, чем больше отклонение к юго-востоку или к юго-западу, тем ниже располагаются спутники над горизонтом.

Интересные ТВ-спутники:

  • ЯМАЛ 201/300K , орбитальная позиция — 90° в. д. Охват: вся территория России, плюс ближнее зарубежье. Открытый доступ к популярным центральным каналам в диапазонах С и Ku.
  • EUTELSAT 36A/36B , орбитальная позиция — 36° в. д. Более 150 каналов от известных операторов «НТВ-Плюс» и «Триколор-ТВ», в том числе каналов, транслируемых в формате HDTV. Большинство каналов платные, но есть также каналы свободного доступа.
  • HOT-BIRD 13B/13C , орбитальная позиция — 13° в. д. Впечатляющий ассортимент каналов, в том числе европейских. Есть платные и бесплатные каналы.
  • HORIZONS-2 / IS-15 , орбитальная позиция — 85.2° в. д. Основа трансляции — платные пакеты «Континент ТВ» и «Телекарта ТВ».

Список можно продолжать. При желании информация по спутникам всегда доступна в сети.

Получение данных для направления антенны на спутник

Для настройки спутниковой антенны потребуются следующие данные:

  • значение орбитальной позиции спутника;
  • географические координаты места установки антенны (координаты местности);
  • угол подъёма спутника относительно места установки антенны;
  • значение азимута.

На первый взгляд — довольно сложно. Но только на первый взгляд. По сути, все отмеченные данные можно рассчитать с помощью формул.

Расчёт угла подъёма:

  • F = arctg{ / sqrt(1 - Соs2(g2 - g1) х Cos2(v)]}

Расчёт значения азимута:

  • Ф = 180° + arctg{tg(g2 - g1) / sin(v)}

Где: g2 — значение долготы местности, v — значение широты местности, g1 — значение долготы спутника.

Однако, если у вас сложности с высшей математикой, то лучше воспользоваться специальным программным обеспечением (например, программой Satellite Antenna Alignment), либо получить данные расчётов на специализированных сайтах.

Установка антенны в нужное положение

Итак, данные получены. Можно приступить к установке тарелки в нужное положение, после чего произвести точную настройку, ориентируясь по качеству картинки на экране телевизора. Ориентирование устройства на азимут производится по компасу. Затем выставляется строго вертикальное положение тарелки. Точную вертикаль диска можно получить, ориентируясь, к примеру, на установленный рядом отвес. Значение угла подъёма спутника мы уже получили — используя обычный транспортир, антенну нужно постараться вывести как можно точнее на это значение, отталкиваясь от мнимой горизонтальной прямой, образованной между центральной точкой головки конвертера и центральной точкой зеркала антенны.

Далее, медленно поворачивают тарелку вправо, влево, одновременно контролируя появление сигнала на экране телевизора. Если сигнал не появился, изменяют на один-два градуса угол подъёма и повторяют процесс. При появлении сигнала добиваются получения максимально качественной картинки и затем окончательно фиксируют положение тарелки.

Некоторые особенности установки спутниковых антенн

Современные спутниковые антенны могут комплектоваться различными аксессуарами, наличие которых существенно облегчает процесс настройки, а порой пользователю и вовсе не приходится настраивать оборудование. Среди таких аксессуаров:

  • актуаторы
  • мотоподвесы
  • позиционеры

Например, позиционер SuperJack V-BOX II обеспечивает полноценное управление спутниковой антенной посредством поворотного механизма. Микросхемы памяти устройства содержат около ста орбитальных позиций спутников. Поддерживает как локальный режим управления, так и режим управления командами, поступающими непосредственно от спутника.

STRONG SRT DM2100 DiSEqC

Мотоподвес или поворотный двигатель. В качестве примера такого устройства можно отметить систему Strong DM2100 DiSEqC, способную отслеживать спутники, расположенные от 30° западной долготы до 90° восточной долготы. Система также имеет запрограммированные данные установки более двадцати популярных спутников. Правда, применять данный мотоподвес можно только с параболическими антеннами диаметром не более 1,2 метра. Работает с ресиверами по протоколу DiSEqC 1.2.

Грозозащита Dr.HD

Как и любое антенное хозяйство, спутниковое также нуждается в грозовой защите . Здесь всё достаточно просто. Есть специальные компактные недорогие приборы, подобные Dr.HD/Prof GC-862BL, надёжно защищающие не только антенну, но и всё оборудование в целом.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПУТНИКОВЫХ АНТЕНН

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИМЕНОВАНИЕ АНТЕННЫ
СТВ-0,55-1.1 АУМ СТВ-0,6-1.1 АУМ СТВ-0,8-1.1 АУМ СТВ-0,9-1.1 АУМ
Размеры рефлектора 525х558 600х650 800х858 900х1000
Материал рефлектора сталь сталь сталь сталь
Толщина материала, мм 0,55 0,55 0,7 0,8
Тип системы offset offset offset offset
Офсетный угол, град 19,65 19,67
Фокусное расстояние, мм 367,5 (f/d=0.7) 300 (f/d=0.5) 565 (f/d=0.7) 450 (f/d=0.5)
Диапазон частот, ГГц 10,7…12,75 10.7…12.75 10.7…12.75 10.7…12.75
Ширина луча, град 3.3 2.8 2.1 2.0
Коэффициент усиления на частоте 11,3 ГГц, дБ 34,5 35.9 38.1 39.1
Уровень боковых лепестков, не более…, дБ -(29-25log0) -25 -(29-25log0) -25
Уровень кроссполяризации, не более…, дБ -30 -25 -30 -30
Тип подвески азимут-угломестная азимутально-угломестная азимутально-угломестная азимутально-угломестная
Угол места, град 0…45 0…45 10…70 10…70
Угол азимутальный, град 0…360 0…360 0…360 0…360
Масса антенны, кг 2,6 3,5 5,7 6
Растягивающая нагрузка на 1 болт штатного настенного кронштейна (V=45м/сек) ,Н 3050 4000
Рабочая устойчивость от ветра, м/с <25
Разрушающая сила ветра, м/с >45
Допустимая масса конвертера с облучателем, кг 0,260 0,26

Спутниковые антенны бывают нескольких типов, в зависимости от области их применения: плоские, параболические, сферические, микрополосковые, рупорные. Одними из самых распространенных и часто применяемых антенн являются параболические антенны, к которым относятся прямофокусная, офсетная и сферическая антенны. Внешний вид и принцип их действия иллюстрируется на рисунке 1.

В соответствии с законами геометрической оптики плоская электромагнитная волна, распространяющаяся перпендикулярно раскрыву антенны, после отражения от параболоидной поверхности (зеркала) попадет в фокус параболоида (рис. 2). В фокусе устанавливается конический рупорный облучатель, совмещенный с поляризатором, к которым, в свою очередь, крепится конвертор.

По своим электрическим параметрам параболоидное зеркало во многом превосходит альтернативные типы антенн.

Одной из основных электрических характеристик любой антенны является коэффициент усиления G, пропорциональный эффективной площади антенны. Эффективная площадь (или диаметр антенны) зависит от мощности приходящей электромагнитной волны, измеряемой в децибелах (дБ) или ваттах (Вт).

Параболические зеркала имеют широкий угол раскрыва и принципиально достижимый высокий коэффициент использования поверхности (0.4-0.7). Это обеспечивает высокий коэффициент усиления при умеренных размерах антенны. Коэффициент использования поверхности параболоидных зеркал определяется многими факторами - затенением зеркала облучателем, неточностью профиля зеркала, несовпадением облучателя с фокусом, неравномерностью распределения поля в раскрыве зеркала и рядом других. Действие этих факторов зависит от исполнения, размеров и конкретной формы антенны.

Параболоидные зеркала различаются, в частности, по величине отношения фокусного расстояния к диаметру раскрыва (f/D). К длиннофокусным относятся антенны с отношением f/D больше 0.5, а к короткофокусным - с отношением f/D менее 0.3. Фокусное расстояние, в свою очередь, связано с глубиной зеркала - чем ближе фокус, тем оно глубже.

Глубина зеркала заметно влияет на электрические параметры антенны. Мелкие зеркала облучаются более равномерно, чем глубокие, что позволяет получить более высокий коэффициент усиления. С другой стороны, широкий раскрыв антенны приводит к увеличению уровня шума.

Короткофокусные антенны находят широкое применение в радиорелейных линиях, где первостепенное значение приобретает вопрос отстройки от помех. Их также удобно использовать в передвижных системах приема.

Для приема телевизионных спутниковых трансляций больше подходят длиннофокусные зеркала. Однако они требуют более точного расчета и настройки облучателя, поэтому, в основном, они производятся для профессионального приема (рис. 3), а в бытовых системах чаще используются антенны с отношением f/D порядка 0.3-0.5 дБ.

К достоинствам параболических антенн следует отнести их широкополосность. Еще одно несомненное достоинство параболических антенн - способность принимать сигналы любой поляризации. Разделение поляризаций, как правило, не сопряжено с потерями мощности. В спутниковых сетях это дает возможность использовать одну частоту дважды.

Недостатками этого типа антенн являются большое количество механических частей и подверженность действию атмосферных факторов. Воздействие ветра может исказить форму зеркала и понизить коэффициент использования поверхности. Это налагает серьезные требования к жесткости конструкции зеркала и опорно-поворотного устройства. На качество приема могут оказать влияние неравномерный обогрев антенны солнечными лучами, коррозия материала и ряд других факторов. Это особенно ощутимо для профессиональных антенн больших диаметров. Серьезной проблемой может стать накопление снега или воды на поверхности зеркала.

Проблема накопления осадков на зеркале может быть решена использованием офсетных зеркал, представляющих собой верхний сегмент параболоида (рис. 4). В северных широтах они располагаются практически перпендикулярно земле, и осадки в них тоже почти не накапливается.

Основным же преимуществом офсетных антенн является меньшее затенение поверхности зеркала облучателем и, как следствие, больший коэффициент использования поверхности (0.6-0.8). Выигрыш особенно ощутим для антенн с небольшим диаметром (рис. 5). Поле в раскрыве офсетной антенны имеет более сложную структуру, чем в раскрыве прямофокусной, что усложняет конструкцию облучателя. В большинстве случаев электрические параметры офсетных антенн несколько хуже, чем у прямофокусных. Однако длиннофокусные офсетные антенны при скрупулезном расчете облучателя могут иметь очень хорошие электрические параметры и использоваться в профессиональных системах.

Парусность конструкции может быть снижена за счет использования сетчатых или перфорированных антенн.

Прием с разных спутниковых позиций в общем случае требует переориентации параболической антенны. По теории зеркальных антенн сектор углов вокруг фокуса, в котором можно принимать сигнал без существенного снижения коэффициента усиления, составляет +30. Именно на такой угол могут различаться спутниковые позиции, с которых можно вести прием на фиксированную антенну без потери уровня сигнала. При большем разнесении позиций необходим поворот зеркала, что приводит к удорожанию подвески.

Задачу многоспутникового приема без механического поворота зеркала можно решить, используя сферические или сферопараболические зеркала. В таких конструкциях облучатель располагается на дуге радиусом r, центр которой совпадает с центром окружности R (рис. 6).

Дуга называется фокальной линией. Если выбрать r более 0.56R, то волна, отраженная от зеркала, будет близка к плоской. Такие антенны находят применение в системах автоматического слежения за объектом (рис. 7). В них используются облучатели, передвигающиеся по фокальной линии, что дает возможность сканирования в широком секторе углов. Аналогичная конструкция может использоваться и для многопозиционного спутникового приема. Только вместо одного подвижного конвертора на фокальной плоскости устанавливаются несколько неподвижных, ориентированных на разные спутниковые позиции.

Сферические зеркала уступают параболическим в точности фокусировки и по ряду других электрических параметров. Однако, в некоторых случаях, они могли бы явиться удобной заменой целому парку неподвижных параболических антенн.

Какая антенна лучше - офсетная или прямофокусная? Каждая антенна хороша для своего применения.

Офсетные антенны характеризуются удобством установки вдоль стены дома. Для них требуется меньший вынос от стены, кроме того, на них не задерживается снег, облучатель не загораживает поверхность зеркала. Размер офсетной антенны оптимален до 1,5-1,8 м.

Прямофокусные антенны имеют хорошие характеристики от 1,5 м, т.к. при таком размере антенны облучатель уже перестает "затенять" поверхность зеркала. У прямофокусной антенны электромагнитное пятно на облучателе не имеет искажений, отраженная электромагнитная волна от любой точки антенны приходит в одной фазе к облучателю. Параболические прямофокусные антенны - это антенны, используемые для профессионального приема.

Ниже приведены примерные соответствия между уровнями сигнала и размерами тарелок:

50 дБ - 60 см

47 дБ - 90 см