Спутниковые конвертера

Спутниковый конвертер — приёмное устройство, состоящее с предусилителя сигнала LNA (Low-Noise Amplifier) принимаемого со спутника, и понижающего конвертера (Downconverter), он же гетеродин.
Основная функция конвертера это преобразование частоты электромагнитной волны Ku (10700-12750 МГц) или C-диапазона (3400—4200 МГц) в промежуточную частоту (от 950 до 2150 МГц), называемую L-диапазоном, с целью передачи с наименьшими потерями по коаксиальному кабелю до потребителя (спутникового тюнера).
Устанавливается конвертер в фокусном центре спутниковой антенны.
Спутниковый сигнал имеет очень сильные затухания при передаче его по коаксиальному кабелю, поэтому в конвертере не только усиливается сигнал, но и преобразовывается частотный спектр. Преобразование входных частот происходит за счёт вычитания (или сложения) частоты гетеродина. Для каждого диапазона в конвертере используется свой гетеродин.
Поскольку ширина Ku-диапазона (12750 — 10700 = 2050 МГц) не позволяет одновременно конвертировать его в промежуточную частоту, так как ширина L-диапазона и входных частот ресивера существенно меньше (2150—950 = 1200 МГц) то Ku-диапазон был условно поделён на поддиапазоны:
Ku-FSS (Fixed Satellite Services, 10,7—11,7 ГГц) принято называть «нижний» — «Low»;
Ku-DBS (Direct Broadcast Services, 11,7—12,5 ГГц) получил обозначение «верхний» — «High»;
Ku-BSS (Broadcast Satellite Services, 12,5—12,75 ГГц) — Telecom-под диапазон.
В современных «универсальных» конвертерах, позволяющих принять весь Ku-диапазон, имеется два гетеродина – 9750 МГц для нижнего поддиапазона (10,7-11,7ГГц) и 10600 МГц для верхнего под диапазона (11,7-12,75). Для некоторых операторов используются одно гетеродинные конвертеры круговой поляризации, частота гетеродина которых 10750МГц.
Переключение между гетеродинами осуществляется при помощи тонального сигнала 22 кГц, подаваемого с управляющего устройства (спутникового тюнера) в зависимости от принимаемого под диапазона. 22кГц включено при верхнем под диапазоне частот и отключено при нижнем под диапазоне частот.
Современные конвертеры могут работать с различными поляризациями сигнала. Обычно это линейная (горизонтальная, вертикальная) или круговая (левая, правая) поляризация. Переключение осуществляется сменой напряжения питания конвертера — 13 вольт для включения приёмника вертикальной поляризации или 18 Вольт для включения приёмника горизонтальной поляризации.
Конвертера разделяются на типы:
1. В зависимости от антенн на которые устанавливаются это прямофокусные и офсетные Офсетная и прямофокусная антенны
2. Диапазона в котором работает конвертер – Кu (рис 3), С (рис 4)
3. Подключение к абонентским тюнерам:
а) конвертер Single- возможность подключения одного спутникового тюнера к конвертеру (рис 5);
б) конвертер Twin- возможность подключения до двух спутниковых тюнеров (рис 6);
в) конвертер Qudro- возможность подключения до четырех спутниковых тюнеров (рис 7);
г) конвертер Qcto- возможность подключения до восьми спутниковых тюнеров (рис 8).
4. Подключение для коллективного приема спутниковых каналов
используют Quttro (рис 9).
5. Оптические конвертера (рис 10) эти конвертера используются когда нужно передать спутниковый сигнал без потерь на большие расстояния, исчисляемые километрами. Оптические конвертера подключаются как для приема индивидуального просмотра спутникового ТВ (рис 11), подключаются на виртуальные TWIN или Qudro конвертера. Так и для просмотра коллективного спутникового ТВ (рис 12) подключаются на Quttro виртуальные конвертера.
Использовать переключаемые конвертеры для коллективного приема нельзя. Действительно, если конвертер используется коллективно и два разных абонента выбирают каналы с разной поляризацией и/или из разных под диапазонов, в системе возникает конфликт. Конвертер будет переключаться в режим, соответствующий приоритетному управляющему сигналу.
Режимы работ конвертера от низшего до наивысшего приоритетов:
1. Вертикальная поляризация нижний под диапазон (13 В, 0 кГц).
2. Вертикальная поляризация верхний под диапазон (13 В, 22 кГц).
3. Горизонтальная поляризация нижний под диапазон (18 В, 0 кГц).
4. Горизонтальная поляризация верхний под диапазон (18 В, 22 кГц).

Это значит, что, если такой конвертер непосредственно подключен к нескольким ресиверам, и один из абонентов включил канал верхнего под диапазона с горизонтальной поляризацией, остальные абоненты сети смогут принимать только каналы этой поляризации и этого под диапазона. Разумеется, это недопустимо.
При коллективном приеме должен быть обеспечен ОДНОВРЕМЕННЫЙ независимый прием сигналов с обеими поляризациями и в обоих под диапазонах, — разумеется, если на спутнике присутствуют такие сигналы и если есть необходимость их принимать.

Конвертера также характеризуются такими параметрами:

1. Коэффициент шума или шумовая температура
Коэффициент шума (Noise Factor, NF) показывает, во сколько раз отношение сигнал/шум на выходе конвертера меньше, чем на его входе. То-есть насколько сам конвертер накладывает шум на входной сигнал.
Кш = (Свх/Швх)/(Свых/Швых)
Где Свх, Швх, Свых, Швых— мощность сигнала и мощность шумов на входе и выходе конвертера. Для удобства коэффициент шума конвертеров Ku диапазона указывается не в абсолютных единицах, а в логарифмических — в децибелах:
Кш(дБ) = 10log[(Свх/Швх)/(Свых/Швых).
В диапазоне С для характеристики конвертера, как малошумящего прибора, используют другую величину — шумовую температуру (Noise Temperature). Шумовой температурой конвертера считается температура, на которую необходимо нагреть проводник на входе идеального конвертера свыше нормальной температуры Т0 = 290° К (+17° С), чтобы шум на выходе идеального конвертера был бы таким же, как шум на выходе реального конвертера. Шумовая температура и коэффициент шума связаны формулой:
Кш = 10log(1 + Тш/290°К)
Тш = 290°К-(10Кш/10-1)

2. Коэффициент усиления.
Коэффициент усиления (Gain) показывает, во сколько раз мощность сигнала на выходе конвертера больше, чем мощность сигнала на его входе. Он измеряется сотнями тысяч и миллионами, поэтому, как правило, используются не абсолютные, а логарифмические единицы — децибелы:
Ку(дБ) = 10 log Ku
Усиление современных конвертеров составляет 50…65 дБ.

3. Абсолютная нестабильность частоты гетеродина.
В конвертерах для индивидуального приема частота гетеродина задается диэлектрическим резонатором. При изменении температуры, давления, влажности свойства резонатора могут изменяться, в результате может изменяться частота гетеродина. Небольшие изменения частоты не страшны — они компенсируются в ресивере специальной системой автоматической подстройки частоты (Automatic Frequency Control, AFC). Однако при больших изменениях частоты гетеродина могут возникнуть проблемы с приемом. Поэтому, чем меньше абсолютная нестабильность частоты гетеродина, тем лучше конвертер. Абсолютная нестабильность частоты гетеродина у современных конвертеров составляет + 1 …3 МГц

4 Фазовый шум гетеродина.
Так как частота выходного сигнала конвертера является разностью частоты спутникового сигнала и частоты гетеродина, она также претерпевает изменения. При изменении частоты изменяется и фаза. В цифровом спутниковом телевидении для передачи логических «нулей» и «единиц» используется именно изменение фазы сигнала. Непредсказуемое изменение фазы из-за колебаний частоты гетеродина конвертера приводит к приему ошибочных битов. Таким образом, конвертер является источником дополнительных цифровых ошибок. Чтобы количественно оценить степень влияния колебаний частоты гетеродина на качество приема, используют понятие фазового шума конвертера (Phase Noise).
Фазовый шум — не величина, а функция. Как правило, в спецификациях конвертеров приводятся несколько значений фазового шума для смещений 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц и, реже, 1 МГц.
Чем меньше уровень фазового шума при одном и том же смещении, тем лучше.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *