Супутниковий ресивер: як вибрати

Супутниковий тюнер LNB (low-noise block convertor) в перекладі дослівно означає "малошумящий блок-конвертер".

До складу LNB входять такі компоненти.

• Опромінювач з хвилеводом і токос'емноє зондами. Найчастіше використовуються штирові зонди. У LNA (low-noise amplifier) ??- малошумящий попередній підсилювач сигналу, що знімається з зондів.
  Знижуючий конвертер, в основі якого гетеродин (резонансний генератор синусоїдальних коливань).
• Комутатор зондів. Залежно від напруги, що подається з ресивера 1318 Вольт, він визначає, в якій поляризації ми будемо приймати сигнал. Це високочастотний перемикач на основі компаратора, який підключає вхід LNA то до одного зонду, то до іншого.
• Перемикач діапазонів. Використовується не у всіх типах LNB. Наприклад, в кругових LNB і для С-діапазону застосовуються гетеродина з однією частотою: 10750 МГц в першому випадку, і 5150 МГц - у другому. В універсальні LNB конвертерах використовують гетеродин з двома частотами. Найчастіше 9750 і 10600 МГц.

Застосування подвійного гетеродина обгрунтовано тим, що Ku-діапазон досить широкий (2050 МГц), а ширина L-діапазону, що використовується для ПЧ, всього 1200 МГц. Тому Ku-діапазон ділять на два діапазони 10700-11700 і 11700-12750 МГц. Управляється даний пристрій тоновим сигналом 22 КГц, подається з ресивера або DVB-карти.

Функціональна схема універсального LNB конвертера

• LNA - малошумний підсилювач
• K1 - комутатор зондів вертикальної і горизонтальної поляризації
• К2 - перемикач діапазонів
• СМ - змішувач
• Г ниж. - нижній гетеродин
• Г верх. - верхній гетеродин
• ППЧ - підсилювач проміжної частоти
• СУ - згода пристрій.

Тепер розглянемо особливості та характеристики кожного з компонентів.

Хвилевід

Розміри хвилеводу і розташування зондів визначаються частотним діапазоном, для якого призначений LNB конвертер. У тюнерів С-діапазону більший діаметр хвилеводу, ніж у моделей Ku-діапазону. Це обумовлено різною довжиною хвилі. Важлива чистота обробки внутрішньої поверхні хвилеводу. Хоча довжина хвилеводу конвертера невелика, але раковини, напливи і подряпини в якійсь мірі збільшують загасання і спотворення сигналу, тим самим знижуючи чутливість пристрою. У кругових конвертерах істотною частиною є деполяризатор. Вони бувають різні: від діелектричних пластин, до різних штирьків і сходинок в волноводе. Але спеціалізовані кругові конвертери оснащені нормальними деполяризаторами. Провівши експерименти, можна спробувати поліпшити його роботу, підбираючи матеріал і форму деполяризатора. Адже він вносить значну лепту в фазові шуми, про які поговоримо пізніше.

Опромінювач

 

Опромінювачі для прямофокусной (зліва) і офсетного антен

З облучателем справи йдуть складніше. Він повинен ідеально приймати сигнал від кожної точки робочої поверхні дзеркала, і виключити прийом сигналів з-за її меж. Ось для цього і служить опромінювач. Його форма залежить від застосовуваного дзеркала. Визначальними факторами є - тип дзеркала (прямофокусную або офсетна) і співвідношення фокусної відстані і діаметру дзеркала f / D.

• У офсетних антен f / D знаходиться в межах 0.6-0.8.
• У прямофокусних 0.3-0.5. Наприклад, для харківської антени СА-903 f / D становить 0,636.

Поважають себе виробники вказують f / D для своїх конвертерів. Часто офсетні конвертери з опромінювачем випускаються або для антен з f / D 0.6-0.7, або 0.7-0.8. Тому якщо у вас СА-903, вибирайте головку для роботи з офсетними дзеркалами. Їх f / D дорівнює 0.6-0.7.

Якщо купите фланцевий LNB і підберете до нього опромінювач, то розширите свої можливості. Раніше продавалися антени з уже підібраними облучателями. Були навіть під f / D. Тепер таке не часто зустрінеш. Правильний вибір опромінювача зробить систему більш чутливою і захищеною від перешкод.

Ну а якщо не ускладнювати себе задачу, то візуально або за допомогою нитки (жилки) можна продовжити рупор опромінювач і подивитися, як він проектується на дзеркало. В ідеальному випадку проекція потрапить на крайку робочої поверхні антени. Можна посувати або нахиляти конвертер, але зловживати не варто, щоб не збити фокусування. Краще підібрати форму опромінювача.

1. Він повинен бути зі стабільною температурою
   В бюджетних моделях вбудовані дешеві компоненти, з низькою температурною стабільністю і з залежністю від навколишнього середовища. Так само не вдосконалено схема, монтаж і якість друкованих плат. Якщо врахувати, що головки встановлюються на відкритому повітрі, де температура стрибає від спеки до морозу, то коливання частоти гетеродина може завдати чимало неприємностей.
   Ці проблеми проявляються в процесі експлуатації. У характеристиках до товару про нестабільність гетеродинов не згадується. Хіба що про це попередить грамотний і чесний продавець-консультант. Хорошою стабільністю вважається відхилення не більше, ніж на 3 МГц в робочому діапазоні температур.
2. Гетеродин не повинен вносити фазових спотворень
   Для аналогового сигналу, де використовувалася частотна модуляція, це було не важливо. Конвертери не нормований по такому параметру. У цифровому мовленні застосовується фазова маніпуляція (ФМ) різних порядків. Чим вище порядок ФМ, тим вище вимоги до фазових спотворень.
   Гетеродин будучи резонансної системою, володіє не нескінченної добротністю. При видаленні від центральної частоти потужність сигналу гетеродина не зменшується до нуля. В результаті певної ширини спектра гетеродина і виникають фазові шуми, що неминуче призводить до підвищення рівня помилок на вході цифрового приймача. Прийнято визначати фазові шуми ставленням потужності фазових шумів в смузі 1 Гц, яке вимірюється в dB / Гц @ КГц. Наприклад, величина - 50 dB / Гц @ 1 КГц вказує на те, що у разі виходу з центральної частоти гетеродина на 1 КГц, його потужність впаде на 50 dB в смузі 1 Гц.

Для QPSK прийнято вважати -50 dB / Гц @ 1 КГц, -75 dB / Гц @ 10 КГц, -95 dB / Гц @ 100 КГц прийнятними величинами. Напис «HD» на конвертерах означає, що виробник вказує: по фазовим шумів такий конвертер підходить для прийому навіть 8PSK.

Коефіцієнт посилення (КУ)

Цей параметр характеризує посилення, що вноситься конвертером. Зазвичай КУ коливається в межах 50-70 dB. Хоча таке уявлення дещо спрощено, оскільки на різних частотах і в різних діапазонах, у КУ значення різняться. Для хороших головок нерівномірність АЧХ у всьому діапазоні не більше 3 dB.

За логікою, КУ представляють у вигляді графіка або таблиці, але деякі виробники усредняют значення. Цей параметр важливий, якщо у вас довгий кабель з великими загасання. Для нормального прийому на 40 метрів бюджетного кабелю і один ресивер, вистачить і 50 dB. А такий показник видає будь-конвертер.

Коефіцієнт шуму [Кш] і шумова температура (Тих)

Оскільки з супутника надходять слабкі сигнали, основним параметром якості ресивера є коефіцієнт шуму. Кш вимірюється в dB і вказує поріг, нижче якого сигнал втрачається на тлі власних шумів LNB. Чим нижче Кш, то чутливіші конвертер. Він зможе приймати навіть ледь вловимі сигнали. Напрмер:

• в моделях Ku-діапазону, Кш лежить в межах 0.2-0.5 dB;
• для С-діапазону використовують еквівалентний Кш параметр - шумову температуру.

Шумова температура - величина, що характеризує рівень шуму. Вона рівна температурі абсолютно чорного тіла. При якому спектральна щільність потужності його теплового випромінювання дорівнює аналогічної потужності шумів радіоелектронної апаратури.

Чим нижче Тих пристрою, тим нижче поріг шумів. Для конвертерів С-діапазону нормальним вважається значення Тих, близько 15 К.
Чим могутніше стають супутники, тим лютіше боротьба виробників за цю можливість.

Коефіцієнт стоячої хвилі (КСВ).

Для якісної роботи антени важлива стикування антени з фідерним трактом у всьому прийнятому діапазоні частот. Це означає, що вихідний опір конвертера має бути максимально наближене до хвилевого опору кабелю (75 Ом). На одній частоті це організувати легко, але на виході виходить цілий L-діапазон. Ось тут на виробника лягає складне завдання по створенню широкосмугових узгоджувальних пристроїв. Хто впорався з цим завданням, можна визначити за допомогою вимірювання КСВ. Найчастіше на практиці використовується поняття КСВ за напругою - КСХН.

КСХН = (Uпад + Uотр) / (Uпад-Uотр), де Uпад, Uотр - напруги падаючої хвилі і відображеної відповідно.
В ідеалі КСХН має дорівнювати 1. Відображена хвиля повинна бути відсутнім. Це можливо тільки при ідеальному узгодженні з опору.

В іншому випадку виникають неоднорідності, від яких відбувається відображення хвиль. За такий «нешкідливим» явищем криються великі неприємності. Накладення падаючих і відбитих хвиль призводять до спотворень фази, а це впливає на якість прийому цифрового сигналу. При КСХН = 2, відбувається погіршення прийому, рівносильне збільшенню Кш на 0.5 dB.

Істотну роль в роботі антеною системи грає струм споживання LNB. Цей параметр лежить в межах 100-150 мА. Його не важко виміряти за допомогою тестера. Але на практиці трапляються головки з струмом споживання, що значно перевищують типові значення. У поєднанні з дешевими перемикачами DiSEqC, це може призводити до «зависання» перемикача і терміналу. Та й банальна економічність ще нікому не нашкодила. Зайве тепло в корпусі приймача теж ні до чого.

При виборі LNB для своєї антени звертайте увагу на захист від вологи і механічну міцність окремих елементів корпусу. Буває, що кришки, що закривають опромінювач, виготовлені з неякісних матеріалів. При впливі високих або низьких температур вони розтріскуються, і дають доступ вологи всередину головки. Чим це загрожує, не важко здогадатися. Так само при неправильному виборі матеріалу кришки може істотно знизитися чутливість LNB.

На замітку: «Як підключити телефон до телевізора: 3 найшвидших способу»

Дивіться відеоогляд недорогих ресиверів для супутникової антени