3.5 Контрольные вопросы
1. Каковы принципы организации спутникового вещания?
2. Нормирование спутниковых каналов в соответствии с документами ITU-R и ITU-T.
3. Опишите типы используемых орбит спутников. Как определяется наклонение и восходящий узел орбиты, подспутниковая точка ?
4. Как располагаются орбиты относительно радиационных поясов Ван-Аллена.
5. Что такое эффект Доплера?
6. Как изменяется расстояние от наземной станции до КА в процессе его полета и на какие параметры влияет?
7. Каков процесс контроля положения ИСЗ на орбите.
8. Какова высота орбиты исследуемого спутника (высота ИСЗ над поверхностью Земли)?
9. Что понимается под зоной видимости ИСЗ?
10. Что называют зоной покрытия?
4 Лабораторная работа. Расчет азимута и угла места при установке спутниковой антенны с помощью программы "Satellite Antenna Alignment"
4.1 Цель работы:
Целью данной работы является изучение видов спутниковых антенн, определение угла места и азимута на спутник при установке спутниковой антенны с помощью программы «Satellite Antenna Alignment».
4.2 Подготовка к работе
4.2.1 Изучить виды и основные характеристики спутниковых антенн.
4.2.2 Изучить геоцентрическую и топоцентрическую системы, определение угла места (угол возвышения), азимута, долготы и широты для любой точки Земли.
4.3 Рабочее задание
4.3.1 Рассчитать азимут и угол места на спутник с земных станций.
4.3.2 Сравнить результаты, рассчитанные и полученные в ходе выполнения лабораторной работы.
4.4 Методические указания для расчета
4.4.1 Рассчитать азимут на спутник с земных станций по формуле:
(4.1)
где Az – азимут на спутник с земной станции, град;
Δβ = |βкс – βзс| - разность долгот космической и земной станции, град;
βкс – долгота подспутниковой точки, град;
βзс – долгота земной станции, град;
ξ – широта земной станции, град.
4.4.2 Рассчитать угол места по формуле:
(4.2)
где γ – угол места на спутник с земной станции, град;
Δβ = |βкс – βзс| - разность долгот космической и земной станции, град;
βкс – долгота подспутниковой точки, град;
βзс – долгота земной станции, град;
ξ – широта земной станции, град.
Например, координаты городов, где устанавливаются земные станции:
-
Шымкент
420 10’ с.ш.
69054’ в.д.
Подставляя исходные данные в формулы (2.3) и (2.4), получаем азимут и угол места для ЗС: для ЗС1 г.Шымкент:
Δβ = |βкс – βзс|=103-69,9=29,10 ,
Антенна служит для фокусировки и сбора слабого микроволнового сигнала. Поверхность антенны должна иметь высокую отражающую способность по отношению к микроволнам. Антенна имеет форму параболоида, который обладает свойством переносить все излучение, передаваемое со спутника параллельно его оси, в фокус. Существует два основных типа антенн - параболическая и офсетная. Параболические антенны - антенны, фокусирующие сигнал со спутника в фокусе антенны, расположенной на оси окружности. Недостатком таких антенн является налипание снега зимой и отсутствие возможности установить второй конвертор. Офсетные антенны - антенны со смещенным фокусом, имеют овальную форму отражателя. Данные антенны более современные и популярные, так как дают возможность установить второй конвертор для приема 2-3 спутников в зависимости от месторасположения спутников на полярной оси. Также антенны различаются по диаметру. Антенны обычно изготавливаются из стали или алюминия.
Конвертор или LNB – приспособление, находящееся в фокусной точке антенны, является прибором, который принимает сфокусированный антенной сигнал. При этом он детектирует поступающие слабые микроволны, усиливает их с малыми шумами и, наконец, преобразовывает в частоту удобную для передачи по кабелю – промежуточную частоту.
С помощью программы «Satellite Antenna Alignment (Расчет угла поворота спутниковой антенны)» рассчитайте угол, необходимый при установке спутниковой антенны. Программа рисует простую схему, отображающую стороны горизонта. Желтым сектором обозначается световой день, восточная его часть – это восход солнца, западная часть – заход солнца. На этой же схеме можно схематически отобразить направление на нужный вам спутник. Выберите спутник в выпадающем списке, направление на него (азимут) рисуется красной линией. Если угол места на спутник отрицательный, то красная линия не рисуется (спутник не виден).
Азимут – это направление на спутник в градусах от направления на север по часовой стрелке.
Угол места является углом (в градусах) между направлением сигнала со спутника и касательной плоскости к поверхности земли в точке вашего приема.
Рисунок 4.1 – Определение азимута на солнце
Программа позволяет произвести расчет сразу на все спутники. Таким образом складывается ясная картина о том, какие спутники физически видны в месте установки антенны, а какие нет. Следует помнить, что в данной программе расчет производится чисто теоретический, по формулам, и в реальных условиях при установке антенны надо учитывать еще множество факторов, такие как различные препятствия (здания, деревья), рельеф местности, высота над уровнем моря, направленность транспондеров, поляризация и т.п.