Что такое офсетная антенна: ЧТО ТАКОЕ ОФСЕТНАЯ СПУТНИКОВАЯ АНТЕННА

ЧТО ТАКОЕ ОФСЕТНАЯ СПУТНИКОВАЯ АНТЕННА

Спутниковая антенна — зеркальная антенна для приёма (или передачи) сигнала с искусственного спутника Земли.

Самыми распространёнными спутниковыми антеннами являются параболические антенны (их обычно и называют спутниковыми). Спутниковые антенны имеют различные типы и размеры. Наиболее часто в мире подобные антенны используются для приёма и передачи программ спутникового телевидения и радио, а также соединения с Интернет.

Виды спутниковых антенн

Зеркальные параболические антенны бывают прямофокусные (Prime Focus) и офсетные (Offset). Прямофокусные антенны называют также осесимметричными.

Прямофокусная (осесимметричная) антенна

Прямофокусная (осесимметричная) антенна является антенной с апертурой в виде параболоида вращения. Зеркало прямофокусной антенны — параболоид вращения, антенна круглая, ее геометрическая ось совпадает с электрической осью. На этой же оси и размещается конвертер, который, как правило, крепится к краям рефлектора с помощью трех или четырех стоек. Диаметр антенны определяет ее усиление и соответственно стабильность приема спутниковых сигналов. В зависимости от используемого геостационарного спутника, диаметры приемных антенн могут быть от 0,55 м до 3,7 м. Обычно такие антенны используются для приёма сигналов в C-диапазоне и в Ku-диапазоне. Параболические антенны используются и для передачи сигналов на спутники. К облучателям спутниковых антенн присоединяют малошумящие усилители (МШУ) с низкими уровнями шумов и конверторы, что позволяет усиливать высокочастотные непосредственно после облучателей и конвертировать их в сигналы промежуточной частоты. Сигналы промежуточной частоты передаются уже по кабелям, соединенными с конвертерами для дальнейшего усиления и детектирования.

Офсетная антенна

Офсетная антенна — наиболее распространена в индивидуальном приёме спутникового телевидения, хотя в настоящее время используются и другие принципы построения наземных спутниковых антенн. Офсетная антенна представляет собой несимметричную вырезку из параболоида вращения с облучателем в фокусе параболоида. Как правило, вырезка образуется пересечением параболоида и цилиндра, оси которых параллельны. Таким образом, зеркало офсетной антенны имеет форму эллипса, а направление электрической оси антенны отличается от направления геометрической оси зеркала на некоторый угол. Как правило, электрическая ось на 20–30 градусов выше геометрической оси. Это устраняет затенение полезной площади антенны облучателем и его опорами, что повышает ее коэффициент полезного использования при одинаковой площади зеркала с осесимметричной антенной. К тому же, облучатель установлен ниже центра тяжести антенны, тем самым увеличивая ее устойчивость при ветровых нагрузках. Зеркало офсетной антенны крепится почти вертикально. В зависимости от географической широты угол ее наклона немного меняется. Такое положение исключает собирание в чаше антенны атмосферных осадков, которые сильно влияют на качество приема. На просвет антенна представляет не круг а эллипс, вытянутый по вертикали. Размеры офсетной антенны обычно приводят в эквиваленте усиления по отношению к прямофокусным. Если по горизонтали данный размер совпадает, то по вертикали он будет, примерно, на 10% больше.

Обычно офсетные антенны используются для приёма сигнала С и Ku-диапазона (в линейной и круговой поляризации). Однако, возможен и приём сигнала в Ка-диапазоне, а также комбинированный.

Достоинства и недостатки

И те, и другие антенны имеют свои достоинства и недостатки. У прямофокусной антенны более эффективно используется площадь зеркала. Офсетная антенна имеет такую же эффективную площадь, как прямофокусная антенна с диаметром, равным размеру офсетной антенны по меньшей оси. Другими словами, чтобы получить эффективную площадь офсетной антенны, надо умножить ее физическую площадь на косинус угла между электрической и геометрической осями. У типичных антенн физическая площадь используется на 86–90%. С другой стороны, у прямофокусной антенны часть поверхности заслоняется конвертером и элементами его крепления, а у офсетной антенны — нет. Поэтому антенны малого диаметра, до 1,5 метра, у которых конвертер может заслонить часть площади больше 10%, делают, как правило, офсетными, а антенны больших размеров чаще бывают прямофокусными.

Прямофокусная антенна всегда поднята на некоторый положительный угол, поэтому представляет собой «чашу», в которой могут скапливаться осадки — дождь, снег, лед. Офсетные антенны в северных широтах устанавливаются почти вертикально, а то и вообще «смотрят вниз» — поэтому они лишены такого недостатка. С другой стороны, на прямофокусной антенне вниз «сморит» конвертер, поэтому можно смело использовать облучатель с негерметичной крышкой или вовсе без крышки, вода и снег не попадут внутрь. На офсетной антенне конвертер «смотрит» вверх, поэтому он должен быть герметичным, иначе вода попадет внутрь и может испортить электронику конвертера.

Есть еще одна особенность использования офсетных антенн большого диаметра в северных широтах — их не всегда можно опустить на достаточно малый угол места. Например, если угол места спутника равен 5 градусам, зеркало антенны надо направить на 15–25 градусов ниже горизонта. Офсетные антенны больших диаметров, которые устанавливаются на вертикальной стойке, например, «Супрал» 1,8 м или 2,4 м нельзя опустить на угол менее 11–12 градусов, нижний край антенны упирается в стойку. Можно выйти из положения, перевернув зеркало антенны вместе с креплением облучателя на 180 градусов, тогда электрическая ось окажется на 25–27 градусов ниже геометрической, и антенну надо будет направлять выше спутника. Однако для этого требуется серьезная доработка деталей крепления.

Для изготовления спутниковых антенн в основном используют сталь и дюралюминий. Любители спутникового ТВ иногда устанавливают мотоподвес (мотор), или позиционер. При помощи актюатора и по команде пользователя (или команде с тюнера) он позволяет повернуть антенну в позицию нужного вам спутника.

Офсетная спутниковая тарелка (антенна) – Телевидение Триколор ТВ в Екатеринбурге

Офсетные антенны – самые распространенные антенны среди индивидуальных пользователей спутникового телевидения. Материал их изготовления, как правило – алюминий. Он легче, чем сталь и не подвергается коррозии. Такая антенна представляет собой несимметричную вырезку из параболоида вращения с особым облучателем в его фокусе. Она образуется пересечением цилиндра и параболоида, имеющих параллельные оси.

См. также:  Спутниковая тарелка (антенна). Все виды

Строение и технические характеристики

Зеркало офсетной антенны эллиптической формы и почти копирует поверхность Земли. Электрическая ось антенны, как правило, на 20-30 градусов выше геометрической оси, что устраняет затенение облучателем (конвертером) и его опорами, повышая коэффициент полезного использования. Офсетная антенна обладает повышенной устойчивостью при ветре за счет того, что облучатель антенны установлен ниже центра ее тяжести.

Зеркало офсетной антенны крепится почти вертикально. Это не позволяет атмосферным осадкам, влияющим на качество приема, собираться в антенной чаше.

Такие антенны принимают сигналы С и Ku-диапазона (в линейной и круговой поляризации). Однако, возможен и комбинированный сигнал и сигнал в Ка-диапазоне.

Офсетная спутниковая тарелка (антенна)

Особенности антенны

Офсетная антенна имеет, схожую с прямофокусной, эффективную площадь, если сравнивать по диаметру меньшей оси.

Однако, у последней часть поверхности заслоняет конвертер и его крепления, а у офсетной — нет. Поэтому антенны малого диаметра, до 1,5 метра обычно офсетные. Также в такой тарелке не скапливаются осадки, так как её размещают под меньшим углом к земле. С другой стороны, уязвимым становится конвертер, который приходится делать герметичным, иначе осадки его могут испортить.

Почти горизонтальное крепление офсетной тарелкиКрепление прямофокусной тарелки

Преимущества

• Поверхность антенны не заслоняется конвертером и его креплениями.
• Имеет небольшие размеры.
• Осадки не скапливаются в антенной чаше.
• Обладает повышенной устойчивостью приема сигнала
• Обладает повышенной устойчивостью при ветре
• Тарелка с нижним фокусом не требует большого угла подъема.
• Простая в установке за счет того, что стоит почти вертикально.
• Есть возможность подключения добавочного конвертера.

 

Недостатки

• Требует обработки герметиком из-за «смотрящего» вверх конвертера, на который могут попадать осадки.

Стоимость офсетной антенны

Офсетные спутниковые антенны максимально соответствуют соотношению «цена-качество». Их стоимость находится в пределах от 1 500 до 20 000 р. Перед покупкой офсетной антенны необходимо определиться с настройкой на определенный спутник, так как диаметр тарелки антенны напрямую зависит от конкретного оператора. Как правило, диаметр варьируется от 0,6 до 0,9 м.

Разница между офсетной и параболической антенной с основным фокусом

Автор: Лемми Морган. Опубликовано: 9 июня 2017 г. в 10:18 . 10 комментариев

Последний раз этот пост обновлялся 15 декабря 2018 г. в 10:13

Установщики спутникового телевидения могут легко отличить тарелку Prime focus от офсетной. Кроме того, они могут даже правильно предсказать, к какому спутнику обращена определенная тарелка, просто взглянув на нее. К сожалению, то же самое не относится к большинству любителей FTA TV. Теперь цель этой статьи — помочь определить разницу между параболической антенной со смещением и основным фокусом. Я умоляю вас сесть, пока вы читаете вместе со мной

Для лучшего понимания предмета я предоставил яркие изображения, которые точно представляют оба типа блюд.

Что такое определение офсетной антенны/тарелки?

Согласно Википедии, офсетная зеркальная антенна или внеосевая зеркальная антенна или тарелка Ku-диапазона  – это тип параболической антенны. Причина, по которой мы называем это офсетной тарелкой, потому что облучатель антенны смещен в сторону отражателя, в отличие от обычной параболической антенны с «передним облучателем», где облучатель подвешен перед тарелкой на ее оси. Как и в параболической тарелке с фронтальной подачей, подача находится в фокусе отражателя. Таким образом, фокус находится в стороне.

Кроме того, с другой стороны, офсетная тарелка, как следует из названия, отражает сигналы в положение смещения, обычно около 20 градусов. Отражающую область можно рассматривать как параболу. Кроме того, задняя часть LNB на офсетной тарелке обычно указывает на ложное местоположение (а не на спутник, на который направлена ​​тарелка). Держатель LNBf и LNB офсетной тарелки никоим образом не блокирует волны, принимаемые тарелкой, в отличие от кронштейнов LNB и LNB тарелки Prime focus.

Тарелка с основным фокусом представляет собой отражатель, в котором принимаемые волны концентрируются в центральной точке перед тарелкой. Главный фокус обычно находится в той же плоскости, что и самая центральная точка самого рефлектора. Его также можно рассматривать как вогнутый отражатель, как пытается объяснить изображение выше.

В целом, тарелки с основным фокусом — это тарелки, поддерживающие LNB непосредственно в центре тарелки. Это обычно используется на тарелках диапазона C.

Особо важные статьи:

Prime Focus Focus Dish/Antenna Schematic Images

Разница между смещением и первичным фокусом: схема антенны смещения .

Теперь, когда у нас уже есть представление о том, что такое офсетная или прайм-фокусная тарелка, теперь нужно определить различия между ними.

Чтобы помочь нам в этом, взгляните на основные моменты ниже.

1. Начнем с того, что офсетные тарелки обычно небольшого размера и используются для приема волн Ku-диапазона.
2. Частота Ku-диапазона отличается от частоты C-диапазона. Только тарелка с основным фокусом может использовать частоту C-диапазона. В качестве альтернативы, офсетная антенна использует частоту KU Band, но не обе одновременно. Тем не менее, вы можете комбинировать LNB Ku-диапазона и C-диапазона, чтобы получить частоты Ku-диапазона и C-диапазона на тарелке с основным фокусом
.
3. Большинство провайдеров платного/прямого телевидения будут использовать офсетную антенну, потому что это обычно удешевляет оборудование на стороне потребителей. Например, небольшая офсетная тарелка диаметром 65 см обычно стоит около 1500 евро в Нигерии.
4. Еще одно отличие, которое является преимуществом тарелки с основным фокусом, заключается в том, что высота спутника может быть считана непосредственно с тарелки с помощью инклинометра.
5. Нет ничего лучше перфорированной офсетной тарелки, как в случае сетчатых отражателей Prime focus.
6. Офсетные тарелки имеют то преимущество, что они дешевле, легче и могут быть установлены практически в любом месте.
7. Тарелка с основным фокусом используется для приема сигналов C-диапазона и обычно имеет большие размеры.
8. Наименьший размер тарелки C-диапазона/тарелки с основным фокусом составляет около 1,2 метра (120 см) в ширину, а смещение может составлять всего 40 см.
9. LNB на тарелке с основным фокусом немного блокирует входящий сигнал со спутника.
10. Тарелка с основным фокусом может быть установлена ​​как на полюс, так и на землю. Вы не можете повесить его на стену. Вылет можно монтировать на столб и на стену.
11. Кроме того, отражатели с основным фокусом обычно большие и тяжелые, и для их установки требуется много места. Из-за большого размера тарелки с основным фокусом обычно подвержены влиянию ветра, поэтому некоторые тарелки, подобные той, что на изображении выше, сделаны из перфорированного металла или сетки.
12. Еще одно отличие состоит в том, что вы не можете принимать волны Ku-диапазона с такой сетчатой ​​тарелкой. Это связано с тем, что волны Ku-диапазона с их более высокими частотами и более короткими длинами волн будут просто проникать в большие отверстия и вообще не отражаться. Другими словами, если вы хотите, чтобы на тарелку с основным фокусом показывались сигналы как диапазона С, так и диапазона Ku, вам нужно сделать тарелку из стекловолокна или стали.

Интересные советы и факты о офсетной тарелке и тарелке Prime Focus

• По очевидной причине офсетная тарелка/тарелка Ku-диапазона является более популярной из двух.
• По номенклатуре офсетная тарелка также может называться тарелкой Ku-диапазона или внеосевой тарелкой
• Другое название тарелки с основным фокусом — тарелка C-диапазона. Хотя некоторые называют его БАДом)
• Материалы, использованные при изготовлении тарелки основного фокуса, могут повлиять на качество приема сигнала. Стальная тарелка или тарелка из волокна являются лучшими с точки зрения сигнала.
• Интересно, что офсетная антенна размером всего 90 см может использовать несколько LNB для приема сигналов от нескольких спутников. Одна из моих картинок выше уже иллюстрировала это.
• Точно так же вы можете комбинировать LNB диапазона C и LNB диапазона Ku на тарелке с основным фокусом. Это возможно, если блюдо не сделано из сетки.
• Если вы хотите транслировать бесплатные каналы, выбирайте тарелку с основным фокусом, потому что она способна принимать больше каналов одновременно.
• Материалы некоторых тарелок с основным фокусом (например, сетка или волокно) изнашиваются быстрее, чем легкие материалы офсетных тарелок.
• , если вы замените LNB C-диапазона специальным типом Ku-диапазона, предназначенным для антенн с основным фокусом, вы сможете принимать сигналы Ku-диапазона.
• Офсетные антенны чаще используются в диапазоне Ku. Переключатель расположен на плече ниже центрального положения тарелки. Это означает, что если тарелка смотрит на возвышение 60 градусов. То есть сама тарелка будет направлена ​​под гораздо меньшим углом, чем 60 градусов, но смещение LNB будет смотреть на 60 градусов.

Кассегрен; Фокусное смещение; Грегрорианская подача

С параболическими рефлекторными антеннами можно использовать множество различных способов подачи, включая: фокальную, Кассегрена, григорианскую, офсетную.

---

Логопериодическая антенна включает:
Основы параболической/параболической антенны Теория и уравнения параболической антенны Усиление и направленность параболической антенны Облучающие системы параболической антенны

---

При использовании антенны с параболическим отражателем можно использовать одну из множества различных схем облучателя.

Различные схемы подачи обеспечивают значительную степень гибкости и позволяют различным приложениям получать максимальную отдачу от использования антенны.

Отечественная спутниковая параболическая рефлекторная антенна со смещенным облучателем

Следует отметить, что собственно антенный элемент в составе общей параболической рефлекторной антенны, т. параболическая рефлекторная антенна.

Сама поверхность рефлектора полностью пассивна, но обеспечивает необходимую отражающую поверхность для общей работы антенны, обеспечивая ее характерную форму, режим работы и ее характеристики.

Выбор различных типов фидерных систем для этих антенн означает, что оптимальный фидер может быть включен в систему, будь то микроволновая связь, другая форма радиосвязи, спутниковая связь или прямое телевизионное вещание или что-то еще.

Длина подачи параболического отражателя

При питании параболической рефлекторной антенны необходимо разместить излучающий элемент в фокусе рефлектора.

Фокус параболического отражателя — это точка, в которой будут сосредоточены все отраженные волны. Если здесь разместить излучающий элемент антенны, то отражение антенны будет работать так, что будет достигнуто максимальное усиление и сохранена правильная работа.

Фокусное расстояние f (расстояние фокальной точки от центра отражателя) рассчитывается по следующей формуле:

ф=D216c

Где:
    f — фокусное расстояние отражателя
    D — диаметр отражателя в тех же единицах, что и длина волны
    c — глубина отражателя

Излучение от облучателя индуцирует ток в проводящей поверхности отражателя, который, в свою очередь, переизлучает в желаемом направлении, перпендикулярном плоскости директрисы параболоида.

Облучающий элемент может быть любым из множества типов антенн. Какой бы тип ни использовался, он должен демонстрировать направленность, которая эффективно освещает отражатель, и должен иметь правильную поляризацию для применения — поляризация облучателя определяет поляризацию всей антенной системы.

Простейшим облучателем является полуволновой диполь, который обычно используется на более низких частотах, иногда в сочетании с тесно связанным паразитным отражателем или «защитной пластиной».

На более высоких частотах рупорный тип становится более доступным и эффективным. Чтобы адаптировать рупор к коаксиальному антенному кабелю, для осуществления перехода используется отрезок волновода.

Параболическая антенна имеет два особенно важных аспекта. Это фокусное расстояние f и диаметр D. Обычно одним из параметров, используемых для конкретных параболических антенн, является отношение f/D. Поскольку отношение f/D часто указывается вместе с диаметром, фокусное расстояние можно очень легко получить, умножив отношение f/D на указанный диаметр D.

Типы подачи параболического отражателя

Существует несколько различных типов систем питания параболических отражателей, которые можно использовать. Каждый из них имеет свои характеристики, которые можно согласовать с требованиями приложения.

• Фокусная подача – часто также известная как система осевой или фронтальной подачи
• Система подачи кассегрена
• Грегорианская система подачи
• Внеосевая или смещенная подача

Фокусная система подачи

Параболическая рефлекторная или параболическая антенна состоит из излучающего элемента, которым может быть простой диполь или волноводная рупорная антенна. Его помещают в фокус параболической отражающей поверхности. Энергия излучающего элемента распределяется так, что освещает отражающую поверхность. Как только энергия отражается, она покидает антенную систему в виде узкого луча. В результате могут быть достигнуты значительные уровни усиления.

Добиться этого не всегда легко, так как это зависит от используемого радиатора. Для более низких частот часто используется дипольный элемент, тогда как для более высоких частот может использоваться круглый волновод. Фактически круглый волновод обеспечивает один из оптимальных источников освещения.

Схема фокального облучателя для антенны с параболическим отражателем

Система фокального облучателя является одной из наиболее широко используемых систем облучателя для больших параболических отражательных антенн, поскольку она проста. Основным недостатком является то, что облучатель и его опоры блокируют часть луча, и это обычно ограничивает эффективность апертуры примерно до 55–60%.

Система подачи кассегрена

Облучающая система Кассегрена, хотя и требует второй отражающей поверхности, имеет то преимущество, что общая длина параболической антенны между двумя отражателями короче, чем длина между излучающим элементом и параболическим отражателем. Это связано с тем, что при фокусировке сигнала происходит отражение, которое сокращает физическую длину. Это может быть преимуществом в некоторых системах.

Облучатель Кассегрена для параболической рефлекторной антенны

Стандартные уровни эффективности от 65 до 70% могут быть достигнуты с помощью этой формы системы питания параболического отражателя

Конструкция антенны с параболическим рефлектором Кассегрена и система питания получили свое название, потому что основная концепция была адаптирована из телескопа Кассегрена. Это был телескоп-рефлектор, разработанный около 1672 года и приписываемый французскому священнику Лорану Кассегрену.

Питание григорианского параболического рефлектора

Техника питания григорианского параболического отражателя очень похожа на конструкцию Кассегрена. Основное отличие заключается в том, что вторичный отражатель имеет вогнутую или, точнее, эллипсоидальную форму.

Схема параболического рефлектора или антенны с григорианским облучателем

Типичные уровни эффективности апертуры более 70% могут быть достигнуты, поскольку система способна обеспечить лучшее освещение всей поверхности рефлектора. .

Внеосевой или смещенный антенный облучатель с параболическим отражателем

Как видно из названия, эта форма облучателя антенны с параболическим отражателем смещена от центра фактической используемой параболической антенны.

Рефлектор, используемый в системе подачи этого типа, представляет собой асимметричный сегмент обычно используемой параболической формы. Таким образом, фокус и облучающая антенна располагаются по одну сторону от поверхности рефлектора.

Схема параболического рефлектора или параболической антенны со смещенным фидером

Преимущество использования этого подхода к системе облучателя с параболическим рефлектором заключается в перемещении облучающей конструкции с пути луча. Таким образом, он не блокирует луч.

Этот подход широко используется в домашних спутниковых телевизионных антеннах, которые часто имеют относительно небольшие размеры, и это означает, что любая конструкция облучателя, включая малошумящий блок (усилитель и т.