|
В облучателях для приема поля с круговой поляризацией используются так называемые поляризаторы. Они представляют собой отрезок круглого волновода с установленной в нем фазосдвигающей секцией. В облучателях бытового класса в качестве фазосдвигающей секции широко используются диэлектрические пластины и металлические штыри, закрепленные на стенке волновода. В С-диапазоне часто диэлектрическая пластина выполняется прямоугольной формы из текстолита толщиной около 5 мм. Недостатком этой пластины является то, что потери достигают 0,5 дБ, а вместо круговой поляризации формируется эллипс с соотношением сторон 0,5 ( коэффициент эллиптичности 6 дБ ). Секция на основе, например, шести штырей обладает малыми потерями, но в силу резонансных свойств штырей менее широкополосна, удовлетворительно работает в полосе 200 МГц и не обеспечивает работу во всем С-диапазоне (3,4-4,2 ГГц). Как правило, на краях рабочего диапазона частот коэффициент эллиптичности штыревого поляризатора также достигает 6 – 8 дБ. Отсутствие согласования по поляризации в спутниковой линии передачи приводит к потерям для пользователя в 2 дБ. В идеальном случае бытовой поляризатор для приема круговой поляризации должен работать во всем С-диапазоне, иметь минимальные потери и иметь коэффициент эллиптичности порядка 1 дБ, что соответствует развязке по поляризации около 25 дБ. Недавно появился новый вид поляризаторов, так называемые металлодиэлектрические поляризаторы, которые занимают промежуточное положение между диэлектрическими и штыревыми поляризаторами. Они представляют собой тонкую диэлектрическую пластину ( подложка ), на которой выполнена проводящая конфигурация. При этом в работе устройства участвуют как диэлектрическая подложка, так и проводящая конфигурация. Впервые металлодиэлектрические поляризаторы были предложены и исследованы в ОАО «Радиофизика» г. Москва. Достоинствами металлодиэлектрических поляризаторов являются широкополосность, хороший коэффициент эллиптичности около 1 дБ, простота монтажа в волноводе, универсальность за счет обеспечения возможности выбора типа поляризации путем установки пластины в волноводе и приемлемая для потребителя стоимость. Можно сказать, что данный подход реализует заманчивую для потребителя цель: обеспечить высокое качество при низкой цене.
Возможности спутниковой приемной антенной системы определяются характеристиками составляющих ее основных частей: антенны, облучателя и конвертера. Исторически сложившиеся особенности спутникового вещания на территории России и стран СНГ обусловливают повышенный спрос на антенные системы, рассчитанные на прием сигнала в C-диапазоне (3,4 — 4,2 ГГц). В настоящее время ретрансляция спутниковых общероссийских телевизионных и радиопрограмм, а также некоторых региональных программ осуществляется через спутники "Экспресс" и "Ямал". Трансляции ведутся в цифровом формате DVB/MPEG-2 в С-диапазоне. Поляризация электромагнитных волн — круговая (левая и правая). Индивидуальные пользователи, располагающие, как правило, спутниковыми антеннами небольшого размера, не испытывают особых трудностей при приеме сигнала европейских спутников, которые осуществляют трансляции в Ku-диапазоне. Для устойчивого приема спутниковых программ, транслирующихся со спутников "Ямал 102/200", 90° в.д. и "Экспресс", 80° в.д. в C-диапазоне с помощью антенны малого диаметра (1.2 — 1.5 м), важно оптимизировать параметры волноводного тракта (облучатель и деполяризатор) под используемые зеркало и конвертер.
 Штыревые и объемные деполяризаторы являются частью конструкцииhttp://pornmobile.online облучателей, изготовленных в заводских условиях. Распространенные на российском рынке моноблоки С-диапазона, как правило, не имеют встроенного деполяризатора и предназначены для приема сигналов в линейной поляризации. Наиболее доступный способ их модернизации заключается в установке пластины-деполяризатора, изготовленной из текстолита или фторопласта. Российская фирма "Юниторг" (г. Москва) осуществляет доработку конвертеров- моноблоков (облучатель и конвертер в одном корпусе) C-диапазона известных фирм-производителей электронной техники под офсетные антенны. Суть доработки заключается в изменении конструкции облучателя, рассчитанного на использование в прямофокусной антенной системе, и установке деполяризующей пластины с улучшенными характеристиками (использование вместо диэлектрической пластины специальным образом сформированную фазосдвигающую структуру, образованную системой проводящих металлических площадок, размещенных на диэлектрическом основании). Конструкция предложенного деполяризатора представляет из себя тонкую пластину фольгированного текстолита с вытравленными площадками. Топология нанесенной фазосдвигающей структуры оптимизирована для использования в волноводе круглого сечения (диаметром 60 мм), который является стандартным для конвертеров-моноблоков C-диапазона. Модернизации могут быть подвергнуты моноблоки ASTRX, DIPLOSAT, GOSPELL и другие аналогичной конструкции. Деполяризующая пластина является изделием ноу-хау фирмы "Юниторг" и позволяет увеличить отношение сигнал/шум принимаемого сигнала за счет меньших потерь и лучшей эффективности преобразования электромагнитных волн, имеющих круговую поляризацию, в линейно-поляризованный сигнал.
Поляризатор является ключевым элементом, определяющим качество облучателя. Благодаря замедлению составляющей волны, параллельной плоскости поляризатора, волна круговой поляризации «раскручивается» и превращается в волну линейной поляризации. Величина замедления или так называемый дифференциальный фазовый сдвиг (ДФС) должен составлять 90 градусов. Ключевой задачей является стабилизация ДФС в рабочем диапазоне частот. В облучателях бытового класса в качестве поляризаторов широко используются прямоугольные толстые диэлектрические пластины из стеклотекстолита и металлические штыри, закрепленные на стенке волновода. Металлодиэлектрическая пластина поляризатор (ПП) была предложена в 1992 г. и представляла собой диэлектрическую пластину с нанесенной на ее поверхность проводящей конфигурацией. Она может быть выполнена в виде густой решетки из 9 прямоугольных проводников . Задача стабилизации ДФС в МП решается за счет сочетания проводящей конфигурации и диэлектрической подложки, приводящего к компенсационному эффекту, а также за счет увеличения числа рабочих проводников ( в 1,5 раза по сравнению с штыревым поляризатором с 6 штырями). ПП работает в диапазоне частот 3,4-4,2 ГГц ( в полосе 800 МГц коэффициент эллиптичности не более 2 дБ). Штыревой поляризатор (ШП) в силу резонансных свойств штырей работает в полосе 200-250 МГц. Коэффициент эллиптичности ШП (диаметр волновода 60 мм) выше 2 дБ уже на частотах выше 3,85 ГГц и достигает значений 9 дБ на высокочастотном краю С-диапазона, что приводит к потерям для пользователя в 2 дБ, уровень полезного сигнала уменьшается, проникает паразитная поляризация вследствие снижения развязки. Измерения характеристик поляризаторов проводилось эфирным способом в составе офсетных облучателей. Глубина установки ПП в волноводе влияет на качество приема и позволяет подстраивать облучатель за счет регулировки ДФС и согласования апертуры облучателя.
Наглядные результаты испытаний.
Результат испытаний со штатной стеклотекстолитовой пластиной.
На этих скриншотах видны значения отношения сигнал/шум (s/n)В этом случае отношение сигнал/шум составляет s/n=2.20
Результат испытаний с Нашей пластиной поляризатором.
В этом случае отношение сигнал/шум составляет s/n=3.43
Отсюда видно, что при использовании нашей пластины поляризатора выигрыш в отношении сигнал/шум составит 1.23 Дб (3.43-2.2=1.23 дБ)
Результаты испытаний пластин поляризаторов лабораторией журнала ТелеСпутник. Полностью статью можно прочитать в сентябрьском номере журнала ?9 от 2005 года.
Пластина?1- Штатная стеклотекстолитовая пластина толщиной 6мм
Пластина?2- Наша пластина поляризатор
Пластина?3- Наша модифицированная пластина поляризатор
Преимущества пластины поляризатора:
Использование оригинального деполяризатора дает заметный выигрыш при приеме сигналов с правой и левой поляризациями для конвертеров, имеющих различные конструктивные параметры. В некоторых случаях использование этого деполяризатора позволяет получить устойчивый прием сигнала с тех транспондеров, которые "не видны" при использовании обычных диэлектрических пластин. Выигрыш наиболее заметен на частотах 3700 МГц — 3920 МГц. Судя по полученным результатам, преимущества этого деполяризатора особенно заметны при использовании в моноблоке с "длинным" рупором облучателя.
|
