На этом канале сигнал слабее,требуется более точная настройка или увеличение размера антенны.

12597 V 27500 . Perviy kanal Europa . Кодировки нет . DVB .

АНТЕННЫ ДЛЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМА В СВЧ ДИАПАЗОНЕ

При словосочетании “спутниковая антенна” в воображении возникает параболическое зеркало, или попросту "тарелка". "Тарелки" в изобилии украшают стены наших домов. Им отведено значительное место в буклетах и прайс-листах фирм, торгующих спутниковым оборудованием. Они же рассматриваются в многочисленных статьях журнала "Теле-Спутник", посвященных выбору и настройке спутниковой антенны. И такое внимание в общем-то справедливо. Во многих случаях параболические зеркала остаются оптимальными для приема спутниковых трансляций. Это обстоятельство, однако, не дает основания обходить вниманием другие типы СВЧ антенн. Особенно теперь, с появлением проектов сотового телевидения и других эфирных сетей с интерактивными функциями. Каждая конструкция имеет свои плюсы и минусы, которыми и определяется сфера ее применения. Попробуем рассмотреть их особенности.

Плоская спутниковая антенна фирмы Technisat
Начнем, все-таки, с самых распространенных — параболических. Принцип их действия иллюстрируется рис.1. В соответствии с законами геометрической оптики плоская электромагнитная волна, распространяющаяся перпендикулярно раскрыву антенны, после отражения от параболоидной поверхности попадет в фокус параболоида.

В фокусе устанавливается конический рупорный облучатель, совмещенный с поляризатором.

По своим электрическим параметрам параболоидное зеркало во многом превосходит альтернативные типы антенн.

Одной из основных электрических характеристик любой антенны является коэффициент усиления G. Он прямо пропорционален коэффициенту направленного действия D:

G=Dхh, где h — к.п.д. антенны.

В свою очередь, коэффициент направленного действия антенны связан с ее эффективной площадью A через соотношение

D=4pА/l2, где l — длина волны

Эта несложная формула дает представление о влиянии площади антенны и длины принимаемой волны на обеспечиваемое антенной усиление.

Применительно к апертурным антеннам1:

А=Sxv, где S — площадь раскрыва антенны,
v — коэффициент использования поверхности.

Параболические зеркала имеют широкий угол раскрыва и принципиально достижимый высокий коэффициент использования поверхности (0.4-0.7). Это обеспечивает высокий коэффициент усиления при умеренных размерах антенны. Коэффициент использования поверхности параболоидных зеркал определяется многими факторами — затенением зеркала облучателем, неточностью профиля зеркала, несовпадением облучателя с фокусом, потерями на кроссполяризацию2, неравномерностью распределения поля в раскрыве зеркала и рядом других.
Действие этих факторов зависит от исполнения, размеров и конкретной формы антенны.

Параболоидные зеркала различаются, в частности, по величине отношения фокусного расстояния к диаметру раскрыва f/D.

К длиннофокусным относятся антенны с отношением f/D>0.5, а к короткофокусным — с отношением f/D<0.3. Фокусное расстояние, в свою очередь, связано с глубиной зеркала — чем ближе фокус, тем оно глубже.
Глубина зеркала заметно влияет на электрические параметры антенны. У мелких зеркал меньше уровень кроссполяризации. Кроме того, они облучаются более равномерно, чем глубокие, что позволяет получить более узкую диаграмму направленности и более высокий коэффициент усиления. С другой стороны, широкий раскрыв антенны приводит к увеличению боковых лепестков, а следовательно, и уровня шума.

Короткофокусные антенны находят широкое применение в радиорелейных линиях, где первостепенное значение приобретает вопрос отстройки от помех. Их также удобно использовать в передвижных системах приема.

Для приема телевизионных спутниковых трансляций больше подходят длиннофокусные зеркала. Однако они требуют более точного расчета и настройки облучателя, поэтому, в основном, они производятся для профессионального приема, а в бытовых системах чаще используются антенны с отношением f/D 0.3-0.5 дБ.

К достоинствам параболических антенн следует отнести их широкополосность. Нижний частотный предел определяется условием l<<R зеркала, при невыполнении которого перестают работать законы геометрической оптики. Верхний предел определяется точностью исполнения поверхности зеркала.
Еще одно несомненное достоинство параболических антенн — способность принимать сигналы любой поляризации. Разделение поляризаций, как правило, не сопряжено с потерями мощности. В спутниковых сетях это дает возможность использовать одну частоту дважды.

Недостатками этого типа антенн являются большое количество механических частей и подверженность действию атмосферных факторов.

Воздействие ветра может исказить форму зеркала и понизить коэффициент использования поверхности. Это налагает серьезные требования к жесткости конструкции зеркала и опорно-поворотного устройства. На качество приема могут оказать влияние, неравномерный обогрев антенны солнечными лучами, коррозия материала и ряд других факторов. Это особенно ощутимо для профессиональных антенн больших диаметров. Серьезной проблемой может стать накопление снега или воды на поверхности зеркала.
Проблема накопления воды может быть решена использованием офсетных зеркал, представляющих собой верхний сегмент параболоида. Принцип их действия иллюстрируется рис. 2. В северных широтах они располагаются практически перпендикулярно земле, и снег в них тоже почти не накапливается. Правда, усиливаются проблемы с его налипанием на поверхность облучателя.

Основным же преимуществом офсетных антенн является меньшее затенение поверхности зеркала конвертером и, как следствие, больший коэффициент использования поверхности (0.6-0.8). Выигрыш особенно ощутим для антенн с небольшим диаметром. Поле в раскрыве офсетной антенны имеет более сложную структуру, чем в раскрыве прямофокусной, что усложняет конструкцию облучателя. В большинстве случаев, электрические параметры офсетных антенн несколько хуже, чем у прямофокусных, в частности, намного выше уровень кроссполяризации. Однако длиннофокусные офсетные антенны при скрупулезном расчете облучателя могут иметь очень хорошие электрические параметры и использоваться в профессиональных системах.

Парусность конструкции может быть снижена за счет использования сетчатых или перфорированных антенн. Кроме того, перфорация зеркала с увеличением размеров отверстий к его краям позволяет уменьшить уровень боковых лепестков.

Прием с разных спутниковых позиций в общем случае требует переориентации параболической антенны. По теории зеркальных антенн сектор углов вокруг фокуса, в котором можно принимать сигнал без существенного снижения коэффициента усиления, составляет ±30. Именно на такой угол могут различаться спутниковые позиции, с которых можно вести прием на фиксированную антенну без потери уровня сигнала.

Сферическая спутниковая антенна фирмы "Конкур"
При большем разнесении позиций необходим поворот зеркала, что приводит к удорожанию подвески.

Задачу многоспутникового приема без механического поворота зеркала можно решить, используя сферические или сферопараболические3 зеркала. В таких конструкциях облучатель располагается на дуге радиусом r, центр которой совпадает с центром окружности R (рис. 3). Дуга называется фокальной линией. Если выбрать r » 0.56R, то волна, отраженная от зеркала, будет близка к плоской. Такие антенны находят применение в системах автоматического слежения за объектом. В них используются облучатели, передвигающиеся по фокальной линии, что дает возможность сканирования в широком секторе углов. Аналогичная конструкция может использоваться и для многопозиционного спутникового приема. Только вместо одного подвижного конвертера на фокальной плоскости устанавливаются несколько неподвижных, ориентированных на разные спутниковые позиции4.

Сферические зеркала уступают параболическим в точности фокусировки и по ряду других электрических параметров. Однако, в некоторых случаях, они могли бы явиться удобной заменой целому парку неподвижных параболических антенн.

Другой тип, получивший широкое распространение для приема СВЧ диапазона — плоские микрополосковые антенны. Они состоят из набора микрополосковых излучателей, нанесенных на диэлектрическую плату, которая, в свою очередь, располагается на металлическом экране. Экран выполняет роль рефлектора. Излучатели соединяются между собой, образуя антенную решетку. Электромагнитное поле, создаваемое такой трехслойной конструкцией, имеет сложную структуру и зависит от формы излучающих элементов, а также от толщины и материала диэлектрика. Микрополосковые излучатели синфазно соединены микрополосковыми фидерными линиями, которые собираются к месту расположения конвертера. Антенны могут различаться геометрией элементарных излучателей, их расположением на поверхности диэлектрика и способом их соединения. Существуют варианты многослойных антенн.

Расчет и конструирование микрополосковой антенны — многопараметрическая и во многом экспериментальная задача. В то же время, изготовление антенны при готовом фотошаблоне обходится гораздо дешевле параболической. То есть их выгодно производить массовыми тиражами.

Дешевизна и высокая технологичность изготовления далеко не единственные достоинства микрополосковых антенн.

Они более ветроустойчивы, чем параболоидные зеркала, и на них практически не налипает снег. Они компактны, легки, удобны при перевозке и установке.

Однако по своим электрическим параметрам они пока уступают параболическим.

Одним из серьезных недостатков микрополосковых антенн является их узкополосность. Так, например, для приема всего Ku-диапазона потребуется не одна, а три микрополосковых антенны. Их резонансная частота определяется размерами элементарных излучателей, которые выбираются дольными резонансной длине волны. И уже при незначительном отклонении частоты эффективность приема резко падает. Расширения рабочей полосы частот можно добиться, используя излучающие элементы, рассчитанные на разную резонансную частоту. Такой способ, однако, приводит к увеличению площади антенны, что нежелательно из-за значительных потерь сигнала в полосковых фидерных линиях. Так, на частотах 11-12 ГГц они составляют 2-6 дБ/м.

Рабочая полоса может быть расширена и за счет использовании более толстого диэлектрического слоя. Однако при этом усиливаются поверхностные токи, что увеличивает боковые лепестки диаграммы направленности.

Технология изготовления микрополосковых антенн не позволяет получить высокий коэффициент усиления. Каждый отдельный излучающий элемент имеет слабонаправленную диаграмму. Коэффициент направленного действия антенны определяется количеством синфазно соединенных излучателей, то есть площадью антенны. А увеличение площади влечет за собой увеличение потерь в фидерных линиях. Кроме того, для полосковых антенн характерен довольно высокий уровень боковых лепестков и кроссмодуляции.

Наименьший уровень боковых лепестков формируется в плоскости, проходящей через диагональ антенны. Поэтому антенну располагают так, чтобы ее вертикаль была перпендикулярна поверхности земли. Это обеспечивает минимальный уровень шума, в сильной степени обусловленный тепловыми шумами земной поверхности.

Более хорошие параметры направленности показывают полосково-щелевые антенны. В таких антеннах излучение микрополоскового элемента пропускается через щель в диэлектрической пластине. Экранированность линий передач улучшает электрические параметры антенны. Однако сама антенна конструктивно усложняется и становится более громоздкой. Еще одной проблемой в микрополосковых антеннах является разделение поляризаций.

Тип поляризации, принимаемой антенной (линейная или круговая), определяется формой микрополосковых излучателей. В большинстве микрополосковых антенн не предусмотрен механизм изменения типа поляризации. Последнее время стали появляться антенны со встроенными конвертерами, изменение положения которых меняет линейную поляризацию на круговую и наоборот. Однако такое усовершенствование может быть получено только за счет снижения коэффициента использования поверхности антенны. Разделение поляризаций в пределах одного типа обычно происходит с помощью диодов, которые тоже “съедают” 0,5-1 дБ.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что микрополосковые антенны пока не могут заменить параболические там, где требуются высокие электрические показатели. Нельзя рекомендовать их и для построения максимально универсальной приемной системы.

С другой стороны, они оказываются удобной и дешевой альтернативой параболическим антеннам в случае приема определенного набора трансляций, передаваемых с достаточной мощностью и в узкой частотной полосе.

Для многопозиционного приема удобными могут оказаться фазированные антенные решетки (ФАР) на микрополосковых линиях, то есть антенны с электронным управлением диаграммой направленности.

При синфазном соединении излучающих элементов главный лепесток диаграммы расположен перпендикулярно плоскости антенны. Однако если в фидерных линиях установить фазовращатели и в каждом соседнем элементе изменить фазу принимаемого сигнала, то направление, по которому сигналы будут максимально усиливать друг друга, изменится. Фазовращатели выполняются на полупроводниковых диодах, варакторах или интегральных микросхемах. Использование ФАР для приема с разных позиций имеет хорошие перспективы. Оно не требует громоздкого поворотного устройства, и переход с одной позиции на другую происходит за доли секунды, то есть в сотни раз быстрее, чем при повороте параболической антенны5.

Полосковые и полосково-щелевые антенны широко используются в качестве абонентских в интерактивных системах MMDS и сетях сотового интерактивного телевидения. Это отчасти связано с тем, что принцип их действия позволяет создавать приемо-передающие антенны с сильно различающейся диаграммой направленности для приема и передачи.

В сетях сотового телевидения, которые начали проектироваться и разворачиваться в последнее время, вещание ведется на частотах Ка-диапазона (28-30 ГГц и 40-42 ГГц). Для приема таких коротких волн оправдано использование не только параболических и микрополосковых, но также рупорных и линзорупорных антенн.

Рупорная антенна
Рупорные антенны представляют собой конический или пирамидальный рупор, соединенный с круглым или прямоугольным волноводом. В частности, облучатель параболической антенны является маленькой рупорной антенной.

Рупорные антенны обладают массой достоинств. В отличие от плоских они могут работать в широком диапазоне частот. Диапазонность рупорной антенны ограничивается только питающим волноводом.

При равном коэффициенте усиления их диаграмма имеет меньший, чем у параболического зеркала, уровень боковых лепестков, и, как следствие, у них достижим более низкий уровень шума. В довершение всего они отличаются простотой изготовления.

Максимально достижимый коэффициент использования поверхности у рупорных антенн несколько ниже, чем у параболических, но главным их недостатком является конструкция. Поэтому до недавнего времени в качестве самостоятельных приемных антенн они почти не применялись. Однако в диапазоне миллиметровых волн довольно острую диаграмму направленности могут обеcпечить и рупоры небольших размеров. Одной из особенностей миллиметровых волн является способность многократно отражаться без сколько-нибудь заметной потери мощности. Низкий уровень боковых лепестков рупорных антенн помогает в борьбе против многолучевого приема.

При необходимости получить еще более острую диаграмму могут использоваться линзорупорные антенны. Линза, устанавливаемая на выходе рупора, трансформирует расходящийся пучок волн в параллельный.

Принцип действия линз иллюстрируется рис. 4. Как известно из физики, скорость распространения электромагнитной волны в разных средах отлична от скорости ее распространения в воздухе. В связи с этим различают ускоряющие и замедляющие линзы. Если среда линзы ускоряет распространение волн, то она выполняется с вогнутым профилем, а если замедляет — то с выпуклым. В любом случае профиль линзы рассчитывается так, чтобы оптическая длина пути от облучателя до поверхности раскрыва была одинакова.

Ускоряющие линзы набираются из металлических пластин. Принцип их действия аналогичен работе волновода, в котором, как известно, электромагнитные волны распространяются быстрее, чем в воздухе. Коэффициент преломления таких линз сильно зависит от длины волны — то есть они принципиально узкополосны. Замедляющие линзы выполняются из искусственного диэлектрика.

За счет применения линзы можно получить очень острую диаграмму направленности в сочетании с малым уровнем боковых лепестков.

Для многопозиционного спутникового приема в широком секторе могут применяться сферические линзовые антенны. Они изготавливаются из диэлектрика с диэлектрической проницаемостью, изменяющейся по определенному закону. Это обеспечивает фокусировку проходящих через линзу параллельных лучей. Свойства такой линзы симметричны, и она может использоваться для приема с любого числа спутниковых позиций в произвольном секторе углов. Несмотря на очевидные достоинства таких антенн, они практически не получили распространения из-за высокой стоимости, связанной с необходимостью точного изготовления, громоздкостью и относительной сложностью их конструкции.

В завершение отметим, что, несмотря на неизменность общей теории антенн, технология их изготовления постоянно совершенствуется. Прогресс в области телекоммуникаций обуславливает появление все новых требований к параметрам антенн. Так что и в будущем можно ждать интересных технических решений, по-новому открывающих возможности антенн того или иного типа.

1. Апертурными называются антенны, у которых излучение происходит через раскрыв, называемый апертурой.
2. Кроссполяризация связана с наличием в принимаемом сигнале нежелательных поляризационных составляющих. Они появляются, если принимаемый сигнал распространяется под некоторым углом к направлению максимального излучения антенны. Кроме того, они могут возникать в результате деполяризующего действия атмосферных факторов.
3. Профиль сферопараболической антенны образуется вращением параболы по окружности.

Параболические антенны

Прием сигналов спутникового телевидения осуществляется специальными приемными устройствами, составной частью которых является антенна. Для профессионального и любительского приемов передач с ИСЗ наиболее популярны параболические антенны, благодаря свойству параболоида вращения отражать падающие на его апертуру параллельные оси лучи в одну точку, называемую фокусом. Апертура — это часть плоскости, ограниченная кромкой параболоида вращения.

Параболоид вращения, который используется в качестве отражателя антенны, образуется вращением плоской параболы вокруг ее оси. Параболой называется геометрическое место точек, равноудаленных от заданной точки (фокуса) и заданной прямой (директрисы). Точка F — фокус и линия АВ — директриса. Точка М с координатами х, у — одна из точек параболы. Расстояние между фокусом и директрисой называется параметром параболы и обозначается буквой р. Тогда координаты фокуса F следующие: (р/2, 0). Начало координат (точка 0) называется вершиной параболы.

По определению параболы отрезки MF и РМ равны. Согласно теореме Пифагора MF^2 =FK^2+ MK^2.
В то же время FK = = х - р/2, КМ = у и РМ = х + р/2, тогда (х - р/2)^2 + у^2 = (х + р/2)^2

Возводя в квадрат выражения в скобках и приводя подобные члены, окончательно получаем каноническое уравнение параболы:

у^2 = 2рх, или у = (2рх)^0.5. (6.1). По этой классической формуле сделаны миллионы антенн для приема сигналов спутникового телевидения. Чем же заслужила внимание данная антенна?
Параллельные оси параболоида, лучи (радиоволны) от спутника, отраженные от апертуры к фокусу, проходят одинаковое (фокусное расстояние). Условно два луча (1 и 2) падают на площадь раскрыва параболоида в разных точках. Однако отраженные сигналы обоих лучей проходят к фокусу F одинаковое расстояние. Это означает, что расстояние A+B=C+D. Таким образом, все лучи, которые излучает передающая антенна спутника и на которую направлено зеркало параболоида, концентрируются синфазно в фокусе F. Этот факт доказывается математически.
Выбор параметра параболы определяет глубину параболоида, т. е. расстояние между вершиной и фокусом. При одинаковом диаметре апертуры короткофокусные параболоиды обладают большой глубиной, что делает крайне неудобным установку облучателя в фокусе. Кроме того, в короткофокусных параболоидах расстояние от облучателя до вершины зеркала значительно меньше, чем до его краев, что приводит к неравномерности амплитуд у облучателя для волн, отразившихся от кромки параболоида и от зоны, близкой к вершине.

Длиннофокусные параболоиды имеют меньшую глубину, установка облучателя является более удобной и амплитудное распределение становится более равномерным. Так, при диаметре апертуры 1,2 м и параметре 200 мм глубина параболоида равна 900 мм, а при параметре 750 мм — всего 240 мм. Если параметр превышает радиус апертуры, фокус, в котором должен находиться облучатель, располагается вне объема, ограниченного параболоидом и апертурой. Оптимальным считается вариант, когда параметр несколько больше, чем радиус апертуры.

Спутниковая антенна — единственный усиливающий элемент приемной системы, который не вносит собственных шумов и не ухудшает сигнал, а следовательно, и изображение. Антенны с зеркалом в виде параболоида вращения делятся на два основных класса: симметричный параболический рефлектор и асимметричный. Первый тип антенн принято называть прямофокусными, второй — офсетными.
Офсетная антенна является как бы вырезанным сегментом параболы. Фокус такого сегмента расположен ниже геометрического центра антенны. 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.

Именно такая конструкция антенны наиболее распространенна в индивидуальном приеме спутникового телевидения, хотя в настоящее время используются и другие принципы построения наземных спутниковых антенн.

Офсетные антенны целесообразно использовать, если для устойчивого приема программ выбранного спутника необходим размер антенны до 1,5 м, так как с увеличением общей площади антенны эффект затенения зеркала становится менее значительным.

Офсетная антенна 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.

Для антенн особое значение имеют характеристики направленности. Благодаря возможности использовать антенны с высокой пространственной избирательностью осуществляется прием спутникового телевидения. Важнейшими характеристиками антенн являются коэффициент усиления и диаграмма направленности.

Коэффициент усиления параболической антенны зависит от диаметра параболоида: чем больше диаметр зеркала, чем выше коэффициент усиления.

Зависимость коэффициента усиления параболической антенны от диаметра приведена ниже.
Роль коэффициента усиления параболической антенны можно проанализировать с помощью электрической лампочки. Свет равномерно рассеивается в окружающее пространство, и глаз наблюдателя ощущает определенный уровень освещенности, соответствующий мощности электролампочки.
Однако если источник света поместить в фокус параболоида с коэффициентом усиления 300 раз, его лучи после отражения поверхностью параболоида окажутся параллельны его оси, а сила цвета будет эквивалентна источнику мощностью 13 500 Вт. Такую освещенность глаз наблюдателя воспринять не может. На этом свойстве, в частности, основан принцип работы прожектора.

Таким образом, антенный параболоид, строго говоря, не является антенной в ее понимании преобразования напряженности электромагнитного поля в напряжение сигнала. Параболоид — это лишь отражатель радиоволн, концентрирующий их в фокусе, куда и должна быть помешена активная антенна (облучатель).

Диаграмма направленности антенны характеризует зависимость амплитуды напряженности электрического поля Е, создаваемого в некоторой точке, от направления на эту точку. При этом расстояние от антенны до данной точки остается постоянным.

Увеличение коэффициента усиления антенны влечет за собой сужение главного лепестка диаграммы направленности, а сужение его до величины менее 1° приводит к необходимости снабжать антенну системой слежения, так как геостационарные спутники совершают колебания вокруг своего стационарного положения на орбите. Увеличение ширины диаграммы направленности приводит к снижению коэффициента усиления, а значит, и к уменьшению мощности сигнала на входе приемника. Исходя из этого, оптимальной шириной главного лепестка диаграммы направленности является ширина в 1...2° при условии, что передающая антенна спутника удерживается на орбите с точностью ±0,1°.
Наличие боковых лепестков в диаграмме направленности также снижает коэффициент усиления антенны и повышает возможность приема помех. Во многом ширина и конфигурация диаграммы направленности зависят от формы и диаметра зеркала принимающей антенны.

Самой важной характеристикой параболической антенны является точность формы. Она должна с минимальными ошибками повторять форму параболоида вращения. Точность соблюдения формы определяет коэффициент усиления антенны и ее диаграмму направленности.

Изготовить антенну с поверхностью идеального параболоида практически невозможно. Любое отклонение от реальной формы параболического зеркала от идеальной влияет на характеристики антенны. Возникают фазовые ошибки, которые ухудшают качество принимаемого изображения, снижается коэффициент усиления антенны. Искажение формы происходит и в процессе эксплуатации антенн: под воздействием ветра и атмосферных осадков; силы тяжести; как следствие неравномерного прогрева поверхности солнечными лучами. С учетом этих факторов определяется допустимое суммарное отклонение профиля антенны.

Качество материала также влияет на характеристики антенны. Для изготовления спутниковых антенн в основном используют сталь и дюралюминий.

Стальные антенны дешевле алюминиевых, но тяжелее и больше подвержены коррозии, поэтому для них особенно важна антикоррозийная обработка. Дело в том, что в отражении электромагнитного сигнала от поверхности участвует очень тонкий приповерхностный слой металла. В случае повреждения его ржавчиной значительно снижается эффективность антенны. Стальную антенну лучше сначала покрыть тонким защитным слоем какого-нибудь цветного металла (например, цинка), а затем покрасить.

С алюминиевыми антеннами этих проблем не возникает. Однако они несколько дороже. Промышленность выпускает и пластиковые антенны. Их зеркала с тонким металлическим покрытием подвержены искажениям формы за счет различных внешних воздействий: температуры, ветровых нагрузок и ряда других факторов. Существуют сетчатые антенны, устойчивые к ветровым нагрузкам. Они имеют хорошие весовые характеристики, но плохо зарекомендовали себя при приеме сигналов Ки-диапазона. Такие антенны целесообразно использовать для приема сигналов С-диапазона.

Параболическая антенна на первый взгляд кажется грубым куском металла, но тем не менее она требует аккуратного обращения при хранении, транспортировке и монтаже. Любые искажения формы антенны приводят к резкому снижению ее эффективности и ухудшению качества изображения на экране телевизора. При покупке антенны необходимо обратить внимание на наличие искажений рабочей поверхности антенны. Иногда бывает, что при нанесении антикоррозийных и декоративных покрытий на зеркало антенны ее «ведет» и она приобретает форму пропеллера. Проверить это можно, положив антенну на ровный пол: края антенны везде должны касаться поверхности.

Телевидение высокой четкости

Основные понятия

Телевидение высокой четкости {ТВЧ}- это то же самое, что HDTV – { Hight – Definition Television }.

Под телевидением высокой четкости мы понимаем телевидение с разрешающей способностью, более чем в два раза превышающей разрешающую способность современного аналогового стандарта NTSC , широкоформатное {16 ? 9} изображение и цифровой звук.

Чтобы проиллюстрировать различие между ТВЧ и “обычным” телевидением, сравним стандарты в части разрешающей способности описываемых систем:

Стандарт вещания “обычный”, DVD или MPEG 2:

Допустимые разрешения:
720 ? 480, пикселей { NTSC }
720 ? 576, пикселей { PAL }



В обычном стандарте телевизионный кадр делится на 625 строк {576 активных строк} и 720 точек отсчета в каждой строке, для стандарта PAL , или 480 активных строк и 720 точек отсчета в строке, для стандарта NTSC . Это разрешение изображения стандартного телевидения. Скорость смены кадров составляет 25 – 30 кадров в сек.





Стандарт ТВЧ:





Разрешение:
1920 ? 1080 i , обозначается 1080 i
1920 ? 1080 p , обозначается 1080 p
1280 ? 720 p , обозначается 720 p



Буква “ i ” означает, что изображение сменяется с частотой 25 или 30 кадров в сек.{чересстрочное сканирование}. Буква “ p ” означает, что скорость смены кадров составляет 24 либо 25 либо 30 либо 60 кадров в сек {построчное или прогрессивное сканирование}.

Разрешение1920 ? 1080 p означает ”самое высокое”, из перечисленных. Формат такого разрешения обеспечивает построчное сканирование каждой из 1080 строк кадра, с выделением в каждой строке 1920 точек для “расцвечивания”. Скоростью сканирования 60 кадров/сек. Формат 1920?1080 обозначается “ Full HD ”{независимо от типа сканирования}.

Специалисты отдают предпочтение телевизионному оборудованию, поддерживающему прогрессивное сканирование { p }.

ТВЧ поддерживает различные аудио-форматы, включая Dolby Digital 5.1.

Формат видео: только 16 * 9.

Смысл перехода на стандарты высокого разрешения заключается в том, чтобы получить качественное изображение на телевизоре с большим экраном {от 32 дюймов}. Без использования сигналов стандарта высокой четкости разрешения, получить качественную картинку на плазменной и LCD панели ни каким другим способом невозможно.



Выбор телевизора для HDTV :

Для приема каналов ТВЧ подходят ЭЛТ- телевизоры, плазменные и LCD панели. Лучше подходят панели “ Full HD ” формата, но подходят и “ HD - Ready ”, которые дешевле и, поэтому, пользуются большим спросом. Главное, чтобы разрешение было не меньше, чем 1280?720 p . Поддержка технологии HDCP может иметь важное значение {подробнее в конце раздела}.

Сигнал в формате “ Full HD ” можно получить от разных источников:
- от проигрывателей для дисков Blu - Ray
- от HD DVD
- от компьютера. Для этого необходимо: DVB -карта, операционная система не ниже Windows XP , процессор Pentium -4 2400 MHz ..



Первым российским оператором спутникового телевидения HD формата является телекомпания НТВ-ПЛЮС, которая со спутника Eutelsat W 4 организовала трансляцию своих HD каналов в формате “ Full HD ”.

В кабельной сети крупных американских городов в большом количестве представлены HD каналы. Например, в Чикаго работает 80 HD каналов, в Бостоне около 70.

Согласно результату исследования Leichtman Reserch Group , около 40% американских семей являются владельцами HDTV .



Выбор оптимального расстояния до телевизора.



Как показали исследования, оптимальное расстояние между экраном телевизора и зрителем определяется размером экрана по высоте { h }и зависит от стандарта вещания телевизора. Если телевизор работает в традиционном стандарте с разложением 625 строк в кадре, то просмотр телепрограмм наиболее удобен с расстояния 7 h .

При переходе на ТВЧ расстояние просмотра сокращается до 3 h .


Спутниковое HDTV


В цифровом спутниковом телевидении принят стандарт передачи данных MPEG 2 и стандарт MPEG 4, объединивший в себе ряд подстандартов, в том числе, для передачи данных HD формата, в частности, H 264. Обобщенный и усовершенствованный стандарт получил название DVB .

Часть общего стандарта DVB , относящаяся к спутниковому вещанию, выделена в отдельный стандарт DVB - S . В этом стандарте ведется трансляция со всех телевизионных спутников.

Ситуация со стандартами выглядит запутанной, если учесть, что с 2004 года действует еще один стандарт для спутникового телевидения- DVB - S 2 .

В спутниковом телевидении для передачи информации принята фазовая модуляция. При квадратурной фазовой модуляции QPSK два бита информации {00 или 01 или 10 или 11} содержит в себе разворот фазы электромагнитной волны {0? или 90? или 180? или 270?} относительно “эталонного” значения.

Это обычная модуляция, таким путем информационные биты цифровых кодов превращаются в электромагнитные волны, чтобы распространиться на огромные расстояния.

Стандарт DVB - S регламентирует правила упаковки цифровых потоков и преобразования цифра – электромагнитная волна с применением квадратурной фазовой модуляции QPSK .

Стандарт DVB - S 2 предполагает применение более сложных видов модуляции, например, восьмифазовой 8 PSK .



При восьмифазовой 8 PSK модуляции три бита информации {000 или 001 или 010 или….111} содержит в себе разворот фазы электромагнитной волны {0? или 45? или 90? или 135? или 180? или ……315?} относительно “эталонного” значения.

Для передачи в цифровом потоке со спутника огромного массива информации программ HD каналов, данная информация предварительно максимально “сжимается”с помощью механизмов, регламентированных в стандарте MPEG 4. Для передачи используется 8 PSK модуляция.


НТВ-ПЛЮС , HD- каналы

В мае 2007 года ведущая российская компания спутникового телевидения НТВ-ПЛЮС открыла подписку на пакет из трех цифровых спутниковых каналов стандарта высокой четкости, который транслировался со спутника Eutelsat W 4, 36 град. в. д. Сейчас с этого спутника мы можем принимать на русском языке 6 HD -каналов. Ниже приводится список этих каналов, транслирующихся в стандарте DVB - S 2/8 psk / MPEG -4/ Viaccess 2.6,:



HD Кино

HD Спорт

HD Life

HD Discovery -англ.

Eurosport HD.

National Geographic Channel HD Russia $ Turkey



Заявленный формат разрешения стандарта HDTV самый высокий: “ Full HD ”.

Для приема и раскодирования HD -каналов подходит только ресивер французской фирмы Thomson - DSI 4000 NTV .

Основные данные ресивера:

Стандарт принимаемых сигналов DVB - S / DVB - S 2

HDMI выход с защитой HDCP . Формат выхода RGB

Режим вывода видео по HDMI : 576 p , 720 p , 1080 i

S / PDIF оптичесеий интерфейс

SCART аналоговый

RCA -стерео

Выбор звуковой дорожки автоматический, с приоритетом AC 3.

Не в каком другом Viaccess - декодере HD смарт-карта не работает. Другие каналы системы НТВ Плюс открываются “обычной” карточкой. Попутно отметим доступные настройки тюнера: режим вывода видео по HDMI : 576 p , 720 p , 1080 i и поиск каналов формата DVB - S с фиксированными значениями FEC 3/4, SR 27500..

Нужно отдать должное специалистам НТВ-ПЛЮС. Они сумели найти такой ресивер, который открывает каналы только НТВ-ПЛЮС, обыкновенного или HD -формата, в зависимости от типа карточки, но остается абсолютно “глухим” и “слепым” к каналам других провайдеров. Не видит он и открытых {бесплатных} федеральных каналов, работающих в том же формате MPEG 4, на соседней спутниковой позиции 40? в.д. А если все же попробовать воспользоваться режимом поиска каналов другого провайдера, хотя бы с куцым набором фиксированных значений FEC =3/4, SR =27500, то при нахождении нового провайдера каналы старого {в данном случае, НТВ-ПЛЮС} просто стираются.

Такой отзыв о тюнере вовсе не относится к компании НТВ-ПЛЮС, которая была и остается на просторах СНГ ведущим оператором спутникового телевидения, прорубившей, перефразируя классика, окно в мир.



Для поощрения своих клиентов, оформивших подписку на просмотр HD -каналов, компания, дополнительно, предоставляет возможность бесплатного просмотра следующих каналов из системы НТВ-ПЛЮС:

НТВ, ТНТ, СТС, ТВЦ, РЕН-ТВ, Россия, Первый, Спорт, Звезда, Пятый канал, Культура, Домашний, Муз-ТВ.



Платформа HD



Недавно в российском спутниковом вещании в сфере телевидения высокой четкости появился новый провайдер из Санкт-Петербурга . Появился новый проект – Платформа HD . Со спутника Eurobird 9 A , 7 град. з. д., с платформы HD , в стандарте DVB - S 2/8 psk / MPEG -4 / HD / DRE - Crypt , на русском языке принимаются следующие HD каналы:

Кинопоказ HD

Eurosport HD

National Geografic Chanal HD

HD Life

MTVN HD



Расшифруем , что означает стандарт : DVB-S2/8PSK/MPEG-4/HD/DRE Crypt.

Здесь DVB - S 2 обозначает стандарт передачи с фазовой модуляцией, 8 psk – тип модуляции, MPEG -4 – формат сжатия цифрового телевизионного сигнала, подстандарт H . 264/, HD – стандарт высокой четкости, DRE - Crypt – кодировка телевизионного сигнала.

По заявлению телекомпании, разрешение картинки на каналах Платформы HD : 1920?1080 i в формате 16:9.



Для приема каналов с платформы HD требуется, кроме спутниковой антенны и телевизора “ Full HD ” или “ HD Ready ”:

ресивер Humax HDCI -2000, модуль CAM DRE Crypt 2 {новый с радужной этикеткой}, смарт-карта доступа, а также скрэтч-карточка для активации подписки.

Ресивер подключается к телевизору с помощью кабеля HDMI , который поставляется с ресивером.

Основные данные ресивера:

Humax HDCI -2000 : стандарт принимаемых сигналов DVB - S 2.

Декодирование видео MPEG -4/ H .264 FVC , как стандартного разрешения, так и высокой четкости.

Интерфейс HDMI с поддержкой HDCP есть.

3? RCA выход компонентного видео Y / Pr / Pb в форматах 576 p /720 p /1080 i , зависит от наличия и работы HDCP .

S/PDIF - цифровой выход звука

2RCA - аудио

RCA- видео

RS232

Стоимость тюнера c модулем доступа составляет примерно $380.

Возможность использования другого ресивера, вместо Humax HD -2000, в принципе, есть.



.

ВЫВОДЫ :



С появлением нового достойного российского провайдера спутникового телевидения, монополии НТВ-ПЛЮС, в области российского спутникового телевидения высокой четкости, больше нет.

Если сравнить технические характеристики предлагаемых каналов, то особых различий не видно. Оба провайдера заявили о поддержке формата 1920?1080 i , базовые ресиверы обоих поддерживают указанный формат. Просмотр одним HD - тюнером HD - каналов обоих российских провайдеров пока невозможен.

Здоровая конкуренция удешевляет доступ к услугам спутникового телевидения высокой четкости, что мы уже и наблюдаем.

Появилась возможность на один HDTV -тюнер принимать телеканалы разных форматов и разных провайдеров, вместе с российским.

Есть возможность вместо тюнера Humax HDCI -2000 использовать другой тюнер HDTV с Common Interface , например, Topfield 7700 или 7710.

Список спутников, с которых ведется вещание в HDTV формате, представлен здесь: https://www.lyngsat.com/hd/index.html



Обладателю спутникового HDTV -тюнера доступен, также, прием каналов формата MPEG 4 обычного разрешения, например, федеральные российские каналы {более двух десятков, при наличии спутниковой антенны большого диаметра}, транслирующиеся в открытом виде со спутника Express AM 1, 40? в.д., или украинские каналы со спутника “ Sirius ”, этого же формата { Svit , Kiko , Planeta , 2 T }.

Любителям “клубнички” можно рассмотреть возможность принять 12 порно-каналов с того же спутника, откуда ведется вещание Платформы HD .



Интересным представляется, также, пакет кодированных каналов Платформа DV .



Платформа DV

Со спутника Eurobird 9 A , 9? в.д., наряду с Платформой HD , c 1 февраля 2009 года началось, также, вещание российского пакета Платформа DV , обычного разрешения, но улучшенного качества вещания.

Платформа DV – пакет цифровых спутниковых каналов, улучшенного качества, для демонстрации на современных плоскопанельных телевизорах.

Трансляция ведется в стандарте DVB -2 S /8 psk / MPEG 4/ DRE - Crypt .

В пакет входят 19 каналов :



Федеральные каналы:

Россия

Спорт

Вести

НТВ

ТНТ

СТС

Пятый

Культура

Бибигон

Рен ТВ

Муз-ТВ



Тематические каналы :

Телепутешествия

Кинопоказ

Авто-плюс

Комедия ТВ

Кухня ТВ

ЗОО-ТВ

365 дней

Тонус



Для приема каналов требуется приобрести спутниковый HDTV -ресивер с модулем условного доступа DRE - Crypt , смарт-карту доступа и скретч-карту активации подписки.

Ориентировочная стоимость установки системы спутникового телевидения высокой четкости, для российского потребителя, составляет 15000 рубл., абонплата за все каналы 350 рубл. в месяц.

Абонплата за просмотр пяти каналов Платформы HD составляет 3600 рублей в год.

Абонплата за просмотр пакета каналов Платформы DV составляет 900 рублей в год.

Абонплата при подписке на оба пакета составляет 4200 рублей в год.



Приложение к разделу: Выбор телевизора для HDTV .

Осторожно: технология HDCP



Для правильного выбора оборудования в сфере телевидения высокой точности нужно разобраться с технологией HDCP .

HDCP { High - Bandwidth Digital Content Protection } – протокол защиты широкополосных цифровых данных.


Имеется не достаточно четкое разъяснение работы протокола HDCP .

В этом документе содержится требование по распространения продукта HDTV только между сертифицированными устройствами. Это может оказаться “примочкой” при подключении к HD ресиверу телевизора. В частности, сертифицированный ресивер с поддержкой HDCP в процессе передачи HD -программы должен обмениваться с телевизором, также сертифицированным на поддержку HDCP , секретными кодами, подтверждающими право телевизора принимать программы HD разрешения. В случае “провала” такой проверки, телевизор – “неудачник” не сможет принимать от тюнера программы в формате высокого разрешения по входу HDMI , но прием от других видеовыходов тюнера будет возможен в обычном формате {720?576}.