Схема конвертера спутниковой антенны

Схема конвертера спутниковой антенны

На спутниковых антеннах россиян «висят» миллионы конвертеров разных цветов и конфигураций. Все чаще возникают проблемы с ними, связанные как с плохими погодными условиями, так и с отсутствием обзора состояния антенной установки. Также возникают трудности с наложением волн и помехами от других источников, в том числе от передатчиков LTE, с которыми более старые типы конвертеров не справляются.

Как выбрать спутниковый конвертер, это непременное звено системы спутникового телевидения? Ответить на этот вопрос можно, только зная, какую антенную установку вы планируете использовать, т. е. будет ли это приём с одного или с нескольких спутников и сколько будет задействовано тюнеров? Нужен ли вам конкретно конвертер для Триколор или конвертер НТВ-плюс? Тип конвертера всегда нужно продумать заранее, потому что их так много, что вы можете потеряться: линейный, круговой, универсальный, цифровой – конец света!

Что такое конвертер

Прежде всего, конвертер спутниковый – это устройство, которое является проводником в мир высококачественного спутникового ТВ. Оно представляет собой элемент спутниковой антенны, который усиливает принятые сигналы и преобразует их частоту Ku-диапазона (10,7 – 12,75 ГГц) или C-диапазона (3,5 – 4,2 ГГц) в более низкую промежуточную частоту 950 – 2150 МГц.

Работает он в следующей схеме. Спутниковые сервисы обеспечиваются соответствующими транспондерами. Видеосигнал от транспондеров попадает на зонт спутниковой антенны, отражается от него и попадает в фокусную точку, в которой крепится конвертер. Он облучает антенну и дополнительно усиливает сигнал. От него, усиленный и преобразованный в более низкую частоту, сигнал передаётся на вход спутникового ресивера. Именно в этом девайсе происходят настоящие чудеса: преобразованный сигнал по коаксиальному кабелю приходит в телевизор, и вы наслаждаетесь просмотром изображения высокого качества.

Конвертеры LNB получили своё название от аббревиатуры, которая в переводе с английского языка означает «малошумящий блок». А в пользовательской среде россиян можно слышать упрощённое название «головка».

Конструкция конвертеров спутниковых антенн

Любой LNB для приёма спутникового ТВ дома, состоит из:

  • облучателя – объёмного металлического резонатора;
  • приёмного устройства (зонд);
  • волновода;
  • платы – электронной части.

Облучатель нужен для того, чтобы сфокусированные в одну точку, зеркалом тарелки, электромагнитные волны не рассеивались, а собирались в параллельный пучок. Облучатели прямофокусных антенн отличаются от облучателей тарелок офсетного типа: у первых он имеет форму диска с концентрическими кругами с одной стороны, у вторых – в виде конуса.

Волновод – это чаще металлическая труба, по которой перемещаются, собранные в параллельный пучок электромагнитные волны. В поперечном разрезе может быть как круглым, квадратным, так и прямоугольным.

В головках Кu-диапазона облучатель и волновод выполнены как одно целое, и представляют собой корпус конвертера. В головках С-диапазона единым целым с корпусом есть только волновод, облучатель представляет собой отдельную деталь, которая присоединяется к конвертеру.

Также в состав LNB входят: волноводно-полосковый переход, малошумный усилитель, полосовой фильтр, балансный смеситель с гетеродином, предусилитель промежуточной частоты, а также узел питания. В зависимости от конструкции и назначения, каждый конвертер содержит один, два или более гетеродина. Питание конвертера обычно осуществляется от тюнера по коаксиальному кабелю постоянным напряжением 13 или 18 вольт в зависимости от параметров выбранного в данный момент времени для просмотра или прослушивания канала.

Поляризационный переключатель когда-то также был неотъемлемой частью конвертера, но в настоящее время на практике он не используется. На заре развития спутниковых технологий переключение между поляризациями было механическим, позже появились магнитные переключатели. И вот уже много лет существуют интегрированные головки, поэтому немногие помнят этот важный элемент.

Интегрированный LNB к приёму сигналов как вертикальной, так и горизонтальной поляризации, известен, как конвертер универсальный.

Спутниковый конвертер круговой содержит в волноводе деполяризатор – диэлектрическую пластину. Она преобразовывает сигнал круговой поляризации в сигнал линейной поляризации.

Общие характеристики

Не существует лучшего LNB, как и не существует его единого параметра, который бы определял это превосходство. Конвертер конвертеру рознь, его невозможно характеризовать только по цвету, стране-производителю или злополучному показателю шума, который в течение многих лет фальсифицировался для улучшения продаж.

Действительно добротный конвертер на спутниковую антенну отличается цельным корпусом, устойчивым к погодным условиям, особенно к солнцу, потому что в противном случае его корпус рассыплется уже через год. Важна повторяемость его параметров во всем приёмном диапазоне снизу вверх, отсутствие брешей в частотах или проблем в начале полосы приёма.

Вот характеристики LNB, которые однозначно заслуживают вашего внимания:

Исполнение Корпус конвертера должен состоять из материала высокого качества, обеспечивающего полную герметичность. Хорошо, если корпус имеет, по крайней мере, защиту разъёмов, чтобы защитить это место от влаги.

Старайтесь избегать изделий с корпусом в темных тонах. Причина проста: летом он будет чрезмерно нагреваться на солнце, что может привести к сбоем электроники или её повреждению.

Читайте также:  Как заряжать лазерный принтер
Уровень шума Уровень шума, вносимый LNB в систему, больше известный, как коэффициент шума, измеряется в децибелах. Чувствительные LNB имеют низкий коэффициент шума и способны принимать слабые сигналы со спутника. В настоящее время стандартом является 0,1-0,3 дБ. Значения шума ниже 0,1 дБ, предлагаемые некоторыми производителями, скорее граничат с магией, чем отражают реальность. Усиление Эта характеристика актуальна, когда у вас длинный кабель. Стандарт – это 50-65 дБ, его обеспечивают, в принципе, все современные головки. Input Входящий сигнал от спутниковой тарелки (ГГц). Наиболее популярные диапазоны: 10,7-11,7 ГГц и 11,7-12,75 ГГц. Помните, что чем шире диапазон, тем лучше. Output Выходной сигнал (МГц). Самые популярные диапазоны 950-1950 МГц (поляризация горизонтальная) 1100 – 2150 МГц (поляризация вертикальная). Частота гетеродина (ГГц) Для диапазона 10,7-11,7 ГГц она составляет 9,75 ГГц, а для 11,7-12,75, соответственно 10,6 ГГц. Потребление тока В разных моделях существует различное потребление тока. Гарантийный срок Часто оказывается решающим фактором при выборе модели. Для устройств более высокого качества производители не боятся давать его даже в течение 5 лет.

Типы конвертеров

Особенностью спутниковых систем является использование различных поляризаций и диапазонов частот. Передача программ происходит в диапазонах C и Ku, причём, в последнем – в двух поддиапазонах. В пределах отдельных разновидностей существует множество вариантов LNB, отличающихся частотой гетеродина, входящим и выходящим диапазонами и способом выбора принимаемой поляризации.

Большинство из тех, которые используются в Европе, являются так называемыми универсальными LNB или с установленными значениями, так называемого LOF (частота гетеродина) 9,75 / 10,60 ГГц.

Головки старого типа с диапазоном 10,7-11,75 ГГц и высоким затуханием часто именуют «аналоговыми», чтобы отличать их от «цифровых», работающих в диапазоне 10,7-12,75 ГГц. Это не верно. «Аналоговые» и «цифровые» LNB будут работать как с аналоговыми, так и с цифровыми спутниковыми ресиверами, за исключением того, что в сочетании «аналогового» LNB и цифрового тюнера невозможно будет получать каналы, транслируемые на частотах выше 11,75 ГГц.

Для спутниковой связи

На территории РФ спутниковый сигнал распространяется в частотных спектрах С (3,5-4,2 ГГц) и Ku (10,7-12,75 ГГц). C-диапазон используется для наземной и спутниковой радиосвязи, т.к. отличается большими преимуществами в стабильности работы.

Некоторые спутники по-прежнему ведут вещание в С-диапазоне, и если они представляют для вас интерес, то вашей антенне понадобится конвертер С диапазона. Он работает в линейной поляризации, отличается несколько большими размерами от своих собратьев и больше подходит прямофокусным зеркалам.

Для спутникового телевещания

Применение вещания в С-диапазоне, который в настоящее время перегружен, идёт на спад. Основное вещание происходит в Ku-диапазоне. Переход на трансляцию в новом частотном спектре делает возможным приём сравнительно компактными тарелками.

Относительно популярных среди россиян спутниковых операторов, то для успешного приёма и корректной работы оборудования, выбирайте LNB с правильными параметрами:

  • конвертер для телекарты – линейный конвертер Ku диапазона;
  • конвертер на Триколор – Ku диапазон, круговая поляризация;
  • головка для НТВ плюс – Ku диапазон, круговой спутниковый конвертер.

Количество выходов

Выбор подходящей головки для тарелки зависит от количества устройств, на которые должен поступать спутниковый сигнал.

Один выход

LNB с одним разъёмом – самый простой тип конвертера, который поддерживает один ресивер. Тюнер управляет конвертером в зависимости от того, в каком диапазоне и в какой поляризации тот принимает. Сигнал от такого LNB нельзя разделить на два тюнера с полным доступом ко всему диапазону. Два тюнера могут подавать разные управляющие сигналы на блок, и его работа станет неправильной.

Двойной выход

Большинству зрителей подойдёт конвертер спутниковый круговой 2 выхода. У него два независимых выхода. По сути, это два конвертера в одном корпусе. Такая двухпортовая головка может поддерживать два тюнера или тюнер с двумя входами для сигнала.

LNB с четырьмя выходами

Более требовательных пользователей устроит конвертер спутниковый круговой 4 выхода. Такой квадро-LNB оборудован четырьмя независимыми выходами. В его корпус заключены четыре индивидуальных преобразователя. Он может поддерживать, например, четыре независимых тюнера или два тюнера с функцией PVR, или две обычные приставки и один с функцией PVR. К каждому тюнеру подводится отдельный антенный кабель.

LNB на восемь выходов

И на десерт для тех, кто хочет конкурировать с «кабельщиками», конвертер на восемь выходов. Он также имеет четыре выхода, однако он являет собой преобразователь, предназначенный для работы с устройством для разделения сигнала, так называемым мультисвитчем. Каждый из выходов кватро-блока имеет различный диапазон и поляризацию. Сигнал от такого LNB, подаваемый на мультисвитч, можно разделить на несколько десятков или даже сотен спутниковых приставок. Поэтому восьмипортовые головки применяют с мультисвитчем в установках, где необходимо подключить более четырёх спутниковых приёмников к одной антенне.

Двойной моноблок на один выход

Применяя его для приёма с двух спутников, не нужно устанавливать два отдельных LNB в комплекте с двойным мультифидом и переключатель «дайсек» для управления их работой. Сигнал с этой модели LNB предназначен для одного ресивера.

Читайте также:  Как засолить белый гриб на зиму рецепты

Двойной моноблок на два выхода

Аналогичный однопортовому моноблоку, но с двумя независимыми выходами. Даёт возможность приёма с двух спутников. Может поддерживать два независимых тюнера или один тюнер PVR.

LNB с технологией Unicable

Имеет те же функции, что и четырёхвыводной LNB, но позволяет передавать сигнал на четыре тюнера по одному кабелю. Чтобы разделить сигнал на разные приставки достаточно будет спутникового сплиттера. Благодаря использованию решения Unicable не нужно применять мультисвитч или прокладывать отдельные кабели от тарелки и конвертера для каждого тюнера.

Тип поляризации

Сигнал, идущий с транспондеров, как любая электромагнитная волна, имеет такой параметр, как поляризация. Её основными характеристиками выступают векторы напряжённостей электромагнитного поля: электрической и магнитной. Геометрическое расположение этих векторов обуславливает вид поляризации идущего сигнала.

Основные виды поляризации сигнала:

  • линейная (вертикальная и горизонтальная);
  • круговая (правая и левая).

Угол поворота конвертера – это максимальная ориентация корпуса LNB относительно собственной оси для уверенного приёма сигнала. Она важна не всегда, а только если не сходится угол линейной поляризации. При круговой поляризации она не имеет значения, а стало быть, для приёма Триколор и НТВ+ конвертер поворачивать не требуется.

Как проверить спутниковый конвертер

Ценовая политика интернет-магазинов такова, что вам обязательно захочется приобрести конвертер по их привлекательным ценам, минуя официальных поставщиков. Но, покупая такой ответственный элемент, как LNB, вы должны понимать, что в его качестве вы сможете быть уверенным, лишь попробовав конвертер в действии при первичном монтаже.

Вот основные критерии, по которым можно судить о работоспособности и качестве изделия:

  • после установки головки на положенное место, сатфайндер уже «видит» его сигнал;
  • уровень сигнала в телеприёмнике без точной настройки составляет 30-40% шкалы качества;
  • установить LNB на место другого (в ранее настроенную тарелку с хорошим приёмом) и оценить разницу.

Конвертер (головка) на спутниковой антенне выполняет очень важную функцию, а именно собирает отраженные рефлектором антенны электромагнитные волны, преобразовывает их в электрические сигналы, чтобы передать сигнал по кабелю к приёмнику. Конвертер, или как его ещё называют LNB (Low Noise Block – малошумящий блок), устанавливается в фокусе антенны, т. е. в том месте, где отраженные волны собираются (фокусируются) в точку. Сигнал, поступающий со спутника, имеет очень высокую частоту, в обычном кабеле такой сигнал быстро затухнет. LNB принимает сигнал, усиливает его, и преобразовывает в более низкую частоту, для передачи по коаксиальному кабелю волновым сопротивлением 75 Ом. В коаксиальном кабеле сигнал можно передать без особых потерь на расстояние до ста метров.

Конвертеры бывают «Ku» и «C» диапазонов. «C» диапазон – это диапазон частот 3,5-4,5 Ггц, «Ku» диапазон, более распространённый диапазон частот, в котором происходит спутниковое вещание, находится в пределах 10-13 ГГц. Конвертор преобразовывает эти высокие частоты в низкие (0,95-2,5 ГГц), для передачи сигнала по кабелю ресиверу с наименьшими потерями.

Конвертер “Ku” диапазона:

Конвертер “C” диапазона:

Если разобрать конвертер, и вскрыть его пластиковый кожух, то мы увидим металлическую конструкцию. Электронная начинка устройства, спрятана в металлическом корпусе, в котором встроен выход под F-разъём для подсоединения кабеля. Конвертер предназначен для работы на улице под воздействием атмосферных осадков, и чувствительная электроника должна быть надёжно защищена. В фокусной части конвертера расположен волновод, внутри которого можно увидеть два перпендикулярных металлических стержня, это антенны для приёма сигналов вертикальной и горизонтальной поляризации. Для приёма сигнала круговой поляризации необходимо использовать соответствующий конвертер «Circular Single LNBF», конвертер для линейной поляризации, не сможет принять сигнал с круговой поляризацией. Для получения максимального сигнала при приёме линейной поляризации, конвертер следует подстроить, поворачивая его вокруг оси.

Главной характеристикой LNB является коэффициент собственных шумов. Чем ниже значение этого коэффициента, тем качественнее конвертер. Производители конвертеров указывают различные значения шумов, в основном от 0,5 до 0,2 дБ. Но тесты продуктов разных производителей, показывают, что в большинстве случаев эти значения разнятся с реальными. В последнее время в продаже появились конвертеры, на которых коэффициент шума указан 0,1 дБ. Верить таким «надписям» не стоит. Добиться таких параметров технически очень сложно, и цена такого устройства будет значительно выше.

Спутниковый конвертер (LNB, Low Noise Block) — это устройство, которое предназначено для приема спутникового сигнала, его преобразования и передачи по кабелю в спутниковый приемник (ресивер). Конвертер Ku диапазона для офсетной антенны конструктивно выполнен в виде моноблока, т.е. облучатель, волновод, электронная плата соединены в одно целое.

Внешний вид конвертера:

Конвертер без пластикового корпуса.

Под пластиковым корпусом — алюминиевый облучатель, волновод и корпус для электронной платы. Конструктивно это все объединено в единое целое. Металлическая крышка, закрывающая плату, залита эластичным герметиком по краям для защиты электроники от влаги. После снятия верхней крышки видим печатную плату и металлическую конструкцию на ней.

Читайте также:  Глубина рабочего стола для школьника

Это экран для СВЧ тракта. В нем также располагаются камеры для двух объемных резонаторов гетеродина (один частотой 9.75 ГГц второй 10.6 ГГц) с подстроечными винтами. Подкручивая винт меняется объем камеры и как следствие частоты гетеродина, что позволяет сдвинуть промежуточную частоту сигнала на выходе конвертера в небольших пределах.

Структурная схема универсального спутникового конвертера Ku диапазона с одним выходом показана на рисунке:

В универсальном конвертере имеется два приемных штыря, расположенных под 90 градусов относительно друг друга (для горизонтальной и вертикальной поляризаций). Сигнал с приемного штыря поступает на первый усилительный каскад, затем на буферный усилитель, с выхода которого идет на смеситель. В смеситель также подается сигнал от одного из генераторов (10.6 ГГц или 9.75 ГГц в зависимости от того, какой диапазон выбран), в результате чего частота принимаемого сигнала понижается до диапазона 950 — 2150 МГц. После смесителя сигнал подается на последний усилитель — усилитель промежуточной частоты (ПЧ). Переключение поляризаций и гетеродинов выполняет контроллер управления.

Преобразование частоты в спутниковом конвертере основано на принципе работы гетеродинного приемника и состоит в следующем. Если взять два гармонических колебания с различной частотой (cos (ω 1) и cos(ω 2)) и сложить их, в результате получится сумма двух гармонических колебаний с частотой cos(ω1 + ω 2) и cos(ω1 — ω 2). Это следует из тригонометрической формулы произведения косинусов

Например если частота принимаемого сигнала со спутника 11900 МГц, то при сложении его с сигналом гетеродина частотой 10600 МГц мы получим на выходе смесителя сигналы с частотой 11900 — 10600 = 1300 МГц и 11900 + 10600 = 22500 МГц. Сигнал с частотой 22500 МГц отфильтруется в усилителе промежуточной частоты (поскольку у него полоса пропускания до 3 ГГц), который находится за смесителем. В итоге останется только сигнал с частотой 1300 МГц, который и будет передан в спутниковый ресивер по кабелю.

Рассмотрим более детально печатную плату конвертера:

Первый усилительный каскад, к которому подключен приемный штырь, выполнен на арсенид-галлиевом (GaAs) транзисторе. Даташит на этот транзистор мне найти не удалось. Но поскольку частота усиливаемого сигнала порядка 12 ГГц, рабочая частота этого транзистора находится в этих пределах. Второй усилительный каскад а также смеситель выполнены на полевых N-канальных (HJ — FET) ВЧ транзисторах NE3503M04 в корпусе M04 с маркировкой V75.Транзистор имеет низкий уровень шума (0.35-0.45 дБ в диапазоне 2-12 ГГц), коэффициент усиления 21-12 дБ в диапазоне 2-12 ГГц. Генераторы выполнены на биполярных NPN ВЧ транзисторах 2SC5508 в корпусе M04 с маркировкой T79. Уровень шума — 0.78-1.9 дБ, коэффициент усиления 21.4-15.8 дБ в диапазоне 0.8-2.5 ГГц. Предельная частота транзистора (fT) 25 ГГц. Усилитель промежуточной частоты выполнен на MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) микросхеме BGA2712 в корпусе SOT363 с маркировкой E2. BGA2712 — это широкополосный усилитель с внутренними согласующими цепями. Граничная частота 3.2 ГГц, коэффициент усиления 21 дБ в диапазоне до 2.6 ГГц. Выходная мощность 5 дБм на частоте 1 ГГц. Хорошая линейность. Поскольку мощность данной микросхемы относительно небольшая, на выходе стоит ВЧ биполярный NPN транзистор BFG520 в корпусе SOT343N с маркировкой N48. Предельная частота (fT) 9 ГГц, усиление на частоте 1 ГГц — 15 дБ, максимальный уровень шума — 1.6дБ,

Где можно использовать детали из конвертера.

В спутниковом конвертере применяются детали (транзисторы, усилители) с довольно неплохими параметрами. Транзисторы с подобными характеристиками не всегда есть в наличии в радиомагазинах, а если и есть, то цена на них как правило высока. Стоимость самого дешевого спутникового конвертера составляет порядка 1.5-2$. За эти деньги Вы получаете 2 арсенид-галлиевых транзистора, 3 ВЧ биполярника и 2 ВЧ полевика (не считая широкополосного усилителя и обвязки из SMD резисторов и конденсаторов). Транзисторы 2SC5508 я использовал в радиомаячке на 430 МГц. Микросхему BGA2712 с NE3503M04 можно применить в антенном усилителе дециметрового диапазона. Для лучшего усиления можно оставить родную печатную плату, удалив гетеродины а также канал горизонтальной поляризации (чтобы можно было запитать усилитель от 12В блока питания, т.к. для включения приемного канала горизонтальной поляризации нужно подать 18 Вольт). При этом сигнал с антенны нужно подать на приемный штырь, а снимать с выхода конвертера. Радиолюбители с форума cqham.ru успешно переделывали спутниковый конвертер в передатчик на 10-12 ГГц.

Список литературы по данной тематике

2. Корякин-Черняк C. Л. Справочник по ремонту и настройке спутникового оборудования 2010.
Устройство и схемотехника спутникового приемного комплекта. Часть 4 — Конвертер

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector