Satellitkonverter ( eng. low-noise block downconverter, LNB ) er en modtageenhed, der kombinerer en lavstøjsforstærker ( LNA , eng. LNA ) af signalet modtaget fra satellitten og en frekvensnedkonverter ( eng. Downconverter ) ). Konverteren er installeret på foden af parabolen og forbundet til modtageudstyret [1] med et koaksialkabel , det samme kabel bruges til at forsyne konverteren og, hvis det er nødvendigt, transmittere styresignaler.
Konverterforstærkning - forholdet mellem udgangssignalniveauet (efter konvertering) og signalniveauet modtaget af konverterantennen, udtrykt i decibel . Typiske konverterforstærkningsværdier er mellem 40 og 65 dB. Jo længere kabelruten er til konverteren, desto større forstærkning kræves der for at sikre et tilstrækkeligt signalniveau ved indgangen på den modtagende enhed (det påkrævede signalniveau afhænger af en bestemt enheds karakteristika, typisk dæmpning i et RG-6 kabel ved frekvenser på 1-2 GHz er 2-2,5 dB pr. 10 meter).
Med et tilstrækkeligt signalniveau ved indgangen til den modtagende enhed forbedrer brugen af en konverter med en højere forstærkning ikke modtagelsen, da konverteren modtager og forstærker både det nyttige signal og den termiske støj fra luften. Selv i det ideelle tilfælde vil signal-til-støj-forholdet , som muligheden for modtagelse afhænger af, ikke ændre sig efter konverteren. Den rigtige konverter introducerer sin egen støj. En konverters iboende termiske støj beskrives enten ved dens ækvivalente støjtemperatur i Kelvin eller ved dens " støjtal " i decibel, som angiver, hvor meget signal-til-støj-forholdet vil forringes efter forstærkning og frekvensoverførsel. Også konverterens referenceoscillator introducerer yderligere fasestøj [2] , som primært påvirker muligheden for at modtage signaler med høje modulationsindekser [3] .
Behovet for frekvenskonvertering efter signalforstærkning skyldes, at satellitkommunikation i de fleste tilfælde anvender radiobånd med frekvenser på enheder og titusinder af gigahertz ( C , X , Ku , Ka ). Transmissionen af sådanne radiofrekvenser over et koaksialkabel fører til en stor dæmpning af signalet, og brugen af lange bølgeledere komplicerer og øger systemets omkostninger i høj grad. Frekvenskonvertering til intervallet 1-2 GHz ( L-bånd ) giver dig mulighed for at bære modtageudstyret ( satellitmodtager , satellitmodem , DVB-S/S2-kort osv.) i en betydelig afstand (ti meter) fra satellit konverter.
Hvis det er påkrævet at bære modtageudstyret til en endnu større afstand fra parabolen, så installeres yderligere L-bånds signalforstærkere i brud på kabelruten, eller en fiberoptisk linje og yderligere enheder - L-bånd optiske sendere og modtagere, kan bruges. Den optiske sender kan integreres i satellitkonverteren [4] . Det skal tages i betragtning, at både forstærkere og optiske sendere og modtagere introducerer deres egen støj, hvilket øger støjtallet for systemet som helhed.
Frekvenskonvertering sker ved at blande signalet fra referenceoscillatoren ( lokaloscillator , LO ) fra satellitkonverteren og inputsignalet ( radiofrekvens, RF ) modtaget fra satellitten . Ved mixerens udgang dannes et mellemfrekvenssignal ( engelsk intermediate frequency, IF ), svarende til forskellen i referenceoscillatorens og indgangssignalets frekvenser. Konvertere er opdelt i to hovedtyper afhængigt af design af referenceoscillatoren - med en dielektrisk resonator (DRO) eller med en frekvenssynthesizer (PLL).
De mest populære satellitkonvertere har en referenceoscillator bygget på basis af en dielektrisk resonator [5] ( Dielektrisk resonatoroscillator, DRO ) .
Ulempen ved sådanne referenceoscillatorer er frekvensens afhængighed af den omgivende temperatur og resonatorens ældning. En typisk DRO LNB frekvensafvigelsestolerance er op til 900 kHz i begge retninger fra den nominelle værdi (afhængigt af konvertermodellen kan billige tv-konvertere have mere). Følgelig ændres også frekvensen af konverterens udgangssignal. Af denne grund er DRO LNB'er ikke velegnede til at modtage smalbåndssignaler, da signalet ved konverterens udgang kan være uden for det bånd, hvor modtageren leder efter det. Den mindste båndbredde, som en DRO LNB pålideligt kan bruges i, afhænger af modtagerens karakteristika (det område, hvori demodulatoren søger efter et signal) og er normalt nogle få megahertz (eller nogle få megasymboler pr. sekund ) [3] .
Fordelene ved DRO LNB er lavere fasestøj [6] end andre typer konvertere og lavere pris.
DRO LNB bruges i tv-satellitmodtagelse og ved modtagelse af bredbåndskanaler i satellitkommunikation. Smalbåndssignaler (visse tv-bærere, SCPC-kanaler og TDMA-kanaler i satellitnetværk) kræver konvertere for at give højere frekvensstabilitet.
Referenceoscillatorerne for meget stabile konvertere er bygget som en frekvenssynthesizer med auto-tuning i henhold til en eksemplarisk kilde ( Phase-locked loop, PLL ) . Et signal med en frekvens på 10 MHz bruges normalt som reference. Frekvensstabiliteten af referenceoscillatoren i PLL LNB afhænger af kilden til referencesignalet.
Med intern synkroniseringPLL LNB med intern synkronisering ( eng. intern reference ) har deres egen temperaturkontrollerede eller temperaturkompenserede [7] krystaloscillator , som bruges som referencefrekvenskilde. Stabiliteten af referencefrekvensen for konverteren med internt ur kan være fra +/-2 kHz til +/-500 kHz, afhængigt af modellen.
Eksternt synkroniseretPLL LNB'er med ekstern reference har ikke deres egen referencefrekvenskilde. En ekstern generator bruges som en sådan kilde, referencefrekvenssignalet føres gennem det samme kabel, der transmitterer signalet fra konverteren (nogle konvertermodeller har en separat indgang til referencesignalet). Stabiliteten af en konverter med ekstern synkronisering kan være vilkårligt høj og afhænger kun af en ekstern generator, som kan være GPS- og GLONASS -signalmodtagere , rubidium -atomure osv.
De frekvensområder, der bruges til satellitkommunikation og udsendelser, kan være bredere end indgangsfrekvensområdet for den modtager, der bruges. Derfor er satellitkommunikationsområder opdelt i underbånd, for hver af disse vælges en konverter med en sådan referenceoscillatorfrekvens, at signalet modtaget efter konvertering falder ind i modtagerområdet.
Nogle konvertermodeller virker kun på ét underbånd, andre har flere omskiftelige referenceoscillatorer, som gør det muligt at bruge dem til at modtage forskellige underbånd. Skift af konverterens referenceoscillator kan ske på forskellige måder [8] - ved at ændre forsyningsspændingen, påføre et 22 kHz tonesignal til konverteren, samt bruge en mekanisk kontakt på konverteren. Der er også dobbelte LNB'er (faktisk to LNB'er i et hus), som giver dig mulighed for samtidigt at modtage et signal af to underbånd til to forskellige modtageenheder [9] .
For at modtage et signal i Ku-båndet bruges frekvenser på 10700-12750 MHz. Konvertere er tilgængelige med følgende modtagne underbånd og oscillatorfrekvenser (inklusive omskiftelige og dobbelte) [8] [10] :
| Indgangsområde (RF), MHz | Referenceoscillatorfrekvens (LO), MHz | Udgangsområde (IF), MHz |
|---|---|---|
| 10700-11700 | 9750 | 950-1950 |
| 10700-11850 | 9750 | 950-2100 |
| 10950-11700 | 10.000 | 950-1700 |
| 11700-12200 | 10750 | 950-1450 |
| 11700-12750 | 10600 | 1100-2150 |
| 11700-12750 | 10750 | 950-2000 |
| 12200-12750 | 11250 | 950-1500 |
| 12250-12750 | 11300 | 950-1450 |
For at modtage et signal i det udvidede C-bånd anvendes frekvenser på 3400-4200 MHz. I international praksis er det muligt at bruge frekvenser op til 4800 MHz. Konvertere er tilgængelige med følgende modtagne underbånd og oscillatorfrekvenser [10] [11] :
| Indgangsområde (RF), MHz | Referenceoscillatorfrekvens (LO), MHz | Udgangsområde (IF), MHz |
|---|---|---|
| 3200-4200 | 5150 | 950-1950 |
| 3625-4200 | 5150 | 950-1525 |
| 3625-4800 | 5750 | 950-2125 |
| 4500-4800 | 5950 | 1150-1450 |
I C-båndsomformere er inputfrekvensen (modtaget fra satellitten) lavere end referenceoscillatorens frekvens. Omformerens output opnås ved at trække inputfrekvensen fra referenceoscillatorfrekvensen. Derfor er spektret af signalet ved udgangen af konverteren inverteret - højere frekvenser af indgangssignalet er i den nedre del af udgangsområdet. Satellitmodtagelsesudstyret, der bruges med konverteren, skal understøtte spektruminversionstilstanden for at modtage og afkode signalet.
For at modtage et signal i Ka-båndet bruges frekvenser på 18200-22200 MHz.
Konverteren er designet til installation direkte på antennetilførslen, har et all-weather forseglet design. Konverterindgangen er en bølgelederflange (med en tætningsring). Konverterne integreret med irradiatoren er lavet i form af en forseglet monoblok. Udgangen af konverteren er et højfrekvent koaksialstik, normalt type F (med en karakteristisk impedans på 75 ohm) eller type N (50 ohm). Strømforsyningen til konverteren (og om nødvendigt forsyningen af referencefrekvens og styresignaler) udføres gennem samme stik.
Det modtagende element i konverteren er en piskeantenne ( sonde). En konverter med en enkelt sonde kan modtage et signal i én polarisering (lineær lodret eller vandret), afhængigt af dens orientering på antennen. Nogle modeller af konvertere designet til tv-modtagelse har to ortogonale sonder, der skifter mellem, hvilket giver dig mulighed for at modtage to polariseringer uden at ændre konverterens orientering (rotation). Der er også dobbeltkonvertere (faktisk to omformere i et hus med en fælles referenceoscillator), hvis antenner er placeret i ortogonale planer. Sådanne konvertere giver dig mulighed for at modtage signaler samtidigt i to polariseringer til to forskellige modtageenheder.
For at modtage signaler med cirkulær polarisation skal der installeres en depolarisator [12] mellem antennetilførslen og konverteren , som konverterer cirkulær polarisering til lineær. Arbejdspolarisationen (højre eller venstre) bestemmes af den relative position af depolarisatoren og konverterens piskeantenne. En konverter med to ortogonale antenner kan modtage begge cirkulære polarisationer uden at ændre dens orientering i forhold til depolarisatoren.
I Rusland, i C-båndet, bruges hovedsageligt cirkulær polarisering. Til satellitkommunikation og udsendelse i Ku-båndet bruges lineær polarisering, cirkulær polarisering i Ku-båndet bruges i det øvre underbånd (11700-12750 MHz) på direkte udsendelsessatellitter .
LNB'er, der bruges i satellitkommunikation og designet til at fungere i en enkelt polarisering, har en rektangulær bølgelederflange, hvis størrelse og type afhænger af det anvendte bånd [13] . Ku-band bruger WR75-flangen, C-bånd WR229. Mellem sådanne omformere og antennetilførslen er der installeret en polarisationskonverter - en orthoplexer ( engelsk Orthomode transducer, OMT, polarization duplexer ), som vælger to ortogonale polariseringer på to porte (i VSAT -systemer er en port med én polarisation normalt bruges til at installere LNB, den anden - til BUC ). Med cirkulær polarisering installeres en depolarisator mellem orthoplexeren og føden, så svarer OMT-portene til venstre og højre polarisering.
Satellitantenner, der kun kan modtages, kan bruge rundflangekonvertere monteret direkte på antennetilførslen eller depolarisatoren uden en orthoplexer. Begge polariseringer er til stede ved indgangen til en sådan konverter, og valget af den nødvendige udføres af orienteringen af konverterens piskeantenne. Når der modtages cirkulær polarisering med sådanne omformere, kræves en depolarisator, som kan være en plade lavet af et dielektrisk materiale [12] installeret i bølgelederen mellem tilførslen og omformerflangen.
I husholdningssystemer, til modtagelse af direkte satellit-tv i Ku-båndet, anvendes konvertere, der er strukturelt kombineret med en antennetilførsel og om nødvendigt en depolarisator ( engelsk LNB- Feedhorn , LNBF ). Fordelen ved sådanne konvertere er lave omkostninger og nem installation på en standard montering af forskellige antenner. Ulempen ved sådanne omformere er umuligheden af at lave et universelt foder, matchet med forskellige antennespejle . Forstærkningen af "spejlbestråler"-systemet i tilfælde af en universel bestråler vil helt sikkert være værre end ved brug af en bestråler designet og fremstillet specifikt til denne type spejl. Det høje signalniveau af moderne direkte udsendelsessatellitter gør det muligt at ignorere denne ulempe og med succes bruge sådanne systemer til masseinstallationer i hjemmet.
"Universelle" konvertere"Universal Satellite Converter" [14] er en konverter (LNBF) integreret med irradiatoren til modtagelse af Ku-båndssignaler i lineær polarisering (fra satellitter fra Express-AM , Yamal og mange udenlandske familier), som kan installeres på parabolantenner forskellige producenter og størrelser. Bruges til at modtage satellit-tv og envejs satellit-internetdata . I engelsksprogede kilder kaldes denne type konverter nogle gange "Astra" LNB (ifølge Astra -familien af satellitter fra SES - operatøren , som har udsendt digitalt tv til Europa siden 90'erne). Konverteren har to ortogonale antenner og to referenceoscillatorer, som gør det muligt at skifte mellem vandret og lodret polarisering og mellem nedre (10700-11700 MHz) og øvre (11700-12750 MHz) Ku-bånd.
Universalkonverteren styres via det samme kabel, som sender strøm og det modtagne signal. Polariseringen skiftes af forsyningsspændingen (13 volt - lodret, 18 volt - vandret). Frekvensområdet skiftes ved at påføre et 22 kHz tonesignal til konverteren (intet signal - generator 9750 MHz, nedre bånd, der er et signal - generator 10600 MHz, øvre bånd).
Cirkulære polarisationskonvertereDe kan også kaldes "NTV + konvertere" eller "Tricolor konvertere" . Designet til at fungere i det øvre Ku-bånd (11700-12750 MHz) med cirkulær polarisering. De bruges til at modtage tv-udsendelser fra Express-AMU1 , Express-AT1 , Express-AT2 satellitter (operatører NTV+ , Tricolor TV , STV ).
Udadtil er en sådan konverter ikke forskellig fra den "universelle", men den har en indbygget depolarisator og kun en referenceoscillator med en frekvens på 10750 MHz. Du kan skelne konverteren til cirkulær polarisering ved ordet CIRCULAR i titlen.
Skift mellem polariseringer udføres af omformerens forsyningsspænding, 13 Volt - højre, 18 Volt - venstre.
Konvertere med flere udgangeKonvertere med flere udgange (to, fire eller otte, eng. twin, quad, octo ) bruges til at forbinde flere modtageenheder til én antenne (tv-modtagere, DVB/S2-kort, satellitmodtagere på hovedstationer i et kabel-tv-netværk [15 ] osv.). P.). Der kræves et separat kabel for hver enhed, der er tilsluttet dens udgang. For hver af enhederne ser det ud som at oprette forbindelse til en separat konverter og giver dig mulighed for selvstændigt at vælge underbånd, polarisering og bærefrekvens for signalet modtaget fra satellitten. Strømforsyningen til en sådan konverter kan udføres via et kabel forbundet til enhver af udgangene. Nogle af udgangene er muligvis ikke tilsluttet (men der skal udvises forsigtighed for at forhindre, at der kommer fugt på deres stik).
MultifeedMultifeed - installation af flere omformere på én antenne for at modtage et signal fra flere satellitter.
| Satellit-tv | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Terminologi |
| ||||
| Adgang |
| ||||
| Udstyr |
| ||||
| Satellitforbindelse | |
|---|---|
| Hovedartikler | |
| Udstyr | |
| Standarder og protokoller | |
| Operatører af satellitudsendelser |
|
| Kommunikationssatellitoperatører og -tjenester | |
| Produktion af kommunikationssatellitter | |