Jaka w przybliżeniu jest moc sygnału nadawanego w kierunku satelity oraz w przeciwnym kierunku, u odbiorcy na Ziemi?
(pyta pan Marian Krawczyk z miejscowości Polne)

– Odległość między satelitą a punktem na Ziemi jest taka sama, dla kierunku w górę i w dół – wynosi w zaokrągleniu 40 tys. km. Także częstotliwości przydzielone telewizji satelitarnej są podobne – w dół to 11-12 GHz, w górę 14 lub 18 GHz. Częstotliwości nie mogą być identyczne, bo sygnały nałożyłyby się na siebie. Istnieją jednak duże różnice techniczne między kierunkiem w górę i w dół. Przedmioty umieszczone na satelicie muszą być małe (aby zmieściły się w gabarytach na szczycie rakiety) oraz lekkie (wyniesienie każdego kg dużo kosztuje). Masa całego satelity, zawierającego kilkadziesiąt transponderów i urządzenia pomocnicze, nie może przekroczyć 5 t. Moc zasilania elektrycznego jest drastycznie ograniczona, bo do zasilania można wykorzystać tylko panele słoneczne. Wszystkie urządzenia na satelicie muszą być niezawodne i zdalnie sterowane z Ziemi, bo wysłanie ekipy serwisowo-remontowej na orbitę geostacjonarną jest niemożliwe, ze względu na gigantyczne koszty.
Odmienna sytuacja występuje na Ziemi. Zgodnie z wolą projektanta urządzenia mogą być duże i ciężkie, także energii elektrycznej jest pod dostatkiem. Personel może pełnić dyżury całodobowo na miejscu. Każdy remont i modernizację można wykonać, przenosząc nadawanie do obiektu rezerwowego.
Antena na satelicie, odbierająca sygnały nadawane z Ziemi, ma gorsze warunki, bo widzi bez przerwy gorącą Ziemię o temperaturze szumowej ok. 300 K. Antena odbiorcza na Ziemi widzi zimny kosmos, o temperaturze szumowej rzędu 40 K (z uwzględnieniem wpływu atmosfery).
Dlatego faworyzuje się kierunek w dół, nakładając dodatkowe zadania na kierunek w górę. Przede wszystkim moc sygnału wysyłanego z Ziemi jest znacznie większa i regulowana, aby chociaż częściowo skompensować spadki mocy sygnału odbieranego na Ziemi, spowodowane przez złą pogodę, a zwłaszcza obfite opady deszczu.
Aktualnie moc nadajnika w transponderze satelitarnym wynosi typowo 120 W. Moc nadajnika dosyłowego z Ziemi może być bardzo różna, zależna od potrzeb, od 20 W do 600 W, a czasem nawet 6000 W. Rozpiętość mocy nadajnika wynika z tego, że projektant ma do wyboru szeroki asortyment anten nadawczych, o średnicach od 1,8 do 9 m. Można więc zaprojektować stację dosyłową z dużą anteną i nadajnikiem małej mocy lub odwrotnie.
Osobną kategorię stanowią reporterskie satelitarne stacje dosyłowe. Cała stacja mieści się w furgonetce, w dużym samochodzie combi lub nawet w walizach. Antena nadawcza ma średnicę ograniczoną do 0,9 – 1,5 m, aby można ją było, w stanie złożonym, umieścić na dachu pojazdu. Nadajnik ma moc od 20 do 100 W. Jak to działa przy zastosowaniu małej anteny i słabego nadajnika? Tajemnica w tym, że sygnał po przejściu przez satelitę jest odbierany na Ziemi przy wykorzystaniu profesjonalnej anteny o średnicy np. 8 m, a nie indywidualnej antenki 0,8 m.
 Jaka jest moc sygnału otrzymywanego z anteny odbiorczej? Niezwykle mała, co wynika z kosmicznej odległości 40 tys. km. Moc otrzymywaną z anteny odbiorczej wyraża się w pikowatach (skrót pW). 1 pW to jedna bilionowa (tysięczna miliardowej) części wata. Czyli stosujemy nadajnik na Ziemi o mocy np. 100 W, do tego antenę nadawczą o dużej średnicy i znacznym zysku energetycznym, a z anteny odbiorczej na satelicie otrzymujemy zaledwie pikowaty mocy. Typowo ok. 100 pW, które transponder satelitarny wzmacnia bilion razy i wysyła w kierunku Ziemi ze swojego nadajnika o mocy ok. 120 W. Indywidualna antena odbiorcza na Ziemi przechwytuje z tego bardzo małą moc – od kilku do kilkudziesięciu pW. Konwerter przy antenie odbiorczej wzmacnia moc tego sygnału ponad milion razy. Taką moc (mierzoną w mikrowatach) można już doprowadzić kablem koncentrycznym do mieszkania. Powyżej podałem moce dla transmisji sygnału przez jeden typowy transponder satelitarny.
Jeśli operator satelitarny wynajął kilka transponderów, wówczas instaluje w stacji dosyłowej kilka nadajników, pracujących niezależnie z pełną, zaprojektowaną mocą na wspólną antenę nadawczą, przy zastosowaniu sumatorów i filtrów separujących.
Nasuwa się zasadnicze pytanie – czy pomysł tak skomplikowany jak telewizja satelitarna, wykorzystujący bardzo małe moce sygnałów i skomplikowane urządzenia elektroniczne, znajdzie praktyczne zastosowania? Nurtowało to naukowców od dawna. Sprawdzono to już pod koniec lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku, wystrzeliwując satelity doświadczalne z jednym transponderem. Okazało się praktycznie, że całość funkcjonuje znakomicie, zgodnie z projektami, a dodatkowe tłumienie trasy satelita-Ziemia nie przekracza 1%.

Wr�� do pyta� z poprzednich numer�w


 
Numer 408 Wrzesień 2024

Polecamy:




Xbest_banner_TV-Sat_WWW.JPG

Eutelsat 380x70 tvsat-hotbird.jpg


ZTV_PL_baner2021_final_07.02.2021.JPG

Santec_banner_380x70.jpg


PFR plansza informacyjna poziom.jpg
Którą formę przekazu telewizji preferujesz?
 Naziemna DVB-T
 Satelitarna
 Kablowa
 Internetowa
                
 
 
Zdjęcie inżyniera