Тороидальная спутниковая антенна: свойства и принцип действия

Тороидальная спутниковая тарелка относится к классу многолучевых зеркальных антенн, формирующих несколько диаграмм направленности в широком секторе и позволяющих одновременно принимать до шестнадцати спутников. При этом каждый из конвертеров будет располагаться в фокусе того спутника, на который он направлен.

Подобное устройство оснащено двумя рефлекторами — основным и малым. Спутниковый сигнал, попадая на главное зеркало, отражается сначала от него, а затем от дополнительного рефлектора, что расширяет диапазон захвата.

Одновременный прием с нескольких спутников без изменения положения зеркала возможен благодаря вытянутой эллипсоидной форме антенны, повторяющей полярную ось. Оборудование осуществляет прием спутникового сигнала в диапазоне 40−60º.

Принцип действия тороидально-параболического рефлектора заключается во вращении образующего отрезка дуги параболы вокруг оси, идущей перпендикулярно параболической оси. При таком вращении точка фокусировки исходной параболы образует «фокальную дугу» с расположенными вдоль нее облучателями. Использование зеркала такого типа обеспечивает многолучевой прием в широком секторе, осуществляемый вдоль фокальной дуги без существенного снижения усиления.

Данный вид тарелок имеет несколько особенностей:

1. Точная настройка системы осуществляется путем регуляции тарелки в трех плоскостях — по азимуту, вправо-влево, вверх-вниз;

2. Отражение сигнала подразумевает размещение конвертеров антенны напротив спутников. Например, если сателлит, находящийся в точке 36º в.д, расположен восточнее 19º в.д., то расположение конвертеров на тарелке будет обратным;

3. Изменение круговой поляризации, которое появляется при двойном отражении сигнала.

Тороидальная тарелка позволяет отказаться от использования мотоподвеса, актуатора и имеет перед ними следующие преимущества:

Скорость переключения каналов с различных спутников эквивалентна скорости переключения с единственного спутника. Она занимает менее 1 секунды при соответствующих характеристиках ресивера.

Работа тороидальной спутниковой антенны происходит почти беззвучно.

Отсутствие износа подвижных частей мотора обеспечивает долговечность системы.

Антенны подобного типа имеют несколько недостатков:

Складывается из цены самой тарелки, а также стоимости конвертеров, достигает нескольких миллионов рублей.

В собранном виде масса тарелки достигает 20 кг и более.

Требует наличия специального кронштейна, посадочный диаметр которого должен быть равен 60 мм. Также отсутствует возможность установки конструкции на мачту.

Осуществляется согласно инструкции, сопровождающей каждую спутниковую антенну.

Комплектация тороидальной антенны отличается большим количеством конструктивных элементов. После установки специализированного крепления, способного выдержать вес тарелки, дополнительных устройств, производится поэтапный монтаж зеркал — основного и дополнительного, зажим регулировочных болтов. После этого происходит сборка мультифидов с последующим их размещением на направляющей, с расчетом месторасположения каждого, расположением в необходимых позициях.

Пошаговая настройка тороидальной антенны включает:

1. Выбор спутников, определение сателлита, занимающего срединное положение на орбите;

2. Установка тарелки с наклоном вперед с доведением ее по часовой стрелки до 85 градусов (изменение положения зависит от региона, где производится сборка);

3. Переключение между дальними конвертерами до «попадания» в орбиту, которое характеризуется стабильным приемом сигнала, поступающего от крайних спутников;

4. Проверка уровня сигнала от остальных сателлитов.

Тороидальные спутниковые тарелки используются радиолокационными системами, контролирующими климатическое пространство, а также тогда, когда необходим одновременный прием сигнала с нескольких направлений без обязательного перенаведения антенны. В спутниковой связи подобные тарелки применяются для одновременного приема сигнала от нескольких спутников.