Борьба с помехами приему спутникового ТВ

Борьба с помехами приему спутникового ТВ
Автор | Валерий Кухарев


В связи с освоением новых диапазонов беспроводных сетей Интернета и телефонии многие частоты, ранее принадлежавшие исключительно спутниковым операторам, стали на вторичной основе использоваться сотовыми операторами, что создает проблемы приему спутникового телевидения.

 

В условиях городской застройки влияние на качество приема оказывают не только сигналы сотовых сетей, но и помехи от многочисленных радиорелейных каналов связи, средств радионавигации, радаров, радиодатчиков и средств радиолокации. Даже при работе на совершенно других частотах все они также могут создавать помехи в виде наводок на кабелях спутниковых антенн.

 

Существуют две принципиальные возможности решения проблемы борьбы с помехами приему спутниковому ТВ:

·      Оформление приемной антенны в органах «Россвязьнадзора» как приемной станции. В этом случае у надзорных органов есть основания для аннулирования выданного на вторичной основе разрешения.

·      Использовать для приема различные технические ухищрения, о которых пойдет речь далее.

 

Помехи от сигналов разных типов поляризаций

 

Проще всего бороться с помехами от сигнала линейной поляризации в случае приема круговой поляризации. При этом не требуются дополнительные средства, а только тщательная настройка антенны.

Предположим, вы принимаете частоту в С-диапазоне с правой круговой поляризацией и располагаете конвертером с переключением поляризаций (левая/правая). Для настройки необходимо:

1.    Переключить поляризацию на «левую», вследствие чего полезный сигнал обращается в «0», а на выходе конвертера присутствует только помеха.

2.    Поворачивать конвертер антенны до достижения максимума помехи, после чего закрепить его.

3.    По окончании юстировки конвертера переключить поляризацию на «правую». В результате будет гарантировано максимально возможное подавление помехи. Уровень принимаемого сигнала не изменяется, поскольку вращение конвертера вдоль своей оси не влияет на круговую поляризацию.

4.    В случае отсутствия возможности переключить поляризацию переставить пластину поляризатора конвертера перпендикулярно начальному положению, затем поворачивать конвертер антенны до достижения максимума помехи, после чего закрепить его. По окончании юстировки вернуть поляризационную пластину в исходное положение.

5.    В случае отсутствия какой-либо возможности переключения поляризации поворачивать конвертер антенны до получения максимального качества сигнала, контролируя его уровень в меню настройки цифрового приемника.

 

Помехи от источников частот внеспутниковых диапазонов

 

За последнее десятилетие появилось множество мобильных устройств, работающих в диапазоне от 450 до 2100 МГц и развивающих выходную мощность до 33 дБмВт.

Если вы увидели картинку, раскладывающуюся на макроблоки, то это не обязательно помеха в диапазоне принимаемых частот антенны. Чаще всего это помеха, наводящаяся мобильными устройствами на кабеле спутниковой антенны.

 

Таблица 1

 

 

GSM 900

 

GSM 1800

 

GSM 1900

 

LTE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Osc.

Принимаемая частота, МГц

3700

3750

3800

3850

3900

3950

4000

4050

4100

4150

4200

5100

1400

1350

1300

1250

1200

1150

1100

1050

1000

950

900

 

Принимаемая частота, МГц

10700

11450

11500

11550

11600

11650

11700

11750

11800

11850

11900

9750

950

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

2050

2100

2150

 

Принимаемая частота, МГц

10950

11700

11750

11800

11850

11900

11950

12000

12050

12100

12150

10000

950

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

2050

2100

2150

 

Принимаемая частота, МГц

11700

12300

12350

12400

12450

12500

12550

12600

12650

12700

12750

10600

1100

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

2050

2100

2150

 

Принимаемая частота, МГц

11700

12300

12350

12400

12450

12500

12550

12600

12650

12700

12750

10750

950

1550

1600

1650

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

 

Принимаемая частота, МГц

12250

12300

12350

12400

12450

12500

12550

12600

12650

12700

12750

11300

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

1450

Osc. частота гетеродина конвертера.

 

Существует несколько вариантов борьбы с помехами, зависящих от конкретной частоты.

Первый способ. В случае приема сигналов в области 11650–11750 МГц на антенну с универсальным конвертером (9750/10600 МГц) периодически может наблюдаться «рассыпание» картинки, связанное с помехой телефонии стандарта GSM 1900. Для подавления помехи в приемном оборудовании нужно принудительно перейти в верхний диапазон конвертера, включив 22 кГц и гетеродин 10600 МГц. Принимаемые частоты окажутся в диапазоне 1050–1150 МГц, свободном от помех. Замена конвертера на другой, с частотой гетеродина 10000 МГц, обеспечит перенос спектра принимаемого сигнала в диапазон, подверженный влиянию GSM 1800. В районах, где используется только диапазон 1900МГц, такой переход может быть оправдан. В некоторых приставках или телевизорах граница переключения диапазонов прописана жестко на частоте 11700 МГц. В этом случае не удастся использовать данный метод без дополнительного блока генератора 22 кГц. Например, требуется принять частоту 11650 МГц в условиях помех. При включении внешнего гетеродина 22 кГц на входе имеем 11650 – 10600 = 1050 Мгц. Чтобы принять эту частоту нужно будет настраиваться на 10800 МГц так как в меню настройки используется универсальный конвертер, то 10800 – 9750 = 1050 МГц.

 

Второй вариант надежный, но более затратный – это использование конвертера с оптическим выходом (см. рис. 1).


 рис1.png

Рис. 1. Организация приема спутникового ТВ с использованием волоконно-оптического и коаксиально распределительного оборудования

 

Стоимость конвертеров с оптическим выходом в десятки раз превышает стоимость обычных, с выходом в L-диапазоне (950–2150 МГц), но имеет тенденцию к снижению.

Такая организация выглядит наилучшей за исключением коаксиальных участков. Сигналы L-диапазона достаточно ослаблены в железобетонных домах, однако при пользовании мобильным телефоном в этих условиях передающая часть телефона выходит на уровень максимальной мощности, что может вызывать сильные наводки помех на коаксиальный кабель.

 

Помехи от радиоэлектронных средств (РЭС) в диапазоне частот приема спутникового ТВ

 

Борьба с помехами спутникового диапазона частот включает два этапа:

·      Выяснение направления, откуда приходит сигнал помехи.

·      Выбор оптимально пути ее подавления.

Для выяснения траектории прихода помехи лучше использовать моторизированную антенну на полярной подвеске. Если отвести антенну в сторону от полезного сигнала, то можно наблюдать только помеху. При дальнейшем повороте антенны помеха периодически будет повторяться, поскольку источник помехи «местный» и он создает в городе условия для многолучевого приема (см. рис. 2).

 

 рис2.png

Рис. 2. Иллюстрация многолучевого приема помехи

 

На рисунке красным цветом изображены направления максимального сигнала помехи. Предположим, что источника помехи удален на 1000 м. Зеленой биссектрисе между красными линиями соответствует минимум помехи. Сдвиг опоры антенны (см. табл. 2) эквивалентен повороту антенны на угол, где влияние помехи минимально. Поскольку расстояние до спутника в 36 000 раз больше расстояния до источника помехи, то достигается подавление помех без влияния на уровень спутникового сигнала.





Табл. 2. Эквивалент сдвига опоры углу поворота антенны

table_2.png



Значения в табл. 2 приведены для наихудшего случая, когда направления принимаемого сигнала и помехи совпадают. В реальных условиях перемещение антенны на столь большое расстояние требуется очень редко. В некоторых случаях вообще нецелесообразно перемещать опору, например из-за ее габаритов.


 

Борьба с помехами от радиоэлектронных средств (РЭС) с использованием искажения диаграммы направленности приемной антенны

 

В диаграмме направленности приемной антенны присутствуют основной и боковые лепестки (см. рис. 3).

 

рис3.png

Рис. 3. Типичная диаграмма направленности спутниковой антенны

 

Хорошей возможностью для подавления помех является использование провала между основным и боковыми лепестками, в котором уровень сигнала ниже. Когда требуется подавить небольшую помеху, можно незначительно изменить положение фокуса. При удалении конвертора от зеркала фокус обостряется и провалы между основным и боковыми лепестками сужаются, при приближении конвертора к зеркалу – расширяются. Используя этот механизм, можно подавить влияние помехи до 12–20 дБ.

Другой возможностью является применение вторичного отражателя в раскрыве антенны. Для прямофокусной антенны диаметром 2 м можно использовать квадратный лист дюралюминия размером 0,2 х 0,2 м, разместив его на одной из штанг. Положение этого листа подбирается экспериментально. Автору удалось в 1995 году осуществлять с помощью подобной пластины устойчивый прием канала Pro7 со спутника Astra на частоте 11412 МГц, подавляя помеху радиорелейной станции, работающей на частоте 11420 МГц. Для антенн большего диаметра, например 12 м, требуется пропорционально большие размеры пластины.

 

Борьба с помехами от сигналов с других спутников

 

Зоны покрытия спутников скоординированы в соответствии с международными нормами. Если вы хотите принять сигнал со спутника, зона покрытия которого для вас не предназначена, Вам не обойтись без антенны с узкой диаграммой направленности. Оценить диаграмму направленности можно, используя известное выражение:

ἠ = 57⁰ * λ/d,

где ἠ - ширина диаграммы направленности в градусах,

λ – длина волны в сантиметрах,

d – диаметр антенны в сантиметрах.

Если орбитальное расстояние между спутниками 1⁰, то придется инвестировать в антенну размером от 1,8 до 2 метров.

К списку материалов