Угол места что это
Как рассчитать азимут и угол места спутниковой антенны
Как определить направление на спутник
Спутники расположены над экватором (со стороны Юга, Юго-Запада или Юго-Востока), постоянно находятся в одном и том же месте. Поэтому направлять тарелку следует южнее.
Определить точное направление на спутник можно с помощью специальных программ (Geonames или Satellite Antenna Alignment), где необходимо выполнить несколько действий:
● Ввести название спутника или спутникового оператора;
● Задать местоположение, указав адрес;
● Получить результат (азимут, направление, поворот конвертера, угол места).
Подобные программы также могут показывать наличие препятствий по пути прохождения сигнала, рассчитывать время, когда солнце и спутник «смотрят» в одном направлении, а также точно определить угол наклона.
Азимут спутниковой антенны
Истинный азимут
Магнитный азимут
Угол места спутниковой антенны
Угол наклона спутниковой антенны
Угол поворота спутниковой антенны
Магнитное склонение
Расчет максимальной высоты преодолеваемого препятствия
Выбор спутника
Выбор луча
Расчет азимута и угла места спутниковой антенны
Производится несколькими способами:
1. Посредством специализированных сайтов или программ (Satellite Finder, Star Blazer, Satellite Antenna Alignment), исходя из вычисления координат точки установки тарелки. Для этого используются любые доступные методы: навигатор GPS, приложение Google Maps, географическая карта и т. д.
2. При помощи специального калькулятора (например, Satcalc)
Процесс включает несколько этапов:
● Определение координат местоположения антенны;
● Расчет и получение результата.
Азимут можно дополнительно определить с помощью магнитного компаса:
● Выравнивание компаса происходит горизонтально по направлению к земле, магнитная стрелка при этом должна указывать на север;
● Определяется необходимый объект;
● Колба компаса подводится под стрелку без перемены положения точно напротив магнитного указателя;
● Градус отсчитывается по делениям компаса по часовой стрелке от нуля до установленной линии направления объекта;
● К полученному градусу прибавляется или отнимается магнитное склонение, характерное для данного региона.
● Выбирается необходимый ориентир, отмечается точкой на карте;
● От ориентира проводится линия, которая начинается от начального пункта и идет до обозначенной местности;
● От начальной точки относительно географического меридиана проектируется прямая параллельная линия;
● Посредством транспортира находится угол между двумя начерченными линиями, который будет соответствовать истинному азимуту.
Расчет угла места также производится с помощью специального транспортира, устройств, подобных акселерометру, а также специализированного программного обеспечения, измеряющего данные.
Как самостоятельно настроить спутниковую антенну. Часть 1.
04 Мар 2012г | Раздел: Спутник
Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем тему спутникового приема. Как обычно немного или много теории. А без нее матушки никуда. Начнем.
Мы знаем, что спутники располагаются на Геостационарной орбите, и для нас они кажутся неподвижными, т.е. как бы висят в одной точке. Вспоминайте пост, в котором мы рассматривали принцип работы спутникового телевидения и спутникового интернета.
Попробуем разобраться, что это за такая орбита.
Представьте радугу после дождя, которая высится над горизонтом, так вот орбита чем-то похожа на радугу. А мы как раз можем видеть только часть орбиты, в зависимости от того места откуда Вы на нее смотрите с Земли, а значит и спутники видим не все.
Таким образом, видимая часть орбиты представляет собой дугу, восходящую на юго-востоке и заходящую на юго-западе, причем спутники, расположенные на ней, имеют, строго свое место, т.е. свои координаты. Например, спутник EutelsatW4 находится на 36 градусов в.д. (восточной долготы), или 36Е (East).
Чтобы узнать, возможен ли прием в Вашей местности с выбранного спутника, достаточно воспользоваться картами покрытия спутников, которые можно просмотреть, например, на сайте: www.sat-media.net.
А на сайте: www.lyngsat.com Вы получите полную информацию о том, какие телевизионные каналы и провайдеры интернета находятся на конкретном спутнике, а также, на каких частотах транспондеров они передаются.
Вот, например, карта зоны охвата для спутника EutelsatW4 взята с сайта: www.sat-media.net.
Зная координаты своего населенного пункта, а их легко найти в интернете, и точное расположение спутника на Геостационарной орбите, мы всегда сможем на него настроиться. Вы спросите, а где взять координаты этого спутника? Есть программы, которые специально для этого написаны, вот как раз на примере одной мы будем искать эти самые координаты.
Определяем координаты спутника EutelsatW4 с помощью программы онлайн расчета.
Чем хороша эта программа, так это тем, что она еще расчитывает время совмещения азимутов Солнца и спутника. То есть она указывает время, когда Солнце и спутник стоят на одной линии.
И так, широту и долготу населенного пункта Вы уже нашли, я буду показывать на примере своего города Астрахани: это 46° 22′ северной широты и 48° 5′ восточной долготы. А спутник выберем EutelsatW4, на сегодняшний день самый популярный из-за пакетов « ТриколорТВ » и « НТВ-ПЛЮС ».
Заходим по этой ссылке и перед нами открывается окно программы онлайн расчета. Я уже ввел свои данные и получил результат.
Окно программы онлайн расчета:
Теперь разберем все по порядку.
В верхнем окне, Вы находите свой населенный пункт и щелкаете по нему мышкой. Далее в графе «название спутника» находите Eutelsat W4 и так же щелкаете по нему. Все. Нужные нам параметры найдены, я их обвел большим прямоугольником.
Те, кто не нашел название своего населенного пункта в окне программы делаем так:
в графе «широта» вводим свою широту, в виде десятичного числа, в прямоугольник, и мышкой щелкаем по кружечку. В графе «долгота» делаем то же самое, и ниже в графе «название спутника» находите EutelsatW4 и так же щелкаете по нему. Все параметры получены.
Параметры, которые мы получили для настройки спутниковой антенны:
1. Азимут – это направление на спутник в горизонтальной плоскости, т.е. куда будет направлена Ваша антенна между юго-востоком и юго-западом. У нас он составил 196.48 градуса, а это значит, что наш спутник находится практически на Юге.
2. Угол места, или еще его называют углом подъема на спутник — это угол между линией горизонта и направлением на спутник относительно точки приема с Земли. Значит, чем ближе орбитальная позиция спутника к географической долготе места приема, тем больше угол места, тем выше спутник находится над горизонтом. А это говорит о том, что наша тарелка своим зеркалом будет смотреть вверх под углом 35 градусов относительно горизонта. По мере удаления орбитальной позиции от географической долготы, т.е. спутники будут находиться ниже, угол места будет уменьшаться, и значит тарелка будет постепенно разворачиваться и наклоняться к горизонту.
3. Время совмещения азимута Солнца и спутника – здесь указано время, когда Солнце становится на одну линию со спутником, т.е. в данный момент времени оно и есть наш спутник. Очень удобный параметр, так как Вы сразу убиваете несколько зайцев.
Определяетесь с местом установки антенны, видны, если они есть, препятствия (деревья или строения) мешающие прохождению сигнала, запоминаете участок неба предполагаемого спутника относительно горизонта. И если на пути предположительного сигнала будут видны препятствия, Вам не составит труда найти другое место установки антенны.
А если погода пасмурная? Значит, выручит наш старый добрый компас. Конечно, он не всегда на месте показывает точное направление (железобетонные конструкции, электромагнитные поля, намагничивание и т.д.) все это мешает ему, но приблизительное направление на спутник Вы в любом случае найдете.
4. Угол поворота конвертера – очень важный параметр, про который не следует забывать. Из-за того, что Геостационарная орбита представляет собой дугу, и чем западнее или восточнее спутник, он будет наклонен по отношению к Вам, а значит необходимо выравнивать конвертер относительно спутника. Для вершинных спутников находящихся на Юге, конвертер будет стоять практически прямо. На головку (облучатель) конвертера специально наносят деления, предусмотренные для этих случаев. Значение между двумя делениями обычно составляет десять градусов. Чтобы правильно повернуть конвертер, запомните, надо смотреть всегда в лоб, и тогда не возникнет путаницы или сомнений.
И вообще возьмите за правило, прежде чем устанавливать тарелку на стеновое крепление, поверните конвертер в нужную сторону на значение указанное программой. А уже в процессе точной настройки, в поиске лучшего сигнала, можно будет дополнительно покрутить конвертер на несколько значений по, или против часовой стрелки.
5. Положение спутника – в этой графе указывается его положение на Геостационарной орбите. В нашем случае это 36E (East).
Ну вот, Вы и разобрались, какие основные параметры нужны для настройки на любой спутник. В дальнейшем, по мере накопления опыта, Вы уже будете легко находить местоположение основных спутников, и Вам не составит труда на них навести антенну.
Выбор места установки спутниковой антенны.
Старайтесь найти такое место установки антенны, чтобы к ней был легкий доступ. Самым оптимальным является Ваш балкон, или стена под окном, так как всегда имеется возможность перенастроиться на другой спутник или добавить еще несколько, да и обслуживание тарелки легче.
Когда будете крепить стеновое крепление, я рекомендую делать разметку с использованием «уровня», чем ровнее установлен кронштейн, тем меньше будет проблем и вопросов по настройке тарелки. На рисунке указаны места, куда необходимо прикладывать «уровень» при разметке отверстий под кронштейн.
На бетонные и кирпичные поверхности крепите только металлическим анкер болтом. Антенна не должна болтаться, так как любое отклонение даже на 3-5 мм чревато потерей сигнала, а при сильном порыве ветра кронштейн может вырвать из стены. Вам нужны эти проблемы?
При покупке комплекта оборудования, обязательно просите продавца, чтобы он продемонстрировал работу именно Вашего ресивера. Дополнительно придется приобрести коаксиальный кабель, длину которого предварительно измеряете дома, специальные разъемы, называемые F-коннекторами (два штуки), и анкерные болты для крепления кронштейна, так как все это в поставку оборудования не входит.
Выбор кабеля.
К выбору кабеля отнеситесь серьезно. В спутниковом телевидении и интернете по кабелю, кроме принятого сигнала, ещё подается напряжение питания на конвертер и специальные сигналы, служащие для переключения режимов конвертера. Из марок могу порекомендовать CAVEL, SAT 703, 700, SAT 50, Bigsat.
Не желательно использование китайского RG6, но если другого нет, то старайтесь, при прокладке, максимально сократить его длину от конвертера к ресиверу, так как он имеет приличные потери сигнала из-за своих не высоких параметров и качества.
Радиус изгиба кабеля должен в 8-10 раз превышать диаметр самого кабеля, и пытайтесь найти наиболее кратчайшее расстояние от антенны до ресивера. Чем короче длина кабеля, тем лучше.
И так, подведем небольшой итог. Спутникового провайдера Вы выбрали, комплект оборудования приобретен, с местом установки антенны определились, кронштейн установлен, антенна собрана согласно инструкции идущей с оборудованием, конвертер установлен и повернут на значение указанное программой. Теперь осталось подключить и настроить антенну. Как это сделать читаем продолжение темы самостоятельной настройки спутниковой антенны во второй части.
Удачи!
Основы беспроводных сетей
Антенны
Устройство, преобразующее электрический ток в электромагнитную волну, как это было показано в уроке «Основные характеристики радиоволн», называется антенной. Кроме того, антенны преобразуют энергию электромагнитной волны в электрический ток в режиме приёма радиосигнала. Возможность использования антенны как для передачи, так и для приёма электромагнитных волн называется свойством обратимости.
Основные характеристики
Диаграмма направленности
Основной характеристикой, отражающей особенности антенн, является диаграмма направленности. Под диаграммой направленности понимают зависимость поля, создаваемого антенной на достаточно большом расстоянии, от углов наблюдения в пространстве. Как правило, диаграмму направленности изображают в полярных системах координат, рассматривая в вертикальной и горизонтальной плоскостях по отношению к плоскости Земли. Важно понимать, что диаграмма направленности демонстрирует распределение в пространстве энергии, подведённой к антенне. Примеры диаграмм направленности представлены на рисунках 1-3:
Ширина основного лепестка, азимут, угол места
Под шириной луча понимают угловой сектор, внутри основного лепестка диаграммы направленности антенны, в пределах которого излучается наибольшая часть энергии сигнала. Величина измеряется по уровню половинной мощности, что соответствует снижению уровня напряжённости на 3 дБ.
Уровень боковых лепестков
Параметр «уровень боковых лепестков» показывает насколько уровень бокового излучения слаб по сравнению с уровнем главного лепестка и рассчитывается по формуле:
Коэффициент защитного действия
Под коэффициентом защитного действия понимают отношение напряжённости поля, излученного антенной в главном направлении, к напряжённости поля, излучённого в противоположном направлении:
Коэффициент усиления
Таким образом, коэффициент усиления характеризует во сколько раз необходимо увеличить мощность на входе антенны при замене данной антенны на изотропную, чтобы значение плотности потока мощности излучаемой антенной электромагнитной волны в точке наблюдения не изменилось. Коэффициент усиления учитывает потери подводимой энергии через коэффициент полезного действия:
Коэффициент стоячей волны по напряжению
При распространении электрического тока по фидеру часть энергии может отражаться от нагрузки, в роли которой выступает антенна. Причиной является несогласованность сопротивлений фидера с нагрузкой, причём количество отражённой энергии зависит от соотношения сопротивлений. Коэффициент стоячей волны по напряжению показывает какая доля подведённой энергии будет отражаться обратно в фидер.
Например, если к антенне с входным сопротивлением 100 Ом подключается ВЧ-кабель сопротивлением 50 Ом, то КСВ=2:1, а значит половина энергии при передаче будет отражаться обратно в ВЧ-кабель.
Частотный диапазон
В уроке «Основные характеристики радиоволн» был рассмотрен механизм формирования электромагнитной волны для вибратора. При этом электрический ток, протекающий по вибратору, образовывал стоячую волну, узел которой располагался посередине, а амплитудные значения тока наблюдались на краях вибратора. Таким образом, максимальные значения напряжённости поля будут наблюдаться в случае, если длина вибратора равна половине длины волны колебаний, что свидетельствует о зависимости между длиной волны излучения и габаритами антенны. Согласно свойству обратимости, связь между длиной волны и габаритами также характерна для приёмной антенны.
В общем случае, независимо от конструктивного исполнения антенны, длина волны радиосигнала пропорциональна размерам антенны, что является одной из директив для выбора частотного диапазона при проектировании системы связи. По этой причине, одной из характеристик антенны является рабочий диапазон частот, для которого сохраняются заявленные параметры.
Поляризация
Поляризация электромагнитной волны, рассматриваемая в рамках «Основные характеристики радиоволн», определяется конструктивными особенностями и расположением используемой антенны. Важно понимать, что передающая и приёмная антенны должны быть согласованы по поляризации: на рисунке 6 представлены ситуации с согласованием (а) и рассогласованием (б) по поляризации на приёмной и передающей сторонах:
Поскольку электромагнитные волны ортогональных поляризаций не оказывают взаимовлияния, то возможно использования двух радиосигналов разных поляризаций в одной полосе частот. Существуют различные сценарии использования данного инструмента: увеличение пропускной способности, организация дуплексного канала связи, организация множественного доступа, повышение надёжности канала связи.
Конструктив антенн
Изотропная антенна
В теории антенн используется модель изотропной антенны, диаграмма направленности которой представляет собой сферу, представленную на рисунке 1. Создание такой антенны в реальной жизни невозможно.
Всенаправленная антенна
Направленная антенна
Многообразие конструктивных реализаций направленных антенн обусловлено тем, что направленные антенны шире распространены в беспроводных системах связи, чем всенаправленные. Например, в линейке компании «Инфинет» представлены решения с возможностью подключения внешней антенны и с интегрированной антенной, представляющей микрополосковую антенную решётку:
Технология формирования луча (beamforming)
Одним из видов антенн по конструктивному исполнению являются фазированные антенные решётки (ФАР), представляющие из себя матрицу излучающих элементов, соединённых между собой, как на рисунке 10. Особенность ФАР заключается в том, что, подавая на излучающие элементы сигналы с разными параметрами амплитуды и фазы, можно формировать различные диаграммы направленности. Таким образом, динамически меняя подводимые к излучающим поверхностям сигналы, можно управлять диаграммой направленности в режиме реального времени.
Основываясь на способности ФАР динамически изменять диаграмму направленности, была реализована технология формирования луча, использование которой имеет ряд преимуществ относительно антенн с фиксированной диаграммой направленности.
Рассмотрим пример, в котором к сектору базовой станции подключено два абонента и в раскрыве сектора наблюдается помеха, рисунок 11. При использовании сектора с фиксированной диаграммой направленности помеха будет оказывать негативное воздействие, ухудшая производительность базовой станции. В случае, если помеха широкополосная, то смена частотного канала не принесёт результатов, а поиск источника помех на местности является достаточно комплексной задачей, решение которой может носить длительный характер.
Заменим секторную антенну на устройство с технологией формирования луча, рисунок 12.
Технология формирования луча позволяет сформировать узкую диаграмму направленности в направлении конкретного абонента, а со временем переориентировать главный лепесток в сторону других клиентских устройств. Наблюдается улучшение производительности беспроводной системы за счёт двух факторов: снижается восприимчивость к локальным помехам на сектор и увеличивается энергетика канала в сторону каждого из абонентов за счёт перераспределения энергии сектора в более узкий луч диаграммы направленности. Важным дополнением является то, что использование технологии формировании луча не требует поддержки данной технологии со стороны абонентских устройств.
Технология MIMO
Для увеличения пропускной способности систем связи или повышения надёжности, можно использовать реализации схем, в которых передача и приём осуществляются несколькими антеннами. Соседние антенны в подобных схемах необходимо изолировать для снижения корреляции за счёт пространственного, поляризационного и др. методов разнесения. Данная технология называется MIMO (Multiple Input Multiple Output).
На рисунке 13 представлена схема MIMO с двумя потоками данных, но следует иметь в виду, что число потоков данных может быть произвольным и зависит от числа антенн.
Сценарии построения беспроводных систем связи
При выборе антенных устройств для беспроводной системы связи необходимо отталкиваться от условий, в которых будет разворачиваться система связи. Возможны три сценария:
В мобильных системах связи, в отличие от фиксированных, абоненты могут менять местоположение, поэтому диаграммы направленности клиентских устройств, как правило, выбираются всенаправленными:
Комбинацией рассмотренных типов систем связи является беспроводная система связи с передвижными объектами. В рамках данного сценария местоположение устройств может изменяться время от времени. При этом, в случае использования узконаправленных антенн, необходимо производить юстировку при изменении местоположения устройства, либо использовать системы с автоматическим слежением.
Представленная классификация беспроводных систем связи справедлива как для схем «точка-многоточка», так и для схем «точка-точка».
Единицы измерения
В соответствии с международной системой единиц, мощность измеряется в Ваттах:
При передаче и приёме радиосигналов, как правило, оперирует меньшими величинами, миливаттами:
Отдельно выделяют величину децибелл-милливатт, в которой измеряемая величина нормируется относительно 1 мВт: