Параболическая антенна — основы применения, сборка и установка

Параболическая антенна в научных источниках может именоваться параболическим отражателем или зеркальной антенной. Это технологичное устройство, предназначенное для сбора энергии. Попадая на него, плоская волна преобразовывается в сферическую и концентрируется в точке фокуса. Возможен и обратный процесс, когда сферические волны преобразовываются в плоские. Для этого нужны вариабельные типы и формы устройства, которые зависят от целевого предназначения и сферы использования.

Распространенные сферы применения

В разговорной речи происходит отождествление понятий спутниковой и параболической антенны, но что это такое и зачем нужно такое устройство, в узком профессиональном аспекте, знают только специалисты. Есть различное оборудование, предназначенное для приема сигнала с одного из многочисленных спутников, находящихся на орбите Земли. Параболическая антенна – это один из типов принимающего устройства, в котором есть свои отдельные дифференциации.

Их наличие обусловлено необходимостью принимать теле-, радиосигналы или обеспечивать доступ в Интернет. Функциональность может быть узконаправленной или универсальной, обеспечивать коммуникации, центры космической связи и сети, слабонаправленные применяются в спутниковой навигации и аналогичных телефонах.

История возникновения и развития

Г. Герц, в своей экспериментальной деятельности использовал параболические рефлекторы. Еще в конце позапрошлого века он изобрел антенну с апертурой более метра, работавшую на строго определенных частотах. При наличии в распоряжении ученого приемного и передающего устройства, он доказал существование предсказанных Максвеллом электромагнитных волн. Затем началась эпоха усовершенствования и практического применения:

1. В первой трети ХХ столетия, Г. Маркони, изобретатель из Италии, смог передать сигнал на лодку, плававшую в море, на значительном расстоянии от берега.
2. Спустя год похожее устройство использовали для установки радиорелейной связи через широкий пролив.
3. Г. Гроте построил первую большую ПА и с ее помощью занимался исследованием звезд. Диаметр рефлектора даже не превышал десяти метров.
4. В годы Второй мировой началась целенаправленная работа над усовершенствованием радаров, что дало мощный импульс развитию и усовершенствованию устройств, привело к появлению нового типа антенн, снабженных секторными диаграммами.

Обратите внимание! В послевоенные годы СССР и США разработали новые формы устройства, в которых диаметр зеркала стал достигать 60-100 метров. Сейчас они используются в системах передачи данных, перманентное усовершенствование и новые разработки ученых, позволили минимизировать необходимость в крупных конструкциях до 1,5 метров или даже десятков сантиметров.

Виды и конструктивные особенности

Зеркальные антенны – не единственный, но самый распространенный тип направленных антенн. Их применяют в самых вариабельных диапазонах и на различных типах станций. От функций и целенаправленности зависит размер, конструкция и материал изготовления. Зеркала изготавливаются из стали или алюминиевых сплавов, обладающих электропроводностью.

В последние годы их стали изготавливать из композитов или даже пластмасс, но при этом все равно должна быть отражающая поверхность – она тоже вариабельна. Может применяться сетка или фольга из металла, электропроводящая краска.

Есть и другие типы:

• осесимметричная, с одним или двумя зеркалами, симметричным или с контррефлектором, кольцевым фокусом;
• офсетная, которая вырезана из параболического зеркала, со смещенной диаграммой направленности;
• ФАР, или фазированные антенные решетки, из нескольких излучателей, с вариабельными типами антенн (полосковыми, упорными или щелевыми);
• слабонаправленная, с широкой диаграммой направленности, несмотря на отдельные недостатки, работающая с визуально обнаруживаемыми спутниками и не требующая дополнительного наведения;
• бегущей волны – усиленная (если сравнивать с ненаправленными, но работающая в метровом или дециметровом диапазоне).

Внимание! Выбор спутниковой антенны для приема телесигналов должен быть продиктован несколькими соображениями – материалом (устойчивость к внешним воздействиям, при размещении на воздухе), типом отражателя и его качеством, количеством конверторов и способами их крепления. Немаловажное условие – качество, прочность и устойчивость к коррозии.

Применение и сборка

Любое радиотехническое устройство, используемое, как излучатель или приемник – органичная часть системы и один из ее базовых элементов. Инструкции, как сделать своими руками, зависят от выбранного типа, размеров и целевого предназначения. Зеркальная антенна обладает весомыми преимуществами – работает в разных диапазонах. Такие устройства обладают относительно высоким КПД и достаточно низкой шумовой температурой. Параболические – их самый типичный представитель.

Простота устройства не означает, что при изготовлении своими руками, не нужно учитывать специфические требования индивидуального порядка.

Самые общие сведения есть на приведенном ниже видео:

Диаметр тарелки в продаваемом ассортименте – от 55 см до 80, и это – не самое дешевое из удовольствий. Домашние умельцы предлагают множество подробных инструкций по изготовлению антенн, а также как установить и настроить: от выбора места, расчета и до конечной настройки.

При этом указывается, что любой комплект должен состоять из множества деталей. Некоторые из них могут быть изготовлены в мини-мастерской, куплены в специальном магазине по отдельности или приобретены в комплекте (там не все может устраивать по качеству или по свойствам, но зато так выходит дешевле, и все от одного производителя).

Важно! В набор входят тарелка-зеркало, ресивер (его тип зависит от преследуемых целей), но основное назначение – прием и преобразование сигнала со спутника на экран телевизора, в виде картинки, три конвертера, обеспечивающие одновременный прием с трех спутников, крепеж (нередко фигурирует в описаниях, как мультифид), кабель, коннекторы для сцепления и собственно крепление антенны.

При выборе места для установки такой антенны предпочтение отдается именно южной или юго-западной стороне. Это важно потому, что все спутники располагаются на геостационарной орбите именно с юго-востока по юго-запад. Если окон, выходящих на юг нет, то остается единственный вариант – установка на крыше.

Запрещено устанавливать антенну под отлив крыши.

Крепят антенну под углом около 25°, то есть она смотрит немного вниз, как на фото:

При настройке антенны огромную помощь окажет правильно рассчитанный азимут. Для определения азимута, используют магнитный компас. Его выравнивают параллельно земле, чтобы установить северное направление. При этом надо выбрать какой-либо объект для ориентира. Градус отсчитывают по делениям компаса по часовой стрелке (с нуля, до той линии, которая соединяет с выбранным объектом). Так рассчитывается магнитный азимут. К полученному результату прибавляют или вычитают магнитное склонение конкретного региона.

Для настройки антенны используют специальную версию программы SATTV.

После ее установки по пути C:\Program Files\SATTV 2.0\Zone, ее базы будут содержать пути к зонам покрытия спутников.

Монтаж готового комплекта лучше производить в соответствии с приложенной инструкцией. Обычно тарелку собирают полностью, и только после этого приступают к монтажу. Рекомендуется использовать закреплённый намертво вертикальный металлический кронштейн, который позволит не зависеть от погодных условий и не терять в качестве изображения. Точная настройка головок и правильное их подключение к коммутатору необходимо для совпадения настроек тюнера и подключений в антенне.

Сборка, установка и настройка параболической антенны для приема спутникового сигнала:

Характеристики зеркальных антенн

Применение параболических антенн сделало их непременной составляющей не только урбанистического, но и сельского пейзажа. Но это вызвано не только распространением спутникового телевидения. Они используются в радиолокационных системах, для беспроводной связи, радиорелейной, спутниковой и межкосмической, применяются в деятельности радиотелескопов. Основными характеристиками полезного приспособления считаются ширина диаграммы направленности, ее форма, КПД и коэффициент усиления, эффективная площадь и прочее. Рассмотрим основные:

• облучатель (1 или несколько), формирует ДН;
• ширина луча определяется основной функцией – приемом или передачей, для этого есть специальные формулы;
• КПД может зависеть от конструктивных особенностей (несплошного зеркала, сетки, примененных для облегчения веса или снижения сопротивления погодным условиям).

Самодельная спутниковая антенна может быть изготовлена разными способами – выклейкой с бетонным основанием, из старого зонта и алюминиевой фольги (потребуется усилитель с блоком питания), из тонкого металлического листа, из оргстекла и даже из проволоки.

На видео мастер открывает секреты изготовления спутниковой параболической тарелки своими руками:

Кажущаяся простота в описаниях народных умельцев, на самом деле, требует определенных навыков работы, инструментов и свободного времени. Самодельные приборы дешевле, но качество картинки на телеэкране не всегда достигает желаемого уровня. Приобретая готовый комплект, нужно четко определиться не только с местом размещения, но и с параметрами. В некоторых регионах России для приема отдельных каналов достаточно минимального диаметра, а иногда недостаточно и 90 см.

Если увлекаетесь инвестициями, то рекомендую отличную статью про подсчёт комиссий и расходов на брокерских счетах.