Антенны.
Основные принципы спутникового телевизионного вещания.
Поскольку все спутники находятся в плоскости экватора, географическая широта у них равна нулю, а различаются они по долготе. Нулевой меридиан, как известно, проходит через Лондон. Телевизионный спутник имеет свою диаграмму направленности и выводится в заданную точку орбиты с целью обслуживания определенной территории поверхности Земли. Поскольку на каждом космическом аппарате устанавливается несколько транспондеров (приемопередатчиков), каждый из которых способен передавать в одном потоке несколько телепрограмм, общее количество транслируемых каналов может измеряться десятками.
Передатчик спутника, находящегося на геостационарной орбите без остронаправленной антенны, может обеспечить телевизионным вещанием около трети поверхности Земли. Однако из-за того, что мощность передатчика ограничена находящимися на спутнике источниками питания (солнечными батареями) и достигает обычно нескольких сот ватт, плотность потока мощности, падающей на Землю, оказывается недостаточной для приема сигналов. В то же время большая часть мощности передатчика тратится на облучение необитаемых областей (морей, океанов, пустынь, тундры и т. п.). Для повышения плотности потока мощности и возможности приема на небольшие приемные антенны излучаемая передатчиком спутника мощность концентрируется антенной в узком «луче» (около 1), направленном только на ту территорию, которую необходимо охватить непосредственным телевизионным вещанием (рис. 29). Благодаря этому плотность потока мощности возрастает до вполне приемлемых значений.
Рис. 29
Для наглядности спутник можно представить как «зависший» в ночном небе над экватором прожектор или группу прожекторов, которые освещают часть поверхности Земли. При этом, в зависимости от площади освещаемой поверхности, лучи этих прожекторов бывают узкими, зонными, региональными, глобальными и т. д. Наибольшая плотность электромагнитных волн достигается в центре луча. Кроме этого, в зависимости от того, сигнал какой мощности достигает поверхности Земли в месте установки антенны, выбирается размер зеркала спутниковой антенны. Чем сильнее мощность сигнала, тем меньший диаметр зеркала необходим. Таким преимуществом обладает узкий луч. Чем шире зона охвата, тем меньше плотность потока мощности у поверхности Земли. Например, чтобы принять в Киеве телепрограммы глобального луча спутника «Intelstat 905» (27,5° западной долготы), охватывающего всю видимую с него часть поверхности Земли, требуется антенна диаметром не менее 3 м.
Географические границы зон возможного приема находят в результате проецирования основного луча диаграммы направленности антенны на шаровую поверхность Земли. Границы выглядят в виде эллипсов (рис. 30).
