FacebookYoutubeFeed

MOBIL MŰHOLDAS ANTENNÁK

Bármily meglepő, már az ősember is foglalkozott távközléssel. A legprimitívebb emberi közösségekben is szükség volt arra, hogy az információkat el tudják juttatni nagyobb távolságokra. Erre a célra hosszú évezredekig két információhordozó, a hang és a fény állt az emberiség rendelkezésére. Az utóbbi gyorsabban és messzebbre terjed, az előbbinek viszont kevésbé állnak útjába a különböző akadályok. Az őserdőben a bennszülöttek dobszóval üzennek egymásnak, míg fátlan síkságokon, hegycsúcsok között a fényjelek nyújtják a jobb megoldást.

 

A tam-tam dobtól a műholdas távközlésig

A technika fejlődésével párhuzamosan a távközlés lehetőségei is kiszélesedtek. Az elektromosság mágneses hatásának felismerése után sokan próbáltak valamilyen elektromos távközlési rendszert kidolgozni. Az első sikeres ilyen találmány Morse távírója volt, amelyet 1837. szeptember 4-én mutattak be a New York-i egyetemen. A találmány olyan sikeres lett, hogy 1849-re csak az Egyesült Államokban 18000 km volt a távíróvonalak hossza. 1876-ban megszerkesztette Bell az első működőképes telefont, majd pedig a szikratávíró és a rádió feltalálásával a távközlés függetlenítette magát a vezetékektől.
A műholdas kommunikáció és műsorterjesztés több előnnyel is rendelkezik a földi hálózathoz képest. A felszínen ugyanis a domborzat befolyásolja az adótornyok láthatóságát, csak viszonylag kis területet fednek le, valamint erősen korlátozott a felhasználható sugárzási frekvenciák száma. Magyarországnak például három frekvenciát osztottak ki a felszíni televíziós sugárzás számára. Ennek eredményeképpen az M1, a tv2 és az RTL Klub mellett már nem maradt frekvencia az M2 számára, így az műholdra került. Ezzel szemben a műholdak nagy területeket tudnak besugározni, szinte mindenhonnan láthatóak, fogható a jelük, és sokkal több a felhasználható frekvencia. Mit nevezünk műholdnak, vagy satelitnek?

Hogy mit nevezünk holdnak, az mindenki számára nyilvánvaló, hiszen földünk egyetlen kísérő égiteste nap mint nap megjelenik az égen, mindannyiunk személyes ismerőseként. Dagad, fogy, vagy éppen teliholdként ragyogja be az éjszakát. Még mindig sokan esküsznek rá, hogy sajtból van, annak ellenére, hogy Neil Armstrong, az első ember, aki a hold felszínére lépett, személyesen is meggyőződhetett ennek valótlanságáról. Azt tudni kell, hogy nem csak a Földnek van holdja, hanem ezzel a gyűjtőnévvel illetjük az összes égitestet, amely valamely bolygó körül kering.

Egy szatelit vagy műhold pontosan ugyanúgy kering a föld körül, mint a hold, csak egy ember alkotta mesterséges égitest, amit tudományos, hírközlési vagy éppen hadászati célra hoztak létre. Az első világűrbe indított űreszközt 1957-ben lőtték fel a Szovjetunióból. A Szputnyik-1 a Föld műholdja volt. Azóta több ezer műhold állt pályára, és nem csak a Föld, hanem a Naprendszer más bolygói és holdjai körül is keringenek mesterséges égitestek.

A műholdaknak, attól függően, hogy milyen céllal állították pályára őket, különböző típusai lehetnek.
Csillagászati, meteorológiai, navigációs műholdak vagy földfigyelő, távérzékelő, felderítő műholdak. Lehetnek űrállomások, melyekben emberek is tartózkodhatnak, és lehetnek távközlési műholdak, melyekről egy kicsit részletesebben fogunk most beszélni.
A távközlési műholdak feladata a telekommunikáció segítése rádió- és mikrohullámú frekvenciák használatával. Rádió és televízió adások sugárzása kontinensnyi területre, közvetlen telefonos és internetes kapcsolat biztosítása olyan területek számára, ahol szélessávú vezetékes kapcsolat nem áll rendelkezésre.

Mielőtt megismerkednénk a műholdas sugárzás elméleti alapjaival (ígérem nem lesz unalmas), menjünk vissza egy kicsit az időben.
1945-ben Arthur C. Clarke angol író, mérnök, számos fantasztikus regény és ismeretterjesztő mű szerzője volt az első, aki egy tanulmányában felvetette a mesterséges távközlési műholdak indításának gondolatát. Érdemes megjegyezni, hogy ő volt az, aki Stanley Kubrick társszerzőjeként jegyzi a 2001. Űrodisszeia című alapművet, amely azóta mérföldkővé vált nemcsak a sci-fi irodalomban, hanem a fantasztikus filmek történetében is.

C. Clarke szerint a geostacionárius pályán elhelyezkedő, a Földdel azonos szögsebességgel mozgó, általa akkor még űrállomásnak nevezett műholdak távközlésre kiválóan alkalmasak. Ekkor még  az elektroncsövek világában szinte elképzelhetetlen volt, hogy az űrállomás ember nélkül üzemeljen, hiszen az elektroncsövek élettartama csupán néhány száz óra volt. Szükség lett volna tehát a fedélzeti berendezések gyakori szervizére, az ember jelenlétére. A félvezetők megjelenése és gyors fejlődése kiszorította az elektroncsöveket, és lehetővé tette, hogy a '60-as évek műholdjaiba már kizárólag ezeket az eszközöket építsék be, és így képesek voltak felügyelet nélkül is üzemeltetni egy műholdat. A második világháborút követően, a német V-2 rakétákkal szerzett tapasztalatokat felhasználva, a rakétatechnika fejlődése lehetővé tette, hogy kiszámítható módon mesterséges égitesteket juttassanak ki, és állítsanak pályára a világűrben.

Az első távközlési műhold az 1958-as amerikai SCORE volt, amely kísérleti jelleggel Eisenhower amerikai elnök karácsonyi rádió köszöntőjét közvetítette világszerte. A NASA 1960-ban indította az Echo (visszhang) nevű műholdat. Ez a kb. 50 m átmérőjű, alumínium bevonatú ballon passzív reflektorként szolgált a rádiókommunikáció számára.
A Telstar volt az első aktív, direkt közvetítést végző távközlési hold. A NASA indította Cape Canaveralból 1962-ben, és ez volt az első magánpénzekből finanszírozott indítás is. Az első műholdak még nagyon kis teljesítménnyel (5-40 W) sugározták vissza a kapott jeleket, és úgynevezett periodikus pályán keringtek (a műhold és a Föld egymáshoz viszonyítottan eltérő szögsebességgel mozog). Ezért a vételhez nagyméretű (12-30 m-es) parabolaantennákra volt szükség, amelyeknek folyamatosan követniük kellett a láthatáron periodikusan fel- és eltűnő műholdat. Az első geoszinkron távközlési műholdra, amelyet egy rögzített antennával is követni lehetett, egészen 1973-ig kellett várni.
C. Clarke geostacionárius űrállomása ugyan nem valósulhatott meg, hiszen hatalmas energiát és költséget jelentene az utazás oda-vissza, és ma már nincs is rá szükség, viszont a geostacionárius pálya kihasználása, mint ötlet megmaradt. Ma már tudjuk, hogy űrállomást csak jóval alacsonyabban, alig néhány száz kilométerre a föld felszínétől tudnak üzemeltetni.  A szállításhoz és az üzemeltetéshez még ide is hatalmas és drága rakétákra van szükség. Az eddigi legnagyobb Föld körül keringő műhold a Nemzetközi Űrállomás, ami a felszíntől mindössze 360 km távolságban kering, és átlagosan napi 100 m-t veszít a magasságából.

Mi az a geostacionárius pálya?

A műholdra ható centrifugális erőnek egyensúlyt kell tartania a Föld és a műhold között ható tömegvonzási erővel. Ebből a feltételből meghatározható a műhold keringési sebessége.
A geostacionárius pálya olyan Föld körüli pálya, melyen egy objektum a Föld forgási periódusával megegyező keringési idővel rendelkezik (23 óra, 56 perc, 4,1 másodperc), és pontosan az egyenlítő síkjában van. Magassága az átlagos tengerszint felett 35.786 km.  Az eddigiekből következik, hogy a geostacionárius pálya kiemelten megkülönböztetett műholdpálya. A földi vevőállomás antennájával nem kell állandón követni a műholdat, elég azt egyszer beállítani. Ez persze azt is jelenti, hogy ezen a pályán található a világon a legtöbb műhold.
A geostacionárius pályára állított műholdak együtt keringenek a Föld valamelyik pontjával. A Földről állni látszanak, s így az antennát a műhold irányában rögzíteni lehet. Egy szinkron műhold akár 10 millió km2 területet is besugározhat. Mivel a vezérlésük igen összetett feladat, ezért a mai technológia mellett 90 műhold, vagy műhold csoport helyezhető el ezen a pályán. Egy pozicióból a Föld felszínének közel 42%- át látni lehet, vízszintes antenna kilövési szögnél. Ez azt jelenti, hogy a szélső helyzetekben a sugárnyaláb érinti a Földgolyó felszínét, ami az elméleti határvonal. A valóságban viszont a földi antenna kilövési szögét nem engedjük 5° alá. Az 5° "védőszög" a terepakadályok, illetve a földi mikrohullámú rendszerek zavaró sugárzása miatt szükséges. Ebben az esetben az adatok valamelyest módosulnak, a besugározható terület 38%. A földi állomások 76,3° szélességi körökig telepíthetők. Európa legészakibb pontja a Nordkapp is "csak" az északi szélesség 71,2°-on található, ezért ez a feltétel túl nagy korlátozást nem jelent. A műholdról látható terület két átellenes pontja közötti távolság kb. 17.000 km. Az egyenlítő hossza 40.000 km, vagyis három geostacionárius műholddal a Föld körbefogható, és az egész bolygóra kiterjedő, globális műholdas távközlő rendszer hozható létre. Ilyen pl. az INTELSAT vagy az INMARSAT rendszer, amely főleg a hajózás és a repülés számára biztosít műholdas kapcsolatot. A nem teljes lefedettség miatt a sarkok közelében periodikus pályán keringő műholdakra is szükség van. Teljes idejű távközlés ezekkel csak úgy biztosítható, ha több műhold mindig egymáshoz képest meghatározott távolságra van.

A mesterséges holdak mozgása, beállítása

A geostacionárius pályára való jutás energiaigényes művelet. A Földtől mintegy 36 000 km távolra lévő pályára kell feljuttatni a több tonna súlyú berendezést. A szállítást nagyteljesítményű hordozórakéták végzik. A felhasznált energia csökkentésére, a költségek megtakarítása céljából szükség van a Föld forgásából adódó energiára is. Amennyiben az egyenlítő síkjában, vagy ahhoz közel lévő területről indítjuk keleti irányba (a Föld forgásának irányába) a rakétákat, akkor a lehető legkevesebb üzemanyagra van szükség. Emiatt a geostacionárius pályára műholdat szállító rakétákat kilövő-, indító helyeket az Egyenlítőhöz közel telepítik. (Pl. Francia- Guayana)
A geostacionárius pályára juttatás sorrendje a következő lehet: az Egyenlítő síkjából induló rakéta az átmeneti ellipszis pályára juttatja a műholdat, majd erről a pályáról a műholdon lévő hajtómű a Földtől legtávolabbi pontban felgyorsítja a műholdat a geostacionárius pályához szükséges sebességre (3,075 km/s), majd a pályán való további manőverekkel éri el a kijelölt helyét.
Egy műhold várható élettartama 13-16 év. A műholdat olyan kockában kell tartanunk, melynek egy-egy oldala 0,1°- nak, azaz kb. 75 km-nek felel meg. A helystabilizálással szembeni elvárások szerint a földről vezérelt pályakorrekciónak  0,05° - on belül kell a műholdat tartani.
Lényegesen nehezebb a helyzet az egy csoportot alkotó műholdak esetén, amikor ugyanabban a dobozban több műhold van. Például az ASTRA 1 csoport a keleti 19,2°-on hat műholdból áll. A keleti 13°-on három Hot-Bird műhold található. A helyek pontos tartása csak a felvitt hajtóanyaggal működő fedélzeti hajtóművekkel lehetséges.
A helystabilitás mellett a helyzetstabilizálás is lényeges. A kis földi területet besugárzó kb. 2°-os nyalábbal működő antennákat és ennek megfelelően a műholdat 0,1° körüli pontosságú, háromtengelyes stabilizáló rendszerrel kell ellátni. Ahhoz, hogy a földi antennák megfelelő minőségben, komolyabb zavarás nélkül venni tudják a jeleket, a geostacionárius pályán lévő műholdak vagy műhold csoportok egymáshoz viszonyított helyzete 2°-os szögeltérésnél nem lehet kisebb.

A műholdak felépítése

A hajtóműrendszer egy elektromos vagy kémiai elven működő hajtómű, amely biztosítja, hogy a műhold elérje a tervezett pozícióját. A rendszer része egy helyzetstabilizáló eszköz, amely arra szolgál, hogy a műhold földhöz képesti irányszög változásait finoman korrigálni lehessen. A műholdakra különböző eltérítő erők hatnak, ilyen a Nap, a Hold és a Föld gravitációs hatása, alacsonyabb pályákon a légköri súrlódás, valamint egy érdekes jelenség a sugárnyomás, amit a beeső fény fejt ki a megvilágított napelemekre, ami szintén képes a műhold helyzetét megváltoztatni.
Az energiaellátó rendszer a szolár paneleken keletkező elektromos energiával táplálja a berendezéseket, és a felesleget elraktározza az akkumulátorokban. Megbízható működése meghatározza a műhold élettartamát, hiszen az akkuk cseréjére nincs mód.

A kommunikációs rendszer az információtovábbítást és feldolgozást végzi. Ide tartoznak az antennák, a jelek erősítését és szűrését végző transzponderek, multiplexerek, melyek speciális kódolók. Két vagy több bejövő jelet egy kimenő jellé egyesítenek úgy, hogy azok később egyértelműen szétválaszthatók legyenek.

A konstrukciós rendszer maga a szerkezet, amely azt hivatott biztosítani, hogy a kilövéskor keletkező terheléseket a berendezések képesek legyenek elviselni. A váznak rendkívül szilárdnak és könnyűnek kell lennie.
A hőmérséklet szabályzó rendszer a műhold működő elemeit állandó hőmérsékleten tartja a meglehetősen zord világűrben.
A navigációs rendszer és a fedélzeti számítógép az egész műhold működését, pozícióját kontrollálja és korrigálja, valamint egy külön frekvencia-sávon folyamatos kapcsolatot tart a földi irányító egységgel.
A Hot Bird 8 az Európa számára épült eddigi legnagyobb és legnehezebb távközlési műhold. Indításakor 4,9 tonnát nyomott. Fedélzetén 64 transzpondert találunk, melyek a keleti 13 fokon használt valamennyi frekvencián képesek üzemelni, így bármelyik másik Hot Bird műholdat képesek pótolni. A tervek szerint a 15 éves élettartama végén a napelemtáblák még mindig képesek lesznek 50 traszpondert ellátni a maximális térerővel történő sugárzáshoz. A műholdnak mindössze egy fedettségi zónája van, amely hazánkat kissé nagyobb térerővel látja el, mint az elődök, jobb vételt biztosítva. A Hot Bird 8 elsődleges feladata a Hot Bird 3 kiváltása volt. A keleti 13 fok üzembiztonságára jellemző, hogy a Hot Bird 7A és Hot Bird 8 holdak együtt már képesek a többi Hot Bird hold teljes kiváltására.

Mit nevezünk lábnyomnak?

Amint arról már volt szó a korábbiakban, egy geostacionárius pályán keringő műhold elméletileg a Föld felszínének egyharmadát képes lenne besugározni, de ez óriási energiát igényelne. Ezért aztán az antennákat úgy állítják be, hogy a koncentrált sugárnyalábok többnyire csak szárazföldi területeket fedjenek le, ahol nagy sűrűségben vannak a vételre alkalmas készülékek. Ebből következik, hogy a lábnyom általában soha nem kör. A lábnyom tehát a földfelszín azon területe, ahol a műhold adása vehető, illetve ahonnan rá jel fellőhető. Meghatározásánál földrajzi és etnikai szempontokat is figyelembe vesznek. Az adott földfelszín térképén a rétegvonalakhoz hasonló kontúrvonalakkal jelölik a műhold által azonos térerővel besugárzott területeket. A vett műholdas jel erősségének egy adott földrajzi ponton jelentkező mértékét  az EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) szám adja meg, melynek mértékegysége a dBW (decibelwatt). Ez a mérőszám nagyon fontos, mert döntően befolyásolja azt, hogy az adott jel vételéhez mekkora antenna szükséges. Ha az antenna kisebb az optimálisnál, az nem jelenti azt, hogy nem fogható az adás, csak az értékes és a zavaró jelek aránya romlik, és ez a kép minőségén is látszani fog.
Például egy 54 dBW erősségű jel esetén elegendő egy 50 cm átmérőjű tányér, de ha a térerő 45 dBW-ra csökken, már 1 m-es antennára van szükség.

Az átviteli lánc elemei

A műholdakról kibocsátott jelek az átviteli lánc közvetítésével jutnak el a TV készülékekig, melynek az elemei a következők: az antenna és a konverter (LNB), amit együtt kültéri egységnek is szoktunk nevezni, az árnyékolt kábel és a beltéri egység, amely közvetlenül a TV készülékhez kapcsolódik.

Milyen fajtái vannak a műholdas antennáknak?

Az európai területekre sugárzó műholdak általában az úgynevezett Ku frekvenciatartomány egy részében sugároznak, 10 700-tól 12 750 MHz-ig. A földi antennák feladata az, hogy ezeket a gyenge mikrohullámú jeleket összegyűjtsék, és a vevőkészülékhez továbbítsák, miközben kiszűrjék a lehető legtöbb nem kívánt jelet és zajt.

A parabolaantenna
Az elmúlt két évtizedben számos újszerű antenna jelent meg, ennek ellenére a parabolaantenna továbbra is meghatározó szerepet játszik a mikrohullámú hírközlésben. Az ok elsősorban az, hogy az ilyen antenna érzékenysége nagyrészt csak a parabolatükör méretétől függ. Nem okoz különösebb technológiai problémát akár extra méretű parabola gyártása sem, és a költségek is elfogadhatóak.
A parabolaantennák elmélete elsőre egyszerűnek tűnik, hiszen mindössze arról van szó, hogy a távoli jelforrásból érkező rádióhullámokat a parabolatükör összegyűjti, és a fókuszpontba koncentrálja. Ennek szemléltetésére legtöbbször geometriai, optikai példákat mutatnak, ahol az antenna egy parabolagörbe, a mikrohullámú jelek pedig párhuzamos vonalak. Ez persze a valóságban nem így működik, és aki egy kicsit utánanéz, kezdi megérteni, hogy miért olyan óriási a parabolaantennák szakirodalma.
Kezdjük mindjárt a méretekkel. Nincs abszolút tükörméret, csak az alkalmazott hullámhosszhoz viszonyított átmérő értelmezhető, mert hiszen a jelek nem párhuzamos vonalakként, hanem hullámként terjednek. Ez azért fontos, mert csak a hullámhosszhoz képest elegendően nagy parabolafelület viselkedik tükörként. A parabolatükröt akkor tekinthetjük megfelelőnek, ha az átmérője legalább tízszerese a hullámhossznak. A műholdas televíziós adások frekvenciasávjában a hullámhossz átlagosan 2,5 cm, amiből az következik, hogy a minimális tükörméretnek legalább 25 cm-nek kell lennie, ami a ma használatos antennákhoz képest meglepően kicsi. Ennek a magyarázata az, hogy egy ideális esetet feltételez, ami a valóságban szinte soha nem áll fent. Egy adott földrajzi helyen a minimális tányérméret meghatározásához tudnunk kell a veendő műhold teljesítmény- adatait, és ismernünk kell a besugárzott terület térképét, vagyis a lábnyomát. De még így is nagy rátartással kell meghatározni a méretet, mivel az időjárás döntően befolyásolhatja a vétel minőségét. Ha gyenge a jelerősség, a havazás vagy egy nagy fekete felleg akár meg is hiúsíthatja a vételt. Még egy lényeges dolog van a tükörnél, ez pedig a minőség. Csak a szabályos geometriájú, sima, sérülésmentes felületű tükör képes biztosítani a megfelelő minőséget. Készülhet acélból is, de a mobil antennáknál többnyire alu tükröt alkalmaznak.
Nagyon fontos a tányér megfelelő rögzítése és mozgatása. A mechanikának olyannak kell lennie, hogy az antenna széles szögtartományokban könnyen beállítható legyen, ugyanakkor a nagyobb széllökéseket is elviselni képes, rezonanciamentes rögzítést biztosítson. A szél hatását, különösen a nagyobb méretű antennáknál, nagyon komolyan kell venni. Mint tudjuk, a vevőfej a fókuszpontra van beállítva, ezért a pontos helyzetére nagyon kell ügyelni. Ha a tartókar elhajlik, a vétel nagymértékben romolhat, vagy akár meg is hiúsulhat.

A primfókuszos parabolaantenna
A klasszikus parabolaantennák tükre ún. primfókuszos. Ezek fókuszpontja a szimmetriatengelyen van, és elhelyezkedése a parabola alakjától függ. A "mély" parabolák fókuszpontja közel van a tükörhöz. Az ilyen parabolához egyszerű antennafejet készíteni, és annak mechanikai rögzítése sem nehéz. A "lapos" parabolák fókuszpontja távol van a tükörtől. Az antennafej felépítése bonyolultabb, és rögzítése is nehézkesebb.
A primfókuszos antenna előnye, hogy a fókuszpontja könnyen beállítható, hátránya, hogy a vevőfej kitakarja a venni kívánt holdat, így van egy kis jelveszteség. Ez abból fakad, hogy az antennafej és a hozzá tartozó szerelvények a tükör valós felületét csökkentik, mert a hasznos jelek útjába esnek, ami különösen kisméretű antennáknál jelentős. Az antenna dőlésszöge kevésbé meredek. Vagyis jobban az ég felé néz, ezért a hó is könnyen megáll benne, további jelveszteségeket okozva.

Offset parabolaantenna
Az offset parabolaantennák tükre a parabola forgástest egy nem szimmetrikus metszete. Az így nyert tükör első pillantásra nem mutat rokonságot a kiinduló parabolával, ennek ellenére kiválóan gyűjti a rádióhullámokat az eredeti fókuszba. Ha a kiinduló parabola forgástest mély, akkor az ebből származtatott offset antenna fókusza közel van a tükörhöz, viszont a tükör görbülete és ezáltal a légellenállása kicsi. Az offset tükröket a minőségi gyártók úgy tervezik, hogy egy adott szélnyomás felett megrogynak. Ezzel veszik elejét, hogy nagy szélsebesség esetén, a túl stabilra méretezett tükör révén sérüljön a tartószerkezet. Jó tervezéssel kisméretű, kompakt, csekély légellenállású offset antennák hozhatók létre.
Az offset antennák javára írható még, hogy nem lép fel a primfókuszos antennáknál megszokott kitakarási veszteség. A tányér meredekebb emelkedési szöge miatt a hó nehezebben áll meg benne. További előny, hogy a fej teljes egészében vagy jelentős részben az ég felé néz, ahol a zavaró alapzaj jóval kisebb, mint a föld irányából.
Hátránya, hogy az aszimmetrikus elrendezés miatt romlik a keresztpolarizációs szelektivitása, azaz a vízszintesen és függőlegesen érkező jelek kis mértékben zavarhatják egymást.
Elmondható tehát, hogy a jól méretezett és gondosan kivitelezett offset parabolaantennák kedvezőbb mechanikai és átviteltechnikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint primfókuszos testvéreik. A tapasztalat azt igazolja, hogy ez az előny 120-150 cm átmérőig áll fenn. Nem véletlen, hogy a mobil telepítésű parabola antennák szinte kivétel nélkül offset rendszerűek.

A lapos antenna
A lakóautókhoz gyártott műholdas antennák egyik széles körben elterjedt változata az úgynevezett lapos antenna. Formára egy sarkára állított négyzet, melynek oldala 35-55 cm lehet. A teljesítménye kb. egy 50-60 cm átmérőjű parabolaantennának felel meg. Szembetűnő, hogy nincs rajta külső LNB vevőfej. Ennek következtében kevésbé sérülékeny, és használat közben kisebb a helyigénye.
A burkolat mögött, sorban mini dipólusok helyezkednek el, ezek száma akár több száz is lehet. Az általuk vett jelek a konverterben (LNB) futnak össze, amely minden kicsi egységgel össze van kötve.
A lapos antennák előnye az, hogy esztétikus a megjelenésük, és egyszerűbb az előállításuk.
Hátrányuk, hogy speciális, beépített komverter modult igényelnek, ami nem állítható és nem cserélhető. A parabola antennákhoz képest kisebb a hatásfokuk, ezért intenzív sugárzást, erős térerőt igényelnek. Használatuk a fogni kívánt műhold lábnyomának belső részein ajánlott. Mivel a lapos antennákat pontosan szembe kell fordítani a sugárnyalábbal, déli irányba haladva egyre jobban megdől az antenna, ezért a szennyeződések sokkal jobban megtapadnak rajta. A lapos antenna a burkolatát benedvesítő vízcseppekre különösen érzékeny, ezek képesek nagymértékben lerontani, vagy akár meghiúsítani a vételt.

Mi az LNB, vagyis a vevőfej

Az LNB jelentése Low Noise Block konverter. A vevőfej a parabolaantenna fókuszpontjában van elhelyezve, és valójában két pici, egymásra merőleges antenna. Egy vertikális és egy horizontális, amely érzékeli a vizszintesen és a függőlegesen beérkező jelet, kb. 60-80 dB-lel felerősíti a jelet és csökkenti a frekvenciáját. A 950-1700 MHz-re konvertált jel ezután a koax kábelen eljut a beltéri egységhez. A korábbi vevőfejek frekvencia tartománya 10.700-tól 11.700 MHz-ig terjedt, ezek az analóg vevőfejek. A ma használt univerzális LNB-k már tartalmaznak egy elektronikus polárváltót, amely alkalmassá teszi őket a 11.700 és a 12.750 MHz közötti digitális jelsáv vételére is. A vevőfejek fontos jellemzője a zajtényező, amely az érzékenységének a mérőszáma és dB-ben (decibelben) van megadva. Minél alacsonyabb ez az érték, annál jobb a vevőfej minősége. Létezik már 0,2 dB-es LNB fej is. A mai mobil antennák zajtényezője általában 0,7-1,2 dB közé esik, ami jónak mondható.

Léteznek több LNB fejjel szerelt parabolaantennák is, bár ezeket a mobil antennáknál ritkán alkalmazzák. Ennek a technikának az a lényege, hogy pl. az Astra1(19,2° Kelet) és a Hot Bird (13° Kelet) műholdak együttes vételére alkalmas antenna két LNB egységét úgy kell elhelyezni, hogy a tengelyeik akkora szöget zárjanak be egymással, amekkora a két műhold helyzetének szögkülönbsége. Jelen esetben ez 6,2°.  Ez az érték pontosan csak az egyenlítő vonalában igaz. Ahogyan haladunk a sarkok felé, a Föld gömb formájából adódóan a műholdaktól való távolság egyre nő, ami csökkenti az említett szögkülönbséget. A Föld formája miatt más beállítási problémák is adódhatnak. A korábban már említett vertikális és horizontális jelek csak az adott műhold helyzetének megfelelő hosszúsági körön tekinthetők vizszintesnek és függőlegesnek. Ahogy a műhold helyzetétől jelentősen eltérünk Keleti vagy Nyugati irányba, a sugárnyaláb változatlanul egyenes vonalban terjed, de a Föld "elgörbül" alatta. Vagyis a jelek az adott földrajzi pozícióban már nem vízszintesen és függőlegesen érkeznek, hanem látszólag elfordulnak. Ahhoz, hogy a vétel változatlanul jó minőségű legyen, az LNB fejet is el kell fordítani. Ha a mi pozíciónk a műhold hosszúsági körétől Keletre helyezkedik el, akkor az óra járásával ellentétesen, ha Nyugatra, akkor az óra járásával megegyezően kell elfordítani a fejet addig, amíg optimális nem lesz a vétel. Ez szélsősőges esetben akár a 30°-ot is meghaladhatja. A hazánkban leggyakrabban használt műhold az Astra1, mint azt már említettük 19,2°-on keleti irányban helyezkedik el. Ez a hosszúsági kör Budapest keleti határát súrolja, ezért nem szükséges az LNB fej állítása. A Teleco rendelkezik olyan GPS-el kombinált LNB fejjel, amely érzékeli a vevőegység földrajzi helyzetét, és ennek függvényében automatikusan a legmegfelelőbb helyzetbe forgatja azt.
Egy vevőfej általában egy beltéri egységgel kapcsolható össze. A Teleco fejlesztései az LNB Twin és az LNB Quad képesek arra, hogy kettő illetve négy, egymástól függetlenűl működő beltéri egységnek szolgáltassanak jelet egy műholdról. Szintén forradalmian új az a kombinált fejegység, amely a TV és rádióadások mellett internetezésre és műholdas telefonálásra is alkalmassá teszi a készüléket. Erről a későbbiekben még lesz szó.

Mi a koaxiális kábel feladata?

Az LNB vevőfej lecsökkenti a beérkező jelek ferekvenciáját 950-1700 MHz-re, ami már alkalmas arra, hogy kábelen továbbitani lehessen. A megfelelő kapcsoló elemekkel ellátott koaxiális kábel feladata, hogy kapcsolatot létesítsen a kültéri vagy vevőegység és a beltéri egység között. Ilyen kábelt bizonyára már mindenki látott. Középen tömör rézhuzal mag alkotja, amit szigetelő vesz körül. A szigetelőn sűrű szövésű hálóból álló árnyékolás található, amit műanyag burkolat véd a  sérülésektől.
Ez a konstrukció nagy, közel 1 GHz sávszélességet és kiváló zajérzéketlenséget biztosít. Általában a 75 ohm-os kábel használatát ajánlják a gyártók. Az elérhető sávszélesség nem csak a kábel minőségétől és hosszától, valamint az adatjel jel/zaj arányától, hanem a mag átmérőjétől is függ, ugyanis a nagyfrekvenciás jelek a fém felületén haladnak. Fontos még, hogy az árnyékolás egyenletes távolságra legyen a magtól, ezért nem jó hajlítgatni a kábelt, rontja a jel/zaj arányt. A kábel egyébként is minél rövidebb legyen, mobil antennák esetében max. 10-15 m lehet erősítés nélkül, és úgy kell vezetni, hogy semmiképpen ne törjön meg.

A műholdvevők lelke, a beltéri egység

A kombinált LNB fejjel szerelt antennák alkalmasak az analóg és a digitális jelek vételére is. Azt, hogy végül egy műholdvevő rendszer digitális, analóg vagy mindkettő, a beltéri egység határozza meg. De mielőtt a beltéri egységekről beszélnénk, egy fontos kérdés tisztázásra vár.

Mi a különbség az analóg és a digitális átvitel között?

A múltat teljes egészében az analóg átvitel jellemezte. A berendezések, az átviteli módszerek mindegyike analóg volt, gondoljunk a telefonra, a rádióra és a televízióra. A jeleket valamelyik fizikai jellemzőjük (pl. feszültségük) időben folytonos változtatásával viszik át. Például egy analóg hangfelvételnél a hangok által a levegőben okozott nyomásváltozás hatására a mikrofonban úgynevezett hangáram indukálódik, melynél a feszültség amplitúdója hordozza a hang tulajdonságait. Ha nő a hangerő, vele analóg módon nő a feszültség amplitúdója, a frekvenciája viszont állandó marad. Frekvencianövekedés a hang magasságának növekedése esetén következik be.

A digitális jelfolyamban a folyamatosan változó jelek helyett, 0-kból és 1-ekből álló sorozatok kerülnek továbbításra. Korunk hírközléstechnikájára jellemző a digitális hírközlés térhódítása, és ebbe a körbe tartozik a digitális műholdas sugárzás is. Az ember kizárólag analóg jelek vételére és kibocsátására alkalmas, ilyen például a beszédünk, amely egy tipikus analóg jelfolyam. Az emberi beszéd rögzítésére, továbbítására, majd újra hallhatóvá tételére tehát kétszeres átkódolásra van szükség, mégis megéri, mivel a digitális rendszer gyakorlatilag érzéketlen az átviteli csatorna zajaival, torzításaival szemben. Analóg áramkörök esetén erősítőket használnak a csillapítások ellensúlyozására, azaz a jel regenerálására. A szükségképpen két irányban elhelyezett erősítők paraméterei folyamatosan változnak (öregedés, külső hőmérséklet, stb.) ezért ez soha nem lehet tökéletes. Mivel a hiba halmozódik, ezért a sok erősítőn átmenő jelek várhatóan komolyan torzulnak. Ezzel szemben a kevés jellemzővel rendelkező digitális jelek tökéletesen helyreállíthatók, nem lép fel halmozódó hiba, hiszen két lehetséges értékük van, az 1 és a 0. Emellett a rohamosan fejlődő félvezető eszközök ideálisan alkalmazhatók kétállapotú üzemmódban.
A digitális átvitel egy másik nagy előnye az, hogy egyetlen eszköz hatékonyabb kihasználásával különböző típusú adatok (hang, zene, adat, televíziós kép vagy videotelefon stb.) kevert átvitelét teszi lehetővé. Ez természetesen a különféle típusú adatok bináris alakra kódolása segítségével valósul meg. Ráadásul a digitális jelsűrítéssel elérhető, hogy egy analóg műholdas televíziós csatorna 30 MHz-es sávszélességén akár hat programot is lehessen egyidejűleg továbbítani.

Amint arról már volt szó, ahhoz, hogy nagy mennyiségű adatot továbbítani tudjunk, tömöríteni kell. Nem célja ennek az írásnak, hogy részletesen beavassuk az olvasót a különböző eljárásokba, legyen elég annyi, hogy jelenleg Európában az MPEG2 tömörítési eljárást használják a digitális műholdas műsorszórásra. Az MPEG2 már lehetővé teszi a felbontás növelését, a különböző képméretekben történő sugárzást, ezenkívül lehetőség van több adatfolyam (melyek bitsebessége teljesen eltérő lehet) multiplexelésére, vagyis összefűzésére.  Megjegyzendő, hogy a magyarországi földi sugárzású adók, az eggyel fejlettebb MPEG4-es tömörítési eljárást használják, ezért a beltéri egységeik nem használhatók műholdjelek feldolgozására.

A fentiek alapján érthető, hogy miért törekednek a szolgáltatók a műholdas adások digitalizálására olyannyira, hogy az analóg adások hamarosan teljesen el fognak tűnni. De térjünk vissza a beltéri egység feladataihoz. A legfontosabb, hogy fogadja és feldolgozza az antenna jeleit úgy, hogy a TV készülék értelmezni tudja azokat, vagyis a digitális jeleket visszaalakítja analóg jelfolyammá. A rádiófrekvenciás jelek tömörítve és kódolva érkeznek, külön kép- és hangcsatornákon. Ráadásul egy műhold sugárnyalábjában ezernél is több adás lehet kódolva, és műholdból is akad néhány. Ezért szükséges az, hogy a beltéri egység akár több ezer csatorna vételére is alkalmas legyen. A mobil beltéri egységekre általában előre rá van programozva a leggyakrabban használt műholdak csatornakiosztása. Amennyiben a műhold sugárzási frekvenciái változnak, a vevő egységet is ennek megfelelően át kell programozni. A TELECO digitális beltéri egysége pl. 5000 csatornát képes fogadni, és különböző szempontok szerint csoportosítani.

A beltéri egység feladata az is, hogy egy jól áttekinthető, könnyen érthető kezelői felületet biztosítson a felhasználók számára. A TV képernyőn megjelenő, távirányítóval vezérelhető menü rendszer lehetővé teszi a csatornák csoportosítását akár nyelvek szerint is, vagy kiválaszthatók a UPC Direct adásai, amiket a felhasználó szempontjai szerinti sorba lehet rendezni egy "kedvencek" listában. A fejlettebb beltéri egységek képesek lekérni az adott műhold adatait, sugárzási paramétereit, és képesek frissíteni a memóriájukat. A frissítés, illetve a csatornák rendezése kívülről, számítógépes kapcsolaton keresztül is programozható.

Az adások két nagy csoportba sorolhatók. Léteznek szabadon nézhető csatornák, és vannak úgynevezett fizetős csatornák is, amik kódoltak, és csak előfizetéssel foghatók. Ilyenek, pl. a magyar adásokat is tartalmazó csomagok az UPC Direct és a DIGI TV.
A kódolt adások vétele körül egy laikus számára kissé kuszának tűnik a helyzet. Gondoljuk végig hát logikusan, hogy mire is van szükség. Amikor megállapodunk a szolgáltatóval, kapunk egy előfizetői kártyát, ami olyan, mint egy telefonkártya, ami a műsorok dekódolásához szükséges adatokat tartalmazza. Ha a beltéri egységet az előfizetéssel együtt kaptuk, akkor ez a kártya valószínűleg egyből a készülékbe csúsztatható, és máris működni fog. Más azonban a helyzet a mobil műholdvevők esetében, hiszen ezeket szolgáltatótól független, általános használatra kell alkalmassá tenni. Tudni kell, hogy a kártyák kódolására is többféle rendszert használnak a szolgáltatók. Az UPC Direct a Cryptoworks, a DIGI TV a Nagravision3 kódolást használja. Ezért aztán a kártyát előszőr egy tokba kell csúsztatni, amit úgy hívnak, hogy CA-modul. Ez a kártyánál nem sokkal nagyobb elektronikus egység már beilleszthető a mobil beltéri egységbe, ha elő van készítve annak fogadására. A TELECO TSDR 5000 CI beltéri egységében például két CA-modul helyezhető el. Fontos tehát, hogy a CA-modult a kártya kódolásának megfelelően válasszuk ki. Ahhoz, hogy a CA-modul és a vevő berendezés pontosan illeszthető legyen egymáshoz, mindkettőnek meg kell felelnie az úgynevezett CI (Common Interface) szabványnak. A különböző kódolású CA-modulokat a műholdas antennákat forgalmazó üzletekben lehet megvásárolni.

A legmodernebb automata antennák beltéri egységébe általában az antenna vezérlését is beépítik. Ennek az integrált rendszernek hatalmas előnye az, hogy nem kell bajlódni az antenna beállításával, mert azt a szerkezet nagyon pontosan működő szervómotorok vezérlésével elvégzi. Az antenna védelméről is elektronikus szerkezet gondoskodik. A gyújtás bekapcsolásakor a készülék lehajtja a tányért, hogy ne tegyen kárt benne a menetszél, vagy ne ütközhessen faágakba.

A TV a beltéri egységhez scart csatlakozóval vagy hagyományos antenna kábellel is csatlakoztatható. Lehet több TV-t is csatlakoztatni egy beltéri egységhez, de mindegyiken ugyanaz a műsor lesz látható. A beltéri egység szabványos csatlakozóin keresztül általában képes más audió és videó eszközökkel, pl. CD/DVD lejátszóval, videómagnóval közvetlen kapcsolatot létesíteni.  A mobil rendszerek 12 V-os tápfeszültséget igényelnek.

Milyen TV készülék csatlakoztatható a mobil beltéri egységekhez?

A beltéri egység kimeneti jele gyakorlatilag bármilyen TV készülék számára feldolgozható. A lakóautókban, lakókocsikban hagyományos képcsöves TV-k helyett egyre inkább a jobb minőségű képet adó és kisebb helyigényű LCD tévéket alkalmazzák. A 12  V?os feszültséget igénylő TV-k az autó saját hálózatáról is működtethetők, nem szükséges hálózati csatlakozás vagy inverter a 220 V-os feszültség előállításához. Szintén a praktikum és a helytakarékosság jegyében gyártanak DVD lejátszóval egybeépített készülékeket is.

A mobil antennarendszerek típusai

Amiről eddig szó volt, az lényegében minden antennarendszerre igaz. Az igazi különbség az antennák beállításában és mozgatásában mutatkozik, mely szerint három csoportot különböztetünk meg. Íme:

Kézi állítású antennák
Az antennát a kocsi tetejére rögzítjük, és belülről egy rúd segítségével forgatjuk és döntjük. Szintén kézzel kell állítanunk azt az antennát, amit lábakra állítva a kocsi mellett helyezünk el. A gyártók ezekhez az antennákhoz általában táblázatokat, diagrammokat mellékelnek, hogy megkönnyítsék a beállítást, ami megfelelő műszerek nélkül szinte lehetetlen. A beérkező adás ráadásul késleltetve jelenik meg a TV képernyőjén, ezért mire érzékelnénk a képet, az antennát már tovább forgattuk. A kézi állítású antennákhoz fejlesztettek ki a gyártók olyan műszereket, melyek képesek a bejövő jel érzékelésére és kijelzésére. Ilyen például a Teleco legújabb fejlesztésű műszere, a DSF80E. Segítségével kézi állítással is tökéletesen rá lehet állni egy műholdra.
Ha nincs műszerünk, egy kis leleménnyel és ügyességgel hasonlóan jó eredményt érhetünk el, feltéve, ha olyan a beltéri egységünk, amely képes kijelezni egy-egy csatorna jel erösségét és a vétel minőségét. Finoman mozgatva az antennát azt érzékelhetjük, hogy a kijelző jóval a kép megjelenése előtt már sokkal szélesebb sávban jelez, ezért segíthet a beállításban.
A mechanikusan állítható antennákat azoknak ajánljuk, akik általában egy műhold adásait nézik, mert pl. kártyás előfizetésük van, valamint több időt töltenek el egyhelyben, ezért ritkán kell beállítani vagy átállítani az antenna irányát. Ezeknek az antennáknak az állítás a gyenge pontjuk, viszont az áruk jóval kedvezőbb automata társaikénál.

Az autó álló helyzetében müködtethető automata antennák
Ezeknek nincs sok gond az állításával. A rendszer bekacsolása után a távirányítóval kiválasztjuk a nézni kívánt csatornát, és az antenna automatikusan rááll a megfelelő műholdra. Ha olyan csatornára váltunk, amely egy másik műholdon van, az átállást néhány másodperc alatt elvégzi a rendszer, amely még nagy átmérőjű tányérokat is képes finoman és pontosan, a legjobb vételt biztosító pozícióba állítani. A tetőre szerelt antennáknál nagyon fontos, hogy mennyivel növelik meg az autó magasságát. A Teleco Flatsat rendszerű antennái a megfelelően lapos offset tányérnak köszönhetően lecsukott állapotban csupán 15-17 cm-t  emelkednek ki a tetőből, csökkentve ezzel a sérülés kockázatát. Az elektronika az antenna lecsukását is megoldja, ha érzékeli, hogy indítani akarjuk a motort.
Az automata antennát azoknak ajánljuk, akik intenzíven használják a távirányítót, és szeretnek műholdak között kalandozni. Akik kényelmesek, nincs kedvük vagy idejük állítgatni az antennát, azok helyett az elektronika 30 másodperc alatt befogja a kiszemelt műholdat, és ráállítja a tányért. Egy automata antenna nem olcsó mulatság, de ha valaki bárhol Európában szeretné a kedvenc műsorait nézni, akkor ez a legjobb megoldás.

Az autó mozgása közben is vételre kész automata antennák
Nem olyan régen kezdtek a piacon megjelenni a menet közben is használható szatelit antennák, melyek képesek arra, hogy jóval 100 km/h feletti sebesség esetén is az autó mozgásától függetlenül vegyék a műholdak adását. Ezeknek a szerkezeteknek a lelke a parabolatükőr+vevőfej egység, amely háromdimenziós mozgásra képes, egy célratartó eszköz vezérletével. Az egész szerkezetet egy műanyag búra takarja le, megóvva ezzel a mechanikai rongálásoktól és az időjárási viszonyoktól. A menet közbeni TV-zés kellemes dolog, viszont ára van. A tányér mérete nagyon korlátozott, különösen, ami a magassági méretét illeti, hiszen a tetőre szerelve így is 30-40 cm-rel növeli meg az autó magasságát. Amint arról korábban már volt szó, a vétel minőségét a tányér mérete határozza meg, ami ezeknél az antennáknál nem túl nagy. Ráadásul a tányér általában csak 17° és 60° közötti billentést tesz lehetővé. Következésképpen tökéletes vételre csak a lábnyom középső részein számíthatunk. Valamit valamiért! A műanyag védőburkolatra ráeső esőcseppek ebben az esetben is ronthatják a vétel minőségét.  Ezt az antenna típust azoknak ajánljuk, akik sokat vannak úton Európa középső országaiban, akiknek fontos a menetközbeni TV-zés, és akik hajlandók kifizetné érte a nem csekély vételárat.

Amint az látható volt, a műholdas kommunikáció hatalmas fejlődésen ment keresztűl, de ennek még egyáltalán nem értünk a végére, sőt... Szakemberek szerint az igazán forradalmi változás a digitális átállással éppen csak elkezdődött. A teljesen élethű képet adó, nagyfelbontású HD TV adások, a térhatású hangsugárzás és az ezeket venni képes készülékek rohamos elterjedése a televíziózás szinte beláthatatlan távlatait nyitják meg.

Eredményes csatorna vadászatot és kellemes tévézést kívánunk mindenkinek.

 

Végül néhány hasznos link, ahol további információkat lehet találni:

Kódolás nélkül fogható magyar nyelvű TV csatornák: http://www.lyngsat.com/freetv/Hungary.html

UPC Direct előfizetési lehetőségek:  http://www.upc.hu/upc_tv/direct
Az UPC Direct csatorna kiosztása:    http://www.lyngsat.com/packages/upcdirect.html

DIGI TV előfizetési lehetőségek:  http://www.digikabel.hu/digitv.html
A DIGI TV csatorna kiosztása:     http://www.lyngsat.com/packages/digi.html

A műholdakkal, műholdas sugárzással, csatorna kiosztásokkal, beállításokkal, sugárzási területekkel, előfizetéses csomagokkal kapcsolatos minden adat, naprakészen: http://www.lyngsat.com

A föld összes távközlési műholdjának és közel 26.000.- HDTV, digitális TV, digitális rádió és adat csatornájának óránként frissülő összes paramétere:  http://www.satcodx1.com/mag/

Amit a műholdas technikáról érdemes tudni. Technikai információk, érdekességek, napi hírek:
http://www.sat.hu/
http://www.sat-tv-radio.hu
http://tv.tvnet.hu/satellite/index.html

A SES ASTRA, az ASTRA műholdak tulajdonosának weblapja:
http://www.ses-astra.com/landingPage/hu/index.php
Az EUTELSAT, a Hot Bird műholdak tulajdonosának weblapja:
http://www.eutelsat.org/home/index.html

Az oldal tartalmának személyessé tétele és a biztonságosabb mûködés érdekében honlapunkon cookie-kat használunk. Az OK gombra kattintva kérjük, hogy hagyja ezt jóvá! Jognyilatkozatunkban részletesen leírjuk, hogy miképpen gondoskodunk adatai védelméről. A Jognyilatkozatot az EGYÉB menüpont alatt találja.
További információ OK