Меню

Как сделать прибор для настройки спутниковых антенн своими руками схема



Радиосхемы Схемы электрические принципиальные

Мы в социальных сетях

Главное меню

Реклама на сайте

Самодельный индикатор наведения спутниковой антенны

Антенны и радиоприемники

И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 1998 год, №6

Разработано в лаборатории журнала Радио

Разработанные конструктором И. Нечаевым приборы и устройства получают самый теплый отклик у наших читателей. Особенно понравились радиолюбителям простые по конструкции высокочастотные устройства — генератор качающейся частоты в виде приставки к обычному осциллографу, прибор для настройки аппаратуры НТВ. Поскольку увлечение приемом спутниковых программ становится наиболее популярным у любителей телевизионной техники, по многочисленным просьбам читателей автор разработал простой малогабаритный индикатор для наведения параболических антенн на спутник, которым удобно пользоваться непосредственно в точке установки антенны.

Малогабаритный индикатор предназначен для точного наведения параболической антенны на геостационарный спутник. Он работает совместно с конвертером диапазонов 11 и 12 ГГц с диапазоном промежуточных частот 0,85. 1,9 ГГц. Минимальный уровень индицируемого сигнала — 50 мкВ. Питается прибор, а также конвертер, либо от автономного источника напряжением 12. 20 В, либо от ресивера приемной спутниковой системы по кабелю снижения.

Особенностью данной конструкции является селективность, и в отличии от аналогичной, описанной в [1], она позволяет не только настраиваться на максимум сигнала, но и проводить анализ частотной загрузки диапазона ПЧ выходного сигнала конвертера, что дает возможность с большой достоверностью определить спутник, на который проведена настройка антенны. Это свойство очень важно, так как совершить начальную ошибку ориентации всего в несколько градусов — элементарно, обилие же и близкое позиционное расположение спутников может привести к тому, что вы настроитесь не на искомый, а на соседний спутник. Поэтому надежная настройка антенны обычно невозможна без визуального контроля за принимаемыми программами с помощью ресивера и телевизора, а это в свою очередь требует связи между оператором у антенны и наблюдателем у телевизора, что не всегда удобно или возможно.

Принципиальная схема прибора приведена на рис.1. Он построен по схеме супергетеродинного приемника с нулевой промежуточной частотой. В его СВЧ часть входит управляемый током генератор диапазона 0,85. 1,9 ГГц, собранный на транзисторах VT3, VT4 [2], буферный каскад на VT2 и смеситель на VT1. В тракт ПЧ входит УПЧ на транзисторах VT5 — VT7 и детектор на диодах VD1, VD2.

Схема индикатора наведения спутниковой антенны

Уровень сигнала индицируется микроамперметром РА1. Чувствительность оперативно регулируется резистором R9.

На транзисторах VT9, VT10 и стабилитроне VD3 собран параметрический стабилизатор напряжения, на транзисторе VT8 — регулируемый источник тока для питания генератора. Частота генератора изменяется за счет изменения тока с помощью резистора R17.

Устройство работает следующим образом. Сигнал СВЧ с выхода конвертера через гнездо XW1 поступает на вход смесителя — базу транзистора VT1, одновременно на эмиттер этого транзистора поступает сигнал генератора. Сигнал ПЧ выделяется на резисторе R5 и поступает на вход первого каскада УПЧ на транзисторе VT5, затем — на регулятор уровня на потенциометре R9, а с него — на оконечный каскад на транзисторах VT6, VT7.

Полоса пропускания УПЧ примерно от 0,1 до 10 МГц. А так как приемник имеет нулевую центральную ПЧ, то общая полоса пропускания составляет около 20 МГц, что примерно соответствует полосе частот одного спутникового телевизионного канала. Из-за того, что у спутникового сигнала частотная модуляция, его энергия сосредоточена не на одной частоте, а как бы «размазана» в некоторой полосе частот. Именно ее и усиливает УПЧ, а затем сигнал детектируется и поступает на индикатор уровня — микроамперметр РА1.

Для создания нормальных условий работы при плохом освещении в устройство введены лампы подсветки, которые включаются переключателем SA2. Для контроля питающего напряжения служит переключатель SA4. Он подключает микроамперметр к шине питания через резистор R21. Включение питания конвертера выполняется переключателем SA1, а переключение режимов работы — переключателем SA3: в верхнем его положении устройство выключено, в среднем — питается от автономного источника (батареи аккумуляторов или сетевого блока питания), который подключается к гнезду XS1, а в нижнем — питание осуществляется от ресивера через кабель снижения. К гнезду XW1 подключается конвертер, а к XW2 — кабель снижения.

Питание конвертера производится через фильтр L1C4, а при питании от ресивера напряжение на устройство и конвертер поступает через фильтр L2C7.

Конструктивно устройство выполнено так. Его основу составляет печатная плата из двухстороннего фольгиро-ванного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Одновременно она выполняет роль передней панели, на которой размещено большинство деталей (кроме деталей УПЧ), все переключатели, микроамперметр, а также гнезда XW1, XW2 (на металлических уголках). Эскиз платы приведен на рис.2. Ее вторая сторона оставлена металлизированной и соединена пропайкой по контуру с общей шиной питания первой стороны.

УПЧ собран на отдельной печатной плате (рис.3). Она закреплена непосредственно на микроамперметре с помощью клея и соединена с общим проводом в нескольких местах.

Читайте также:  Как зайти в настройки громкости

В устройстве можно применить следующие детали: транзисторы VT1, VT2 — КТ3123А-2, КТ3123Б-2, КТ3123В-2; VT3, VT4 — КТ3132А-2, КТ3132Б-2, КТ3124А-2, КТ3124Б-2; VT6, VT7 — КТ316, КТ315 с буквенными индексами от А до Д; VT8 — КП302Б,В, КП307А; VT9 — КТ815, КТ816 с буквенными индексами от А до Г и аналогичные; VT10 — КП303Г, КП303Д.

В СВЧ части надо применить бескорпусные конденсаторы — К10-17, К10-42 и высокочастотные резисторы С2-10, РН1-12, в остальных можно использовать КМ, КЛС и аналогичные импортные. Подстроечный резистор — СПЗ-19, переменные — СПО, СП4. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-33.

Катушки L1 — L3 намотаны проводом ПЭВ-2 0,4 на оправке 3 мм и содержат по 7. 9 витков. Катушки L4, L5 выполнены в виде полосковых линий (см. рис.2) — они аналогичны тем, что были подробно описаны в [2]. Катушка L6 — нормализованный дроссель типа ДМ-0,1, его индуктивность может быть выбрана в пределах 200. 500 мкГ.

Диоды — любые высокочастотные маломощные, желательно германиевые или с барьером Шоттки, стабилитрон — маломощный на напряжение стабилизации 10. 12 В.

Переключатели и гнездо XS1 — любые малогабаритные, лампы накаливания — СМН 6,3-20, микроамперметр — М4762-М1 с током полного отклонения 200 мкА.

При монтаже СВЧ части выводы деталей надо делать минимально возможной длины. Если использовать корпус другой конфигурации, то печатную плату можно переделать, выполнив ее в произвольном виде (кроме СВЧ части).

Налаживание следует начать с настройки СВЧ генератора. Для этого лучше использовать частотомер с рабочей частотой до 2 ГГц, его подключают к коллектору транзистора VT2. В левом по схеме положении резистора R17 подбором резистора R16 устанавливают нижнюю граничную частоту перестройки, а выбором номинала резистора R17 выбирают диапазон перестройки. В авторском экземпляре устройства частота генератора изменялась от 700 МГц до 2 ГГц при изменении тока через транзисторы VT3, VT4 от 13 до 0,8 мА. Для получения более плавной настройки придется подобрать резистор R17 с малым скачком начального сопротивления и логарифмической характеристикой.

Если у вас нет частотомера, для настройки можно использовать ресивер. Для этого его вход подключают к входу устройства (гнездо XW1). Ресивер перестраивают по частоте, и резистором R17 на ту же частоту настраивают генератор, момент настройки определяется появлением сигнала в виде помехи на экране телевизора. Таким образом можно и отградуировать шкалу этого резистора.

Затем резистор R9 устанавливают в верхнее по схеме положение и резистором R18 устанавливают такой уровень собственных шумов, чтобы стрелка стрелочного прибора слегка отклонялась. После этого желательно проверить чувствительность и диапазон перестройки с помощью измерительного СВЧ генератора. Если это сделать невозможно, надо подключить устройство к конвертеру, установленному на настроенную антенну. Шумы должны увеличиться, и после этого, перестраивая устройство по частоте, настраиваются на спутниковые каналы.

Если стрелка зашкаливает, то резистором R9 усиление надо уменьшить. Настроившись на слабый сигнал, далеко отстоящий от более мощных, подбором резистора R3 добиваются максимальной чувствительности. Для удобства пользования на шкале делают отметки наиболее часто принимаемых спутниковых телевизионных программ, например, «НТВ-плюс» или «Eurosport», для разных поляризаций. Бывает, что без подключения к конвертеру стрелка постоянно зашкаливает при любом положении R9 или зашкаливает в определенных участках диапазона — это означает, что, скорее всего, устройство самовозбуждается. Придется тщательнее провести монтаж, уменьшить длину соединительных проводов и, возможно, увеличить емкость блокировочных конденсаторов.

При наличии измерительного генератора шкалу прибора можно проградуировать в единицах напряжения, в этом случае резистор R9 надо заменить на переключатель с резистивным делителем, который будет выполнять функции фиксированного аттенюатора.

1. Жук В. Индикатор наведения антенны на спутник. — Радио, 1994, № 12, с. 4, 5.
2. Нечаев И. Приставка-ГКЧ для диапазонов 300. 900 и 800. 1950 МГц. — Радио, 1995, №1, с.ЗЗ.
3. Нечаев И. Прибор для настройки аппаратуры НТВ. — Радио, 1998, ╧ 3, с. 10 — 12; №4, с.14, 15.

Источник

Точная и простая настройка антенны на спутник без приборов и приемника

Для применения данного способа потребуются линейка или рулетка, отвес, кусочек плоского зеркала размером приблизительно 2×2 сантиметра, пластилин, данные, полученные из программы Satellite Antenna Alignment (Saa). Дополнительным условием является яркий солнечный день.

Если Вы никогда не монтировали и не настраивали спутниковую антенну, Вам следует первоначально сделать данную работу на земле, а не крыше. Это можно сделать дома, на даче, в гараже. Можно и на крыше, если она плоская и удобная для работы. Условие одно: прямая видимость на солнце. На первом этапе производится частичная сборка антенны без конвертера и тарелки и ее установка на строго вертикальной опоре (трубе) таким образом, чтобы была обеспечена видимость на солнце. Если поворотное устройство не мотоподвес, то не нужно монтировать и двигатель. Очень важно установить опору строго вертикально с помощью отвеса. Опора (труба) не должна изгибаться под тяжестью антенны.

Читайте также:  Как сохранить настройки зоны

Далее производится установка угла места антенны (elevation). Данный угол равен 90° минус географическая широта точки стояния. Координаты точки стояния можно получить на сайтах, которые указаны на вкладке «Информация» программы Satellite Antenna Allignment. Например, широта точки стояния города Винница равна 49° и 14′ (минут). Тогда угол места будет равен 40°46′, что соответствует 40.76 градуса. Округляя до одного градуса, получим 41 градус, точнее выставить угол не удастся, да и не нужно. Данный угол устанавливаем, как показано на Рис. 1.

Если используется мотоподвес, то установка угла производится просто, прямо по шкале мотоподвеса. Причем, на распространенном мотоподвесе BigSat есть две шкалы, одна из них указывает угол места (elevation), а другая широту точки стояния (latitude). Можно не высчитывать угол места, а установить широту 49°, шкалы соответствуют друг другу. Главное, их не перепутать.

Для поворотного устройства с мотором придется произвести измерение угла места на большом флаге и нанести метки, если они отсутствуют. В этом случае потребуется школьный транспортир. Конструкция большого флага может быть разной, измерение и нанесение меток может потребовать некоторого труда и максимально возможной точности. Но, ваш труд полностью окупится простотой настройки дуги, по которой антенна выводится на спутники. Обычно эта работа производится на месте постоянной установки антенны, и без предварительной настройки на земле может превратиться в мучительный, а иногда и опасный процесс.

Рисунок 1.

Если на строго вертикальной опоре угол места выставить с точностью до 1-2 градусов, то дуга будет настроена автоматически. Зеркало антенны не должно иметь вмятин и изгибов. Его, для проверки, можно положить на ровный пол или проверить на глаз на отсутствие винтообразного изгиба.

После того, как предварительный монтаж антенны выполнен, и угол места установлен, приступаем ко второму этапу настройки. Для этого устанавливаем двигатель, тарелку и конвертер. Угол наклона самой тарелки с помощью малого флага устанавливаем так, чтобы плоскость антенны была строго вертикальной, проверяем отвесом. Также, с помощью двигателя выводим антенну в положение, когда ее ось строго вертикальна. Таким образом, антенна должна быть вертикальна в двух плоскостях. Это важное условие. Следует отметить, что установка антенны на мотоподвесе значительно проще, поскольку монтажные крепления выполнены так, что антенна на трубе мотоподвеса устанавливается вертикально автоматически, если следовать инструкции по ее креплению.

Для питания двигателя можно использовать автомобильный аккумулятор или два 6-вольтовых. Можно запитать двигатель и от любого блока питания (12…18 В), который обеспечит ток не менее 500 мА. Для изменения направления вращения двигателя следует запастись двумя выключателями, которые будут подавать напряжение питания на двигатель разной полярности. Если для Вас сборка подобной схемы питания сложна, попросите сделать ее электрика или радиолюбителя, это несложная работа.

Теперь будем проверять настройку антенны строго на юг и попадание отраженного луча на конвертер. Для этого пластилином закрепляем кусочек зеркала в геометрическом центре тарелки. Зеркальце, желательно, должно быть из тонкого стекла 1-2 миллиметра и приклеено плотно к поверхности тарелки. Если работа производится без оперативного доступа к компьютеру, то из отчета программы следует предварительно сделать выписку положений солнца на небосводе на время проведения работ или частичную распечатку. Отдельно выпишите из программы точное время выхода солнца в зенит (солнечный полдень), которое указано на вкладке «Азимут на солнце». К моменту подхода солнца к зениту вы должны закончить все подготовительные работы. Разверните всю конструкцию относительно опоры на юг в сторону солнца. С помощью двигателя антенну разверните вертикально, можно проверить с помощью отвеса, если заведомо разметить вертикальную ось тарелки. Когда солнце начнет подходить к зениту, попытайтесь поймать солнечный зайчик с помощью какой-либо плоскости, куска фанеры, можно даже на ладонь, расположив плоскость вплотную под траверсой и поворачивая всю конструкцию вокруг оси опоры. Он должен попасть на траверсу, на которой крепится конвертер (Рис. 2), точно в полдень.

Рисунок 2.

Добивайтесь этого сначала поворотом всей конструкции вокруг опоры. Если вертикальная ось тарелки не отклонена от вертикали, в зените зайчик попадет на траверсу. Сразу закрепите конструкцию на опоре, чтобы она не вращалась, и сделайте, на всякий случай, метки на опоре и корпусе крепления, поскольку при случайном сдвиге вокруг оси опоры больше не удастся в этот день сориентировать антенну точно на юг, солнце уйдет из зенита. Даже если возникли проблемы с попаданием зайчика на траверсу, зафиксируйте в первую очередь ориентацию конструкции на юг, вряд ли траверса будет погнута так, чтобы не поймать зайчик максимально близко к ней. Если это произошло, то вероятнее всего, вертикальная ось антенны установлена неточно. Проверьте с помощью отвеса и отрегулируйте двигателем.

Читайте также:  Как открыть настройки динамиков

Теперь можно с помощью большого флага увеличить угол места и проверить, что зайчик попал точно в центр конвертера. Эта операция может, скорее всего, не получится. Когда солнце в зените летом, не хватит регулировки большого флага. Но, не беда, зайчик должен перемещаться строго по траверсе в сторону конвертера. Если этого не удалось добиться, значит либо нарушена геометрия антенны, либо искривлена траверса. Для дополнительной проверки геометрии тарелки можно на ее поверхности разместить несколько зеркалец и все отражения должны попасть на конвертер, если достаточно регулировки большого флага. После удачного выполнения этих операций установите точно по метке на большом флаге прежний угол места антенны и затяните болт крепления. Больше его изменять не придется. Чтобы успеть провести все операции максимально быстро, следует потренироваться до подхода солнца к зениту.

Следующий этап работы будет заключаться в настройке угла наклона тарелки с помощью малого флага. Эта регулировка предназначена для вывода антенны точно на спутник по углу места. Поскольку солнце успеет уйти из зенита, эта операция должна проводится при ориентировке антенны на ближайший западный спутник, для этой цели лучше всего подходит Hotbird. Летом солнце на его азимут (

200°) выходит минут через 40-60 после полудня. Достаточно для подготовки.

Сначала следует пояснить идею этой настройки. При наведении антенны точно на спутник, отраженный сигнал попадает на плоскость конвертера, и далее мы видим картинку на экране. Если навести антенну на спутник в тот момент, когда на его азимут выходит солнце, т.е. спутник и солнце находятся в одной вертикальной плоскости, то луч солнца, отразившись от зеркальца в геометрическом центре тарелки, попадет на траверсу крепления конвертера. Расстояние от края тарелки то точки падения зайчика можно точно рассчитать, используя данные программы и проведя простые измерения антенны с помощью обычной рулетки. Таким образом, в момент, когда зайчик оказался на траверсе, достаточно с помощью регулировки малого флага подвинуть зайчик на заранее нанесенную метку на траверсе, и все, антенна окажется точно наведенной на спутник без всяких приборов и приемников. Достаточно произвести частичную разборку антенны, не нарушая регулировок, доставить на место установки, установить на строго вертикальную опору на постоянном месте, в солнечный день направить ее на юг, как описывалось ранее, и закрепить. Вся дуга движения антенны будет автоматически отлажена, дополнительных подстроек практически не нужно. Если же в день установки нет солнца, то придется устанавливать связь с помощником и простым вращением всей конструкции на опоре поймать сигнал со спутника HotBird. При условии, что при частичной разборке двигатель не включался, или на выдвижной штанге двигателя была сделана отметка при настройке антенны на земле, сигнал с HotBird будет пойман, останется только закрепить антенну на опоре.

Для проведения расчета расстояния до точки падения зайчика (Lx на Рис.3) необходимо произвести измерения тарелки. Сначала определяется геометрический центр тарелки и отмечается мягким карандашом. Затем измеряется высота тарелки без учета отогнутых бортов (по лицевой стороне), глубина тарелки (L1), расстояние от центра тарелки до траверсы (L2) и расстояние от края тарелки до облучателя (L3).

Рисунок 3.

В качестве примера, ниже приведены размеры образца тарелки в миллиметрах:

L1 = 105,
L2 = 530,
L3 = 570,
вертикальный размер – 1140.

Далее производим расчет. Сначала рассчитываем угол φ между прямой L2 и длинным катетом, который является половиной высоты тарелки:

φ = arcsin(L1 / L2); φ = arcsin(105 / 570) = 10.6° .

В соответствии с теоремой синусов, размер отрезка Lx будет определяться по следующей формуле:

Lx = L3 × sin β / sin ά ,

ά = 90 – έ2 – φ,
β = 90 – έ1 – φ.

Углы места для солнца и спутника HotBird έ1 и έ2 определялись по таблицам программы, и на день расчета были равны:

έ1 = 61.46°,
έ2 = 31.6°;

Таким образом, ά = 46.4°, β = 16.54°. Подставляем в формулу и получаем:

Теперь отмечаем на траверсе размер Lx, и в момент выхода солнца на азимут спутника HotBird производим регулировку с помощью малого флага, добиваясь попадания центра зайчика на метку. Все, антенна направлена на спутник, регулировки затягиваем и больше не трогаем, положение конвертера отмечаем, так как его при частичной разборке придется снять. Для увеличения точности измерения можно положить тонкую деревянную рейку шириной 4-6 см между центром конвертера и началом траверсы, закрепив ее пластилином. Тогда можно устранить погрешность, набегающую за счет высоты конвертера над траверсой.

Метод прошел проверку при установке двух разных антенн, разных размеров, одна на мотоподвесе, а вторая с мотором, и показал отличный результат. Главное условие – это идеальная вертикальность опоры, аккуратность и точность измерений. Неучтенные погрешности устраняются незначительной подстройкой антенны по телевизионному сигналу. Здесь уже может понадобиться помощник и связь с ним.

Источник

Adblock
detector