SATELLITE TRANSPORTERS

Παρουσίαση με θέμα: "SATELLITE TRANSPORTERS"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 SATELLITE TRANSPORTERS
Σε ένα δορυφόρο υπάρχουν πολλοί transponters, διαφορετικών συχνοτήτων λειτουργίας και εύρους συχνοτήτων , που επιτρέπουν την διέλευση δορυφορικών σημάτων. Για να κατανοήσουμε καλύτερα την δομή τους, ένα χονδρικό μπλοκ διάγραμμα ενός τυπικού transponter φαίνεται παρακάτω: BPF: BAND PASS FILTER HPA (High Power Amplifier) BPF: BAND PASS FILTER HPA (High Power Amplifier 100 W) ALC (Automatic Level Control)

2 ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΟΣ ΔΕΚΤΗΣ LNB : Low Noise Block (1)
Τα δορυφορικά σήματα που εκπέμπονται από τους τηλεοπτικούς δορυφόρους, μετά την απορρόφηση από την ατμόσφαιρα, τα σύννεφα και τις εκάστοτε αντίξοες καιρικές συνθήκες, καταλήγουν στην επιφάνεια της Γης, με ασθενέστατη ισχύ, της τάξεως των nW ή ακόμα και pW. Η ενίσχυση και μεταφορά τους στο δέκτη, με τον ελάχιστο δυνατό θόρυβο, αναλαμβάνει ένας ειδικός ενισχυτής με την ονομασία LNB (Low Noise Blockdown converter). Τα δορυφορικά σήματα που εκπέμπονται από τους τηλεοπτικούς δορυφόρους, μετά την απορρόφηση από την ατμόσφαιρα, τα σύννεφα και τις εκάστοτε αντίξοες καιρικές συνθήκες, καταλήγουν στην επιφάνεια της Γης, με ασθενέστατη ισχύ, της τάξεως των nW ή ακόμα και pW. Η ενίσχυση και μεταφορά τους στο δέκτη, με τον ελάχιστο δυνατό θόρυβο, αναλαμβάνει ένας ειδικός ενισχυτής με την ονομασία LNB (Low Noise Blockdown converter).

3 LNB : Low Noise Block (2) Το LNB πρέπει να βρίσκεται στο σημείο εστίασης του κατόπτρου, ώστε να δέχεται τη μέγιστη δυνατή ισχύ. Στη συνέχεια, πρέπει να ενισχύσει το σήμα, χωρίς να του προσθέσει θόρυβο, επειδή θέτει το «κατώφλι θορύβου» για ολόκληρο το σύστημα λήψης. Λιγότερος θόρυβος, σημαίνει πρακτικά περισσότερο σήμα στο δορυφορικό δέκτη. Το σήμα φθάνει με εξασθένηση μεγαλύτερη από 200 dB στους 11 GHz . Τελευταία αποστολή του LNB, είναι να υποβιβάσει τη συχνότητα που δέχεται, σε συχνότητα κατανοητή από το δέκτη. Στην πραγματικότητα, το LNB είναι ένας συνδυασμός LNA (Low Noise amplifier) και ενός Block Down Converter. Οι κοινοί τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι εκπέμπουν σαν κατερχόμενη δέσμη (downlink) προς την Γη, στην περιοχή 10, ,75 GHz την αποκαλούμενη και ως Ku Band. Η Ku Band χωρίζεται σε δύο ζώνες: την Low ( MHz) και την High ( MHz). Οι συχνότητες αυτές είναι πολύ υψηλές για να περάσουν μέσα από κοινά ομοαξονικά καλώδια, ώστε να μεταφερθούν από την κεραία ως τον δορυφορικό δέκτη. Η χρήση καλωδίου κυματοδηγού (waveguide) εκτός από δύσχρηστη, είναι και οικονομικά ασύμφορη λόγω του υψηλότατου κόστους του εν λόγω καλωδίου. Ο μίκτης συχνοτήτων συνήθως υλοποιημένος γύρω από μια δίοδο zero bias schottky, έχει δύο εισόδους (RF & LO) και μια έξοδο (IF). IF ( Intermediate Frequency - ενδιάμεση συχνότητα). Στη δορυφορική TV περιγράφει την περιοχή συχνοτήτων από 950 έως 2150 M Η z , στην οποία υποβιβάζεται το δορυφορικό σήμα, για να σταλεί στην συνέχεια στο δέκτη. Για να υποβιβάσει τη συχνότητα το LNB , έχει ένα τοπικό ταλαντωτή ( local oscillator ), ο οποίος μετατρέπει (απλή αφαίρεση συχνότητας σήματος, μείον τη συχνότητα του ταλαντωτή μέσω ενός μίκτη), το σήμα σε συχνότητες 950 έως 2150 Mhz , που μπορούν να διαχειριστούν άνετα από το υπόλοιπο σύστημα δορυφορικής λήψης (καλώδια, δέκτη). Αν του δώσουμε στην είσοδο "RF" ένα σήμα π.χ. στους MHz και στην είσοδο "LO" ένα άλλο σήμα π.χ. στους MHz, στην έξοδό "IF" θα μας δώσει το άθροισμα και την διαφορά τους: = MHz και = MHz. Από αυτά τα προϊόντα μίξης εμάς μας ενδιαφέρουν μόνο οι μίξεις διαφοράς, οπότε με ένα φίλτρο διέλευσης ζώνης στην έξοδο "IF" του μίκτη μεταξύ MHz, μπορούμε να απομονώσουμε τα αθροίσματα (τους MHz στο παράδειγμά μας εδώ) και να περνάνε μόνο οι διαφορές (τους MHz στο παράδειγμά μας εδώ). Οι συχνότητες αυτές στην συνέχεια ενισχύονται και στέλνονται στον δορυφορικό δέκτη για λήψη και αποδιαμόρφωση.

4 Η Ku Band χωρίζεται σε δύο ζώνες: την Low (10.670 - 11.900 GHz) και
IF LO IF RF                                                                                                                                                                                                       The Low noise block downconverter (LNB) diagram Οι κοινοί τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι εκπέμπουν σαν κατερχόμενη δέσμη (downlink) προς την Γη, στην περιοχή – GHz την αποκαλούμενη και ως Ku Band. Η Ku Band χωρίζεται σε δύο ζώνες: την Low ( GHz) και την High ( GHz). Οι συχνότητες αυτές είναι πολύ υψηλές για να περάσουν μέσα από κοινά ομοαξονικά καλώδια, ώστε να μεταφερθούν από την κεραία ως τον δορυφορικό δέκτη. Η χρήση καλωδίου κυματοδηγού (waveguide) εκτός από δύσχρηστη, είναι και οικονομικά ασύμφορη λόγω του υψηλότατου κόστους του εν λόγω καλωδίου.

5 Ο μείκτης συχνοτήτων συνήθως υλοποιημένος γύρω από μια δίοδο zero bias schottky, έχει δύο εισόδους (RF & LO) και μια έξοδο (IF). IF ( Intermediate Frequency ) Ενδιάμεση συχνότητα. Στη δορυφορική TV η περιοχή συχνοτήτων είναι από 950 έως 2150 MΗ z στην οποία και υποβιβάζεται το λαμβανόμενο δορυφορικό σήμα, για να σταλεί στη συνέχεια στο Δορυφορικό δέκτη (Satellite Tuner) . Για να υποβιβάσει τη συχνότητα το LNB , έχει ένα τοπικό ταλαντωτή ( local oscillator ), ο οποίος μετατρέπει (με απλή αφαίρεση συχνότητας σήματος, από τη συχνότητα του ταλαντωτή μέσω ενός μείκτη), το σήμα σε συχνότητες 950 έως 2150 Mhz , που μπορούν να διαχειριστούν άνετα από το υπόλοιπο σύστημα δορυφορικής λήψης (καλώδια, δέκτης). Amplifier S.TUNER

6 Ετσι αν του δώσουμε στην είσοδο “RF” του LNB ένα σήμα π. χ. στους 12
Ετσι αν του δώσουμε στην είσοδο “RF” του LNB ένα σήμα π.χ. στους MHz και στην είσοδο του "LO" ένα άλλο σήμα π.χ. στους MHz, , τότε στην έξοδό "IF”, η έξοδος του μείκτη θα μας δώσει το άθροισμα και την διαφορά τους: = MHz και = MHz. Από αυτά τα αποτελέσματα μίξης εμάς μας ενδιαφέρουν μόνο οι μίξεις διαφοράς. Mε ένα φίλτρο διέλευσης ζώνης στην έξοδο "IF" του μείκτη μεταξύ MHz, μπορούμε να απομονώσουμε τα αθροίσματα (τους MHz στο παράδειγμά μας εδώ) και να περνάνε μόνο οι διαφορές τους, MHz στο παράδειγμά μας. Οι συχνότητες αυτές στην συνέχεια ενισχύονται και στέλνονται στον δορυφορικό δέκτη για λήψη και αποδιαμόρφωση.

7 LNB :"Universal LNB" Τα "Universal LNB", δέχονται συχνότητες από 10,7 - 12,75 GHz (όλη την Ku Band δηλαδή, Low και High frequency) σε οριζόντια ή κάθετη πόλωση. Αλλάζοντας την τάση τροφοδοσίας που στέλνει ο δορυφορικός δέκτης (δ.δ) στο Polarize του LNB, μεταξύ 13/18 VDC, το LNB "καταλαβαίνει" και αλλάζει την επιθυμητή πόλωση λήψης (13V=Κάθετη , 18V=Οριζόντια). Ομοίως, αν σταλεί από τον (δ.δ) η τάση διαμορφωμένη με ένα σήμα 22kHz, το LNB "καταλαβαίνει" ότι πρέπει να δουλέψε στην High Band , ενώ χωρίς αυτό στην Low band. Το μπλοκ διάγραμμα ενός τέτοιου τυπικού LNB φαίνεται στο σχήμα της επόμενης διαφάνειας.

8 The operating procedure of the LNB – The simple diagram
Vertical pin The diagram shows the input waveguide on the left which is connected to the collecting feed or horn.  As shown there is a vertical pin through the broad side of the waveguide that extracts the vertical polarisation signals as an electrical current.  The satellite signals first go through a band pass filter which only allows the intended band of microwave frequencies to pass through.  The signals are then amplified by a Low Noise Amplifier (LNA) and thence to the Mixer.    Vertical Pin :για να αναγνώριση πολικότητας του σήματος Band Pass Filter : BPF

9 These are the ones of interest.
At the Mixer, all that has come through the band pass filter and amplifier stage is severely scrambled up by a powerful local oscillator signal to generate a wide range of distorted outpdut signals.  These include additions, subtractions and multiples of the wanted input signals and the local oscillator frequency.    Amongst the mixer output products are the difference frequencies between the wanted input signal and the local oscillator frequencies.  These are the ones of interest.   The second band pass filter selects these and feeds them to the output L (Low 0,950 GHz - 2,150 GHz) band amplifier and into the cable.  Typically the output frequency = input frequency - local oscillator frequency.  In some cases it is the other way round so that the output frequency = local oscillator frequency - input frequency.  In this case the output spectrum is inverted. Scrambled up : Αναρριχητής συχνότητας πάνω

10 The operating procedure of the LNB – The complex diagram
RF LO IF Ένα μικρό κομμάτι κυματοδηγού στην είσοδο του LNB δέχεται την συγκεντρωμένη δέσμη της Ku Band από το κάτοπτρο. Μέσα στο κυματοδηγό βρίσκονται δύο μονόπολα μήκους λ/4 σε κάθετη διάταξη μεταξύ τους (90 μοίρες), ένα για κάθε πόλωση: οριζόντια / κάθετη (1). Το σήμα που λαμβάνεται από κάθε πόλωση, οδηγείται σε ξεχωριστά LNA (Low Noise Amplifiers, ενισχυτές χαμηλού θορύβου), ένα για κάθε πόλωση (2). Τα συγκεκριμένα LNA είναι υλοποιημένα με GeAsFET και δεν λειτουργούν ποτέ ταυτόχρονα. Ανάλογα με ποια πόλωση επιθυμούμε να λαμβάνουμε, ενεργοποιείται το αντίστοιχο LNA και επιτρέπει την διέλευση του σήματος, το οποίο και ενισχύει ταυτόχρονα. Αυτή η πρακτική μας γλυτώνει από την χρήση RF switches οι οποίοι για να μας δώσουν >25 dB απομόνωση που απαιτείται όσον αφορά την απομόνωση οριζόντιας / κάθετης πόλωσης, κοστίζουν ιδιαίτερα για υψηλές συχνότητες όπως αυτές της Ku Band. Στη συνέχεια, η επιλεγμένη και ενισχυμένη πλέον πόλωση, ενισχύεται ξανά από ένα δεύτερο LNA(3), έπειτα φιλτράρεται από ένα φίλτρο διέλευσης ζώνης για την Ku Band (Band Pass Filter)(4) και οδηγείται σε ένα μίκτη συχνοτήτων(7). Ο μίκτης συχνοτήτων συνήθως υλοποιημένος γύρω από μια δίοδο zero bias schottky, έχει δύο εισόδους (RF & LO) (μέσω coupler (6)) και μια έξοδο (IF). Αν του δώσουμε στην είσοδο "RF" ένα σήμα π.χ. στους MHz και στην είσοδο "LO" ένα άλλο σήμα π.χ. στους MHz, στην έξοδό "IF" θα μας δώσει το άθροισμα και την διαφορά τους: = MHz και = MHz. Από αυτά τα προϊόντα μίξης εμάς μας ενδιαφέρουν μόνο οι μίξεις διαφοράς, οπότε με ένα φίλτρο διέλευσης ζώνης (BSF) στην έξοδο "IF" του μίκτη μεταξύ MHz, μπορούμε να απομονώσουμε τα αθροίσματα (τους MHz στο παράδειγμά μας εδώ) και να περνάνε μόνο οι διαφορές (τους MHz στο παράδειγμά μας εδώ). Οι συχνότητες αυτές στην συνέχεια ενισχύονται(9) και στέλνονται στον δορυφορικό δέκτη για λήψη και αποδιαμόρφωση (11). Η μονάδα (10) είναι ο controller των καταστάσεων και τροφοδοσίας του LNB (πολύ καλό στα Ελληνικά !!!!!!!)

11 Examples of input frequency band, LNB local oscillator frequency and output frequency band are shown below. Input frequency band from satellite waveguide Input band GHz Local Oscillator (LO) frequency Output L band into cable. Comments C band 5.15 inverted output spectrum " 5.75 5.95 Ku band 9.75 10 Invacom SPV-50SM 10.5 10.25 10.75 Invacom SPV-60SM 11.3 Invacom SPV-70SM 10.6 Ka band 18.25 18.75 19.25 19.75

12 More complex LNBs exist, particularly for satellite TV reception where people wish to receive signals from multiple bands, alternative polarisations, and possibly simultaneously. LNBs TYPES 1. Dual-band LNBs These will typically have two alternative local oscillator frequencies from LO, for example 9.75 GHz and 10.6 GHz with the higher frequency option selected using a 22 kHz tone injected into the cable.  Such an LNB may be used to receive GHz using the lower 9.75 GHz LO frequency, or the higher band GHz ,using the higher 10.6 GHz HI frequency. (FAQ for LNB / LNBF) 2.Dual polarisation LNBs The LNB shown above (in the table) has one wire going into the waveguide to pick up vertical polarisation.  If the input waveguide is circular is can support two polarisations and it can be arranged for there to be two input probes at right angles, thus allowing two alternative polarisations to be selected (vertical or horizontal), either one or the other.  Dual polarisation LNBs may commonly be switched remotely using two alternative DC supply voltages.  e.g. 13 volts makes it receive vertical polarisation and 18 volts make it receive horizontal polarisation.

13 3. Dual/twin/quad/octo LNBs
An LNB with a single feedhorn but multiple outputs for connection to multiple tuners (in separate receivers or within the same receiver in the case of a twin-tuner PVR receiver). Typically, two, four or eight outputs are provided. Each output responds to the tuner’s band and polarization selection signals independently of the other outputs and "appears" to the tuner to be a separate LNB. Such an LNB usually may derive its power from a receiver connected to any of the outputs. Unused outputs may be left unconnected (but waterproofed for the protection of the whole LNB). Note: In the US, an LNB with two outputs is termed a "dual LNB" but in the UK, the term "dual LNB" historically described an LNB with two outputs, each producing one polarisation only, for connection to a multiswitch (the term and the LNBs fell out of use with the introduction of the universal LNB and the multiswitch equivalent, the quattro LNB - see below) and today "dual LNB" (and "dual feed") describes antennas for reception from two satellite positions, using either two separate LNBs or a single Monoblock LNB with two feedhorns. In the UK, the term "twin-output LNB", or simply "twin LNB", is usually used for an LNB with a single feedhorn but two independent outputs.[3] An eight-output Octo LNB

14 7610 TELEVES LNB quad 4 outputs for 4 receivers [S-LNBTEL77610quad]  75,63€ 
ΚΑΙ WORD FILE : Quad ή Quattro LNB from folder LNB!!! Υπολογισμοι παραμετρων κεραιας ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ !!!!!!!

15 Dual Band Universal ku band twin LNB
Specifications: Two polarizations (H,V ) in the same frequency ITEM LK21A Input RF Frequency Range Low Band: GHz; High Band: GHz Output Frequency Range Low Band: MHz; High Band: MHz Noise Figure 0.5dB(TYP)   1.0dB(max) Conversion Gain Output Power 0dB (Min.) Output Return Loss 8.0dB(2.3:1) F/D Ratio 0.6 Input Reflector Type Offset Image Rejection 40 dB (Min.) Cross Pol. discrimination 20 dB (Typ.) Gain Flatness  4.5dB(Over Band ) L.O. Frequency Low Band: 9.75GHz; High Band: 10.75GHz L.O. Stability  +60°C L.O. Phase Noise -40dBc/Hz (1kHz Offset) -60dBc/Hz (10kHz Offset) -80dBc/Hz (100kHz Offset) Polarization Selection V : 11~14V DC; H : 16~19V DC D.C. Current Consumption  150mA(TYP)  180mA(Max) Output Connector  75ΩF type female Operating Temperature  -30 °Cto +60 °C Dimension 60*100*125 mm     Carton Size/ Quantity 52*32*27 cm      /   50  PCS

16 LINKS AND SITES Υπολογισμοι παραμετρων εγκατάστασης κεραιας (καλο)