Устройство искусственных спутников Земли

Идея спутниковой связи зародилась ещё в 1945 году. Артур Кларк, в последствии ставший известным писателем фантастом, предположил, каким станет устройство спутников. И только по истечении ещё 12 лет стал возможным запуск первого искусственного спутника Земли. В 1957 году 4 октября в СССР стартовал простейший спутник – 1 (ПС -1). Маячок – радиопередатчик с частотой в диапазоне 27 Мгц был помещён на спутник для контроля полёта ИСЗ (искусственного спутника земли). Устройство первого спутника представляло собой простейший аппарат с двумя радиомаяками, с помощью которых производились замеры траектории полёта. Многие радиолюбители по всему миру, в течении двух недель, ловили простые сигналы ПС – 1 на свои радиоприёмники и весь мир следил за новостями о его перемещении в космосе. Его полёт длился 92 дня, облетев вокруг земли 1440 раз.

В наши дни 944 аппарата постоянно перемещаются на околоземных орбитах, из них 95 российских спутников. Спутники выполняют разные задачи: метеорологические исследования, военные, научно – исследовательские и другие. Для передачи телевизионного сигнала на территорию России 25 мая 2000 года был запущен специальный спутник - EUTELSAT W4. Современный спутник был выпущен во Франции по идее российских разработчиков. Он осуществляет передачу сигнала спутникового интернета, вещания российских спутниковых систем НТВ плюс и Триколор, а также ретранслирует зарубежные каналы. Его лучи охватывают территорию от Западной Сибири до Балтийского моря (Естония, Латвия) через территорию Украины и Белоруссии, захватывает часть территории Африки и Европы.

Принцип работы и устройство спутников телевидения. Сигнал телевидения высокой частотности излучается по направлению к спутнику, который передвигается на орбите, удалённой на 35875 км от экватора. Интересен факт, что все спутники этой орбиты двигаются синхронно передвижению земли. Именно поэтому наблюдателям с земли эти спутники кажутся зависшими в пространстве. Так как отслеживать перемещение спутника нет необходимости, приём его программ значительно облегчён. Сигнал со спутника передаётся в нескольких поляризациях. Поляризация - это свойство радио сигнала различать сигналы похожих частот, передавая большее количество сигналов в пределах заданной полосы. Линейная поляризация проходит вертикально, горизонтально, круговая – влево, вправо. Поэтому для правильного подбора конвертера необходимо знать, в какой поляризации происходит передача сигнала.

Разберём более подробно, как осуществляется спутниковое вещание. С земли на спутник посылается видео, аудио сигнал или другие данные (например, интернет). Достигнув спутника, этот сигнал начинает вещать в заданном направлении и частоте, выполняя функцию ретранслятора. Сигнал передаётся специальными передатчиками – трансподерами. Сигнал улавливает спутниковая антенна на земле, обрабатывается через ресиверы (специальные приёмники) и передаётся на телевизор, компьютер и т.д. Большинство спутников способны передавать телефонную и другие виды связи. Они распределяют сигналы с помощью меж спутниковых каналов и передают на приёмные станции на земле с непосредственным осуществлением вещания. Спутник является многоканальной системой. Сигналы, полученные с земли через приёмные устройства, обрабатываются, усиливается частота излучения.

Телевизионные спутниковые системы имеют семь диапазонов частот, но для самого спутникового вещания используются интервалы в С и Кu диапазонах. С диапазон имеет частоту 3,5 – 4,2 ГГц, а в Кu диапазоне 10,7- 12,75 ГГц. Поэтому для восприятия С и Кu частот используются разные конвертеры. Чтобы разные наземные станции могли воспринимать одни и те же частоты используется пространственное и поляризованное разделение. Если каждая антенна спутника принимает сигнал с конкретной области, а области могут использовать одну и ту же частоту, то такое разделение называется пространственным. Если приём и передача сигнала находится во взаимно перпендикулярных плоскостях и одни и те же частоты применяются дважды для каждой плоскости, то такое разделение будет поляризованным.

Преимуществом вещания через спутник перед обычной телевизионной антенной в том, что качество изображения сигнала практически всегда высоко, не уступая качеству формата DVD. А вещание со спутника в формате HDTV (High Definition Television) даже его превосходит. Тогда как изображение с обычной антенны часто бывает искажённым и с помехами. Существенная разница и в предложении количества телевизионных каналов. Местный телецентр способен передавать сигнал до 15 каналов, тогда как спутниковое телевидение, имеет возможность просмотра тысячи и более телевизионных, радио каналов со всего мира.