Зачем нужны конвертер
и облучатель?

Спутниковый облучатель — это устройство, которое выполняет роль вторичной антенны: принимает сигнал, отраженный от рефлектора (зеркала) антенны, и доставляет этот сигнал к приемному зонду (штырю) конвертера, который преобразует электромагнитные волны в электрический сигнал — переменное напряжение или ток. В индивидуальных системах для приема спутникового телевидения используются спутниковые облучатели в виде открытого конца волновода с дроссельным фланцем.

Собственно конвертер выполняет несколько функций. Во-первых, он усиливает принимаемый сигнал. Это необходимо для компенсации потерь в кабеле, соединяющем антенну со спутниковым приемником (ресивером). Спутниковый ресивер, как и любой другой приемник, вносит в принимаемый сигнал собственные шумы. Мощность этих шумов постоянна, поэтому, чем больше мощность сигнала на входе, тем меньше доля шумов в выходном сигнале. Спутниковый сигнал, принимаемый антенной, и так очень слабый, а на пути от антенны к ресиверу он ослабляется в кабеле в несколько десятков и даже несколько сотен раз. Поэтому необходимо усилить его сразу, еще до кабеля, чтобы ресивер работал уже с относительно сильным сигналом. Разумеется, конвертер, усиливая сигнал, вносит в него собственные шумы. Желательно, чтобы они были как можно меньше. Поэтому при изготовлении конвертеров используются специальные электронные компоненты и схемотехнические решения, благодаря которым собственные шумы конвертера минимальны.

Вторая функция конвертера — преобразование частоты (to convert-преобразовывать). В спутниковом телевидении используются два частотных диапазона: C-Band ("си бэнд", 3400-4200 МГц) и Ku-Band ("кей-ю бэнд", 10700-12750 МГц). Конвертер переносит спутниковый сигнал из диапазона С или Ки в так называемый L-диапазон (L-Band, 950-2150 МГц). Преобразование «убивает сразу двух зайцев». Во-первых, на частотах L-диапазона затухание в коаксиальном кабеле намного меньше, чем в диапазоне С и, тем более, диапазоне Ки. Поэтому преобразование уменьшает потери сигнала в кабеле. Во-вторых, выходные сигналы конвертеров С-диапазона и Ки-диапазона находятся в одном и том же диапазоне L. Это позволяет использовать для приема С- и Ки-диапазонов одни и те же приемники (ресиверы), а также антенные переключатели и другие устройства, включаемые между антенной и ресивером. Поэтому, конвертор это таккая же необходимая вещь в спутниковой связи, как пилка при наращивание ногтей.

Для переноса частоты сигнала из С или Ки в L- диапазон в конвертере используется гетеродин — генератор радиосигнала стабильной частоты. С помощью нелинейного устройства — смесителя — из входного сигнала и сигнала гетеродина получается третий сигнал, частота которого равна разности частот первых двух сигналов. В конвертерах диапазона С всегда используется гетеродин с частотой 5150 МГц. Выходная частота конвертера получается, как разность частоты гетеродина и частоты входного сигнала. Напомним, входной сигнал диапазона С занимает полосу частот 3400-4200 МГц. После преобразования получаем:
5150-4200=950 МГц — нижняя частота на выходе
5150-3400=1750 — верхняя частота на выходе
Можно заметить, что после преобразования сигнал с большей частотой становится сигналом с меньшей частотой и наоборот. Это явление называется «инверсией спектра».

В диапазоне Ки, наоборот, частота гетеродина вычитается из частоты спутникового сигнала. В Ки диапазоне имеется еще одна особенность. Дело в том, что ширина Ки-диапазона равна 12750-10700=2050 МГц или 2.05 ГГц. А ширина L-диапазона — 2150-950=1200 МГц, то есть всего 1.2 ГГц. Отсюда следует, что перенести сигналы всего Ки-диапазона в L-диапазон при помощи одного гетеродина невозможно. Либо конвертер изготавливается с одним гетеродином и перекрывает только часть Ки-диапазона, либо в конвертере имеются два гетеродина и спутниковый сигнал переносится в L-диапазон «по частям»: либо нижняя часть диапазона, либо верхняя. К первому типу относятся конверторы, используемые в системах «НТВ-Плюс». Они имеют один гетеродин с частотой 10750 МГц. Соответственно, диапазон входных частот такого конвертера:
10750+950=11700 МГц
10750+2150=12900 МГц

Однако на самом деле частоты выше 12750 МГц в диапазоне Ки не используются, поэтому реальный рабочий диапазон конвертера 1 1700-12750 МГц. Использовать такой конвертер для приема сигналов, частоты которых ниже 11700 МГц, нельзя (это, например, сигналы спутника Amos-14° з. д., сигналы Ки диапазона всех спутников «Экспресс», «Ямал», значительная часть каналов спутников Hot Bird 13° в. д. и др.).

Ко второму типу конверторов относятся так называемые «универсальные» конвертеры. У них два гетеродина — с частотами 9750 и 10600 МГц. Первый обеспечивает работу в диапазоне:
от 9750+950=10700 МГц
до 9750+2150=11900 МГц
Второй гетеродин перекрывает верхнюю часть Ки-диапазона: от 10600+950=11550 МГц до 11600+2150=12750 МГц

Для переключения диапазонов используется электронный ключ, который подключает к смесителю тот или иной гетеродин. Ключ управляется от ресивера специальным сигналом — прямоугольными импульсами с частотой 22 кГц и размахом 0.6В, которые добавляются к напряжению питания конвертера. Когда в меню ресивера «установка антенны» указан конвертер типа «универсал», сигнал 22 кГц включается ресивером автоматически, если частота спутникового сигнала больше 11700 МГц.

Третья функция конвертера — переключение поляризации. Чтобы максимально эффективно использовать выделенные для спутникового телевидения частотные диапазоны, спутниковые каналы разделяются не только по частоте, но и по поляризации — часть каналов передаются горизонтально поляризованными радиоволнами, а часть — вертикально поляризованными. «Вертикальное» и «горизонтальное» направление определяется относительно земной оси и экватора, в конкретной точке земной поверхности они разные для каждого спутника. Если конвертер повернуть так, что приемный штырь (зонд) будет расположен по направлению вертикальной поляризации, он будет принимать только сигналы с вертикальной поляризацией и не будет возбуждаться волнами с горизонтальной поляризацией. Поэтому сигналы в разных поляризациях могут существовать на близких (и даже одинаковых) частотах, не мешая друг другу. Это обстоятельство позволяет «дважды» использовать частотный диапазон, разместить в нем вдвое больше спутниковых каналов, чем при использовании одной поляризации. Однако, чтобы принимать сигналы и с той, и с другой поляризацией, было бы очень неудобно каждый раз механически поворачивать конвертер на 90 градусов. Раньше для этого использовались дополнительные внешние устройства — механические и магнитные поляризаторы. В механическом поляризаторе механически (с помощью моторчика) поворачивается приемный штырь конвертера. В конвертере с магнитным поляризатором приемный штырь остается неподвижным, но изменяется направление поляризации волны, проходящей через намагниченный ферритовый стержень. Для подключения обоих этих устройств от ресивера к антенне необходимо прокладывать отдельные провода, что очень неудобно. В современных конвертерах просто устанавливаются два приемных штыря под углом 90 градусов друг к другу — один для приема сигналов с вертикальной поляризацией, другой — с горизонтальной. На смеситель поступает сигнал только от одного из штырей. б) в) Для переключения используется электронный ключ, который управляется от ресивера специальным сигналом — изменением напряжения питания конвертера с 13 В (вертикальная поляризация) 13/18 В до 18 В (горизонтальная поляризация). Таким образом, когда пользователь в меню поиска каналов переключает поляризацию, физически переключается напряжение питания конвертера. Итак, к ресиверу от конвертера поступает радиочастотный сигнал. По тому же кабелю в обратном направлении поступает постоянный ток для питания электроники конвертера, кроме того, две управляющие команды: 13/18 В для переключения поляризации и 22 кГц для переключения гетеродинов.