Теория полярной подвески

На первый взгляд, чтобы переводить антенну со спутника на спутник с помощью полярной подвески, необходимо поворачивать ее в двух плоскостях, ведь видимая дуга геостационарной орбиты представляет собой кривую! Кроме того, необходимо поворачивать конвертор либо каким-то образом поворачивать плоскость поляризации принимаемой волны, например, с помощью магнитного поляризатора. Полярная подвеска позволяет решить обе задачи, используя единственный электродвигатель. Теория полярной подвески весьма проста. Но все же установить его не так то просто. Поэтому, если целью было просмотр фильмов, то смотрите лучше через интернет. А если дома бываете редко, то скачайте фильмы на телефон.

Представим себе, что в той же точке Т надо установить подвижную антенну. Для этого необходимо смонтировать вертикальную трубу-опору. Но антенна вращается не вокруг трубы. На трубе неподвижно закрепляется ось вращения антенны NTS'(ось полярной подвески), параллельная земной оси NS (рисунок 3). Направление этой оси в пространстве совпадает с направлением на Полярную звезду, отсюда название этой оси (полярная ось — polar axis) и самой полярной подвески. Разумеется, устанавливать ось вращения по звезде очень неудобно, да в этом и нет необходимости. Достаточно, во-первых, наклонить ось в вертикальной плоскости таким образом, чтобы ее направление составило с горизонталью угол ф, или с вертикалью — (90° —ф). Во-вторых, нужно расположить ось полярной подвески в плоскости меридиана, то есть установить ее в горизонтальной плоскости строго по направлению север-юг. Представим, что антенна вращается вокруг оси NTS'. Ничего хорошего из этого не получится: ось диаграммы направленности будет вращаться в плоскости, параллельной плоскости экватора, "поверх" спутников на ГО. Однако если наклонить антенну относительно оси вращения NTS' на угол параллакса у, то, при вращении антенны, ось диаграммы направленности уже не будет перемещаться в одной плоскости, она будет двигаться по образующей конуса. Угол полярной подвески у можно подобрать таким образом, чтобы при вращении антенны ось ДН перемещалась практически по ГО.

"Практически", потому что в общем случае точного пересечения с ГО не получается. Обусловлено это тем, что центр ГО не лежит на оси конуса. В результате, след оси диаграммы направленности вращающейся антенны на плоскости экватора представляет собой окружность, радиус которой меньше радиуса ГО. Поэтому даже идеально настроенная полярная подвеска предполагает некоторую ошибку. Однако эта ошибка очень меленькая: при наихудших условиях (на широте 45°) она составляет не более 0,4° (на рисунке ошибка утрирована). Ею можно пренебречь для антенн, у которых ширина основного лепестка диаграммы направленности больше этой величины. Этому условию соответствуют антенны диаметром менее 2 метров для работы в диапазоне 12 ГГц и менее 6 метров — в диапазоне 4 ГГц, то есть подавляющее большинство антенн, используемых для индивидуального приема. Если Вы живете в экваторе, то все это уже не важно, при строительстве деревянных домов или других сооружений, можно заранее не планировать на какую стену дома повесить антенну, тарелка будет смотреть вверх и его можно ставить прямо на крышу.

Если на антенну с полярной подвеской конвертор устанавливается таким образом, чтобы направление вертикальной поляризации у него было параллельно полярной оси антенны, то в любом положении антенны оно будет параллельно земной оси, то есть всегда будет соответствовать направлению вертикальной поляризации любого спутника. Это означает, что, при повороте антенны с полярной подвеской, поворот конвертора обеспечивается автоматически и дополнительные устройства для этого не нужны.

Таким образом, настройка полярной подвески сводится к трем регулировкам: установка полярной оси антенны на угол широты ф, разворот этой оси по горизонтали по направлению север-юг и установка угла параллакса у.