Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 1

SATELLIETTELEVISIE ENSATELLIETTELEVISIE EN -RADIO ONTVANGST-RADIO ONTVANGST

De parabolische reflector

ONTVANGSTTECHNIEK VIA SATELLIET

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 2

De parabolische reflector

Waarom? cm-golven hebben de eigenschappen van licht komen quasi evenwijdig maar enorm verzwakt op aarde een methode vinden om de signalen PASSIEF (=zonder elektronica) te versterken scheiden van de gewenste uit de niet gewenste signalen

Alleen de parabolische reflector voldoet hieraan: De evenwijdigesignalen worden in de reflector teruggekaatst naar één brandpunt!

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 3

Reflector gebaseerd op parabolische bundeling.

Selecteren van de gewenste en vermijden van de ongewenste signalen.

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 4

De wiskundige vergelijking van de parabool:

x = y²/4F

Met:F: brandpuntsafstandf: brandpuntD: diameter van de paraboolF/D verhouding bepaalt de diepte

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 5

Definities van de parabolische reflector

De stralingshoek De versterking Het rendement De openingshoek De effectieve oppervlakte De ruisopbrengst

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 6

De hoek is de stralingshoek van de reflector en moet overeen-stemmen met de stralingshoek van het element dat in het brand-punt van de parabool komt.

De stralingshoek

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 7

De versterking

G = 10 log ( Df/c)² = 10 log (D/)² = 20 log D/ in dBi.

 

      G: relatieve versterking (dBi) (relatief t.o.v. isotrope antenne)      D: diameter van de parabolische reflector (m)      F: frequentie van de opgevangen golf (Hz)      : golflengte (m)      c: lichtsnelheid = 298 106 m/s      S: oppervlakte van de parabool

Belangrijk besluit:Belangrijk besluit:De versterking is recht evenredig met de diameter van de reflector De versterking is recht evenredig met de diameter van de reflector en de signaalfrequentie.en de signaalfrequentie.

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 8

Het rendement van de reflector

Van een perfecte reflector is het rendement = 100%.Hiervoor moet het mechanisch oppervlak van de reflector zeer precies overeenkomen met de wiskundige parabolische vergelijking.

Van zodra het mechanisch oppervlak niet overeenkomtmet het meetkundig oppervlak worden de signalen gede-focuseerd in het brandpunt en daalt de versterking.Signalen die op oneffenheden terechtkomen worden in andere richtingen weerkaatst.

G = 10 log ( Df/c)² = 10 log ( D/)² (dBi).

Typisch rendement = 0,5 tot 0,65

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 9

De openingshoek van een reflector

 

‘De openingshoek is de hoek tussen twee punten van het stralingspatroon waar de vermogenopbrengst de helft is van de maximale waarde. Ze worden de half-power-points genoemd of de –3dB punten.’

Definitie:

Totale openingshoek in °

-3dB = 70 /D = 20,86.109 /fD

Formule:

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 10

Effectieve reflector oppervlakte

Wordt bij sommige berekeningen vereist

= het theoretisch oppervlak x rendement

In de formule voor het berekenen van de versterking G moet het rendement weggelaten worden. Het rendement moet slechtséénmaal toegepast worden!

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 11

Ruisopbrengst van de reflector

De opgevangen grondruis wordt door de convertor omgezet in een elektrisch ruisvermogen.

Is afhankelijk van de helling (elevatie) van de reflector.

Zal bij de berekening een zeer belangrijke negatieve rol spelenbij de signaal/ruis verhouding.

Kosmische ruis heeft weinig invloed op de ontvangst:is niet evenwijdig gebundeld en bereikt daardoor het brandpunt niet!

Het ruisvermogen P = k T B (W) = 10 log k T B (dBW)

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 12

Bij reflectoren wordt ruisinvloed uitgedrukt in ruistemperatuur in K

Is afhankelijk van: De grootte van de reflector in m De elevatiehoek waarmee de reflector naar het heelal kijkt.

Ruistemperatuur van reflectoren met verschillende diameter voor toepassing in de Ku-band (12GHz), uitgedrukt in K.

Diameter D (m) Versterking G (dBi)

Openingshoek (°) Ruist° (K) f(elev )

10° 20° 30°

0,6 36,1 2,90 140 80 60

1,8 45,6 0,97 51,7 40,1 36,1

3 50 0,58 28

3,7 51,9 0,45 23

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 13

Types reflectoren

Prime focusOffset

GregoryCassegrain

enkelvoudige reflector systemen

meervoudige reflector systemen

Elk type heeft zijn eigen voor en nadelen!

SpeciaalDe sferische reflector (wordt niet meer toegepast)

Satelliet technologie De reflector HS/V1-2002 14

Prime focus reflector

Offset reflector

Meervoudige reflector systemen