Расчет параметров ориентации спутниковой антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны. Измерения, настройка, согласование

 Комментарии к статье

В статье предложены алгоритм и программа расчета параметров угла места и азимута, необходимых для ориентации антенны на геостационарный спутник-ретранслятор телевизионных программ.

Перед установкой антенны необходимо выбрать спутник - источник сигнала, уточнить его название и орбитальную позицию, выбрать передатчик с конкретной частотой. Эту информацию можно найти в Интернете, в частности автор пользуется информацией, размещенной на сайте [1].

Возможности вычисления угла места и азимута ориентации антенны предоставляют ряд компьютерных программ, в основном коммерческих, например Satellite Antenna Alignment, SatHunter, SMW Link, SatMF. Но не все программы позволяют вычислить магнитный азимут, зная который, можно использовать такой несложный инструмент ориентации антенны, как компас. По мнению автора, это один из самых простых способов установки антенны. Но для этого необходимо знать и учитывать местное магнитное склонение.

Вычисления выполняют по следующему алгоритму:

1 Расчет угла места:

где m - частное радиусов геостационарной орбиты и экватора Земли; А - широта места приема; В - разность долгот места приема и подспутниковой точки.

Эта формула дает значение геометрического угла места без учета влияния атмосферы Земли. Это влияние (рефракция) особенно велико для малых значений угла места.

2. Поправка угла места на рефракцию при распространении сигнала от спутника В практике ориентации антенн ее целесообразно учитывать для значений угла места меньше 30°:

градусы, уточненное значение угла места.

3. Расчет географического азимута:

4. Расчет магнитного азимута:

Наиболее сложно определить местное магнитное склонение. Известно, что географический и магнитный полюсы Земли не совпадают. Магнитный азимут направления на географический северный полюс и есть местное магнитное склонение. Для всей европейской части России местное магнитное склонение положительно. Определить его для точки с конкретными географическими координатами можно, в частности, используя сайты [2] и [3]

На основании вышеизложенного написана программа на языке Visual Basic 6.0 для подсчета угла места установки и нацеливания антенны на конкретный спутник, а также для расчета азимута ее установки. Также, для удобства пользователя, в случае необходимости уточнения местного магнитного склонения проводится расчет магнитного азимута установки антенны. Математическая часть, после соответствующей доработки, использована из книги [4].

Исходные данные для расчета:

-    позиция спутника на геостационарной орбите;
-    географические координаты места приема;
-    местное магнитное склонение.

С программой работают так:

1. Запускают исполняемый файл программы Caljnst Ant v1.4-2.exe. На рабочем столе появляется окно программы показанное на рисунке. При первом запуске программы все исходные параметры расчета равны нулю, а разделы результатов вычислений показаны серым шрифтом.

2.    Вводят значение долготы подспутниковой точки для конкретного спутника (орбитальная позиция спутника на геостационарной орбите).

3.    Вводят географические координаты точки приема (места установки антенны). Координаты можно определить по навигатору спутниковой системы ГЛО-НАСС или иной аналогичной, а при его отсутствии - по географической карте.

4.    В случае использования компаса необходимо знать местное магнитное склонение. Для этого включаем опцию учета магнитного склонения с помощью нажатия на кнопку "Учитывать магнитное склонение". Далее при нажатии на кнопку "Уточнить" программа сама автоматически соединяется через Интернет с сайтом [2]. передает ему координаты места приема и считывает результаты вычислений в соответствующее окно. Для этого программа использует функции браузера Internet Explorer. Для контроля работы программы рекомендуется поставить галочку "Показывать процесс запроса магнитного склонения". Если программа не сможет правильно взаимодействовать с сервером сайта [2] (например, если на компьютере установлен другой браузер), то можно на сайте [2] вручную заполнить форму для значений долготы (Longitude) и широты (Latitude) места приема, после чего надо нажать на кнопку "Compute Declination". Сервер сайта вычислит магнитное склонение, которое вручную переносят в окно программы.

5. Нажимают на кнопку "Расчет", после чего программа вычислит угол места и азимут, значения которых будут выведены в соответствующие окна. Для примера на рисунке показано окно программы для расчета ориентации антенны на спутник Eutelsat W4/W7 (долгота 36°) в месте жительства автора.

В программе предусмотрена возможность распечатки исходных данных и результатов расчета на системном принтере нажатием на кнопку "Печать", а также сохранения их в текстовый файл Callnst Ant.txt нажатием на кнопку "Сохранить". Этот файл программа создает автоматически при первом запуске, а при последующих запусках добавляет информацию в его конец. Пользователь может посмотреть этот файл в любом текстовом редакторе, например, в программе "Блокнот", и удалить данные, которые больше не нужны.

При повторном запуске программа выводит предыдущие исходные данные, которые она сохраняет в файле Cal lnst_ Ant.ini. Это очень удобно, особенно при работе в одной и той же местности, так как ее географические координаты и магнитное склонение нужно вводить только один раз. При последующих запусках программы они автоматически выводятся в соответствующих окнах.

Программа содержит справочный файл Cal lnst Ant v1.4.2.chm, который можно запустить как из программы командой меню "Справка", так и отдельно от нее. Этот файл содержит инструкцию по работе с программой и таблицу географических координат и значений магнитного склонения для ряда крупных городов России.

Если рассчитанный угол места меньше нуля, то спутник не виден из выбранного места приема. Эта проблема особенно проявляется для высоких широт, при этом наблюдаемая часть геостационарной орбиты значительно сокращается

В случае, когда затруднительно воспользоваться компасом из-за мешающего влияния металлоконструкций, можно определить направление на север по Солнцу, как описано в статье [5].

Работа программы проверена для северной широты и восточной долготы места приема.

Программу можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/spant.zip.

Литература

1. LyngSat - lyngsat.com
2. NOAA NATIONAL GEOPHYSICAL DATA CENTER.
3. Magnetic declination calculator.- geomag.nrcan.gc.ca apps mdcal-eng.php
4. Стивенсон Д. Спутниковое ТВ. Практическое руководство: Пер. с англ. - М.: ДМ К 1 Пресс, 2001.
5. Давиденко А. Указатель азимута антенны на герконах - Радио, 2008. № 8 с. 55-57

Автор: В. Беляев

Смотрите другие статьи раздела Антенны. Измерения, настройка, согласование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Солнечно-ветряная электростанция станет самым высоким сооружением в Америке 01.06.2014 Власти города Сан-Луис американского штата Аризона разрешили строительство необычной солнечно-ветряной электростанции, которая обещает стать одновременно самым высоким зданием на всем континенте. Проект будет реализовывать компания Solar Wind. По информации компании, средняя мощность электростанции будет составлять 435 МВт·ч. При этом в летний сезон станция сможет производить в 3 раза больше энергии. Башня из бетона диаметром порядка 370 м и высотой 686 м будет размещена в пустыне, где средняя температура воздуха составляет более 40°С в летние месяцы. По замыслу инженеров, в верхней части башни будут установлены распылители воды, которые помимо своей главной функции будут также защищать сооружение от перегрева. Воздух с распыленными частицами воды будет опускаться с огромной скоростью вниз. В нижней части сооружения будут расположены турбины, которые под влиянием воздушного потока смогут вырабатывать электрическую энергию. Власти города уже дали согласие на поставку компании воды в количествах, нужных для постоянного распыления. Возведение электростанции-небоскреба начнется не позднее 2018 г.

Другие интересные новости:

▪ Белые медведи вдохновили на создание плаща-невидимки

▪ Робот Emo улыбается одновременно с человеком

▪ Лифт в космос

▪ Умный пластырь для лечения диабета

▪ Измерение сверхмалой гравитации

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Подборка статей

▪ статья Пегас. Крылатое выражение

▪ статья Что такое воздух? Подробный ответ

▪ статья Жимолость татарская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Управление галогенными лампами 12 вольт при помощи диммера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фильтр переменной крутизны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026