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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Ногами и руками зарядим аккумулятор 06.05.2002 Портативная электронная техника теперь так распространена, что трудно бывает уследить за уровнем заряженности батарей многочисленных устройств. Американская фирма Aladdin Power разработала действующий от нажима ногой генератор, пригодный для заряда любой портативной электроники, имеющей встроенные аккумуляторы. Это и портативные компьютеры, и сотовые телефоны, фото- и видеокамеры, карманные рации. Устройство размером с записную книжку и весом около 300 граммов дает постоянный ток 18 вольт, его мощность до 6 ватт. Хорошенько покачав ногой пять минут, можно добиться работы "севшего" ноутбука в течение примерно 20 минут. Срок не слишком большой, но машинка выручит вас, если вы застрянете где-то без источника тока. Если же вам не хочется работать ногами, можно воспользоваться ручным генератором английской фирмы Free Play. Покрутив его рукоятку всего одну минуту, можно десять минут говорить по сотовому телефону. Генератор снабжен встроенным аккумулятором, который можно заряжать как собственной мышечной силой, так и подключением к сети.

Другие интересные новости:

▪ Ультракомпактный 16-разрядный микроконтроллер MB90F455/456/457

▪ Семнадцатый спутник Юпитера

▪ Робот отыщет на Луне воду

▪ Сколько в мире компьютеров

▪ Рост человека и политические предпочтения взаимосвязаны

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Загадки для взрослых и детей. Подборка статей

▪ статья Быть лучше своей репутации. Крылатое выражение

▪ статья Почему мы ходим кругами, когда заблудимся? Подробный ответ

▪ статья Свидина. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Кварцованный металлоискатель на двух транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ремонт и применение сетевых трансформаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025