Dragoslav Dobričić: Satelitska TV - demistifikacija jednog sna (6).

LETEĆI VO NA RAŽNJU

Sateliti za radio i TV difuziju predstavljaju jednu posebnu grupaciju zbog svoje specifične namene, koja sa svoje strane diktira specifične tehničke karakteristike satelita koji se koriste u te svhe.

Jedna od osnovnih karakteristika satelita za TV i radio difuziju je da oni moraju biti u geostacionarnoj orbiti, kako bi, gledano sa zemlje, bili nepokretni, tj. "visili" nad unapred određenim geografskim područjem. Na ovaj način se omogućava da određeni satelit usmeravanjem svojih emisionih antena pokriva tačno unapred određeno geografsko područje.

Zavisno od površine područja koje satelit pokriva radio i TV programima, kao i od broja tih programa, zavisi i snaga kojom predajnik na satelitu mora da emituje.

Naravno, snaga predajnika mora biti tako određena da, uzevši u obzir sve napred rečeno, na datoj teritoriji obezbedi takav nivo elektromagnetnog polja da signal primljen sa uobičajenom opremom za prijem SAT TV programa bude upotrebljiv.

Restrikcije struje

Jedan od najvećih problema sa kojim se u eksploataciji satelita susrećemo jeste obezbeđivanje dovoljne količine električne energije za napajanje elektronskih uređaja na njemu. Zbog ovoga svi sateliti neposredno posle dolaska na predviđenu orbitu razvijaju panele sa sunčanim ćelijama velike površine koji, pretvarajući sunčevu svetlost u električnu struju, obezbeđuju potrebnu energiju za rad svih uređaja na satelitu.

Pošto osunčanost panela nije konstantna već se menja u dosta širokim granicama, zavisno od ugla pod kojim Sunce obasjava panele, kao i zbog povremenog ulaska satelita u Zemljinu senku, potrebno je da sateliti budu snabdeveni električnim akumulatorima koji u tim periodima obezbeđuju razliku u potrebnoj i dostupnoj energiji iz sunčanih ćelija. O optimalnoj preraspodeli ovog ograničenog resusrsa brinu se računari na satelitu ili na Zemlji koji po posebnom programu regulišu potrošnju prema raspoloživoj snazi i tako brinu o zdravlju i dugom životu satelita.

Ražanj na Antarktiku

Još jedan parametar koji je u uskoj vezi sa potrošnjom energije je i održavanje unutrašnje temperature satelita u tačno određenim granicama. Ovo je neophodno jer elektronski urađaji u satelitu imaju tačno određen temperaturni opseg u kome mogu pravilno da funkcionišu pa je bilo kakvo pregrejavanje ili zamrzavanje veoma opasno. Najbolji primer za to koliko je ovo važno neka posluži podatak da je razlika u temperaturi izmedju osunčane strane satelita i one koja je u senci nekoliko stotina stepeni Celzijusa!

Satelit se sa osunčane strane "peče", a sa suprotne "smrzava", otprilike kao vo na ražnju negde na Antarktiku i to u sred najveće zime, ali nažalost bez mogućnosti da se okreće! Dobra termička izolacija je jedino što se može učiniti da se satelit zaštiti od ovako ekstremnih spoljnih temperatura i ujedno da se unutrašja temperatura održi relativno konstantnom.

Pošto i sami elektronski uređaji u satelitu pri svom uobičajenom radu oslobađaju znatne količine toplote potrebno je da se preciznim praćenjem i podešavanjem radnih uslova reguliše unutrašnja temperatura u vrlo uskim granicama. Ovaj posao je takodje poveren računaru koji preko velikog broja senzora prati temperaturu u pojedinim delovima satelita. Svi podaci se prosleđuju komandnom centru na Zemlji radi kontrole i eventualne korekcije.

Menjamo snagu za širinu

Izbor frekvencija na kojima će satelit da radi takođe je vrlo važan. Zbog ovako ograničenih energetskih resursa neophodno je da energija predajnika koju satelit emituje bude što bolje fokusirana na područje koje je se želi pokriti i to se postiže vrlo usmerenim antenama. Da te antene ne bi morale biti velikih dimenzija potrebno je da talasna dužina na kojoj se emituje progam bude mala, tj. frekvencija bude visoka.

Osim toga izbor vrste modulacije takodje je diktiran nekim specifičnostima same činjenice da su energetski resursi na satelitu vrlo ograničeni. Naime, izabrana je frekvencijska modulacija (FM) signala nosioca i to sa relativno velikim indeksom modulacije. Ovakva modulacija, tj. ovakav prenos omogućava da se iskoristi jedna mogućnost koju pružaju fizički zakoni, a to je da se na račun velike širine zauzetog frekvencijskog opsega dobije poboljšanje odnosa signala i šuma, a time i poboljšanje kvaliteta prijemnog signala. Jednostavno rečeno, zamenjena je snaga predajnika sa širinom opsega koji TV signal zauzima. Korišćenjem vrlo visokih frekvencija od desetak gigaherca obezbeđeno je da može da se smesti dovoljno veliki broj širokih TV kanala što je neophodno da bi se uštedela snaga predajnika na satelitu. Naime, FM modulacija ima tu lepu osobinu da na prijemu postoji određeni prag prijema, tj. određeni minimalni odnos između nosioca signala i šuma, iznad koga se naglo poboljšava kvalitet signala. Ovim je za dalje poboljšanje odnosa signal/šum iskorišćen tzv. FM gain koji ovo poboljšanje vrši na račun zauzetog frekvencijskog opsega. Kada se ne bi koristio ovaj efekat, recimo kao kod zemaljske TV koja koristi amplitudnu modulaciju zato što nema na raspolaganju toliki frekvencijski opseg, bila bi potrebna snaga predajnika koja je nekoliko hiljada puta veća za isti odnos signala i šuma na prijemu, tj. za isti kvalitet slike i tona. Kao što znamo iz prakse, kod zemaljske TV predajnici i jesu mnogo većih snaga.

Na frekvencijama od više gigaherca kao pojačavači u predajnicima na satelitima koriste se specijalne elektronske lampe koje se zovu "cevi sa putujućim talasom" ili TWT (od engl. Traveling Wave Tube) . Ovaj tip lampi ima nekoliko vrlo specifičnih karakteristika koje se gotovo idealno uklapaju u one zahteve koje imamo kada su u pitanju predajnici na satelitima.

Ove cevi mogu da rade samo na vrlo visokim frekvencijama od nekoliko gigaherca i više i pri tome imaju vrlo širok frekvencijski radni opseg. Osim toga imaju vrlo veliko pojačanje snage koje dostiže i vrednosti od nekoliko miliona puta (preko 60 dB), što je u ovom slučaju vrlo poželjna osobina jer pojednostavljuje stvari.

Transponderi

Na satelitima koji emituju nekoliko desetina različitih TV programa potrebno je imati i veći broj TV predajnika koji su tehnički podeljeni u tzv. transpondere.

Transponder predstavlja radio uređaj koji u suštini radi kao repetitor. On poseduje prijemnik koji prima TV signal određene frekvencije sa Zemlje preko prijemne antene, zatim vrši konverziju, tj. prebacivanje tako primljenog signala na izlaznu frekvenciju i potom ga dovodi u TWT lampu koja ga pojačava, tj. podiže snagu signala kako bi bila dovoljna za emitovanje preko predajne antene. Zavisno od konstrukcije satelita jedan transponder može da pokriva jedan ili više susednihTV kanala koji međusobno dele i izlaznu snagu datog transpondera.

Takođe je moguće da satelit ima jednu ili više emisionih antena, kako bi se pokrivala različita područja na Zemlji. Neke od tih antena mogu biti manje ili više usmerene kako bi se postiglo pokrivanje veće ili manje površine, a time i odgovarajuće jačine elektromagnetnog polja na mestu prijema.

Osim TV transpondera sateliti moraju imati i nekoliko servisnih kanala preko kojih se vrši kontrola i upravljanje satelitom. Pod tim se podrazumeva uključivanje i isključivanje pojedinih transpondera, njihovo prebacivanje na različite prijemne i emisione antene, regulacija osetljivosti prijemnika i veličine izlazne snage i mnoge druge radnje neophodne za ispravan i dugovečan rad satelita za radio i TV difuziju.

U sledećem broju bavićemo se malo istorijom početaka TV prenosa preko satelita i kako je počelo sa prijemom SAT TV u našoj zemlji.

do sledećeg broja ...