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 ...