Satelitní technika tentokrát v americkém provedení
Autor: Dr. Vladimír Mazálek , e-mail: info@tel-satexp.cz Přidané: 13.06.2002
Netřeba si zastírat, že výrobky satelitní techniky, určené pro individuální příjem připutovaly do Evropy v první fázi především ze Severní Ameriky. Vždyť vlastně tam byly vypuštěny první komerční satelity a dodnes je tam vlastně hlavní sídlo firem vyrábějící tato telekomunikační zařízení.

Přesto, že podstata vývoje přijímacích zařízení je stejná, přece jen se Amerika brala trošku jinou cestou než evropské firmy. Podstata této odlišnosti je nejspíš v tom, že telekomunikační pokrytí bylo koncipováno na daleko rozsáhlejší území s velmi rozdílnými klimatickými podmínkami než tomu bylo v Evropě, ale současně bylo spojařsky také třeba pokrýt odloučené kontingenty hájící americké zájmy v celém světě.

A to pak k pokrytí zájmů komerce jedno pásmo prostě nestačí, takže americký vývoj satelitních komunikací se už koncem sedmdesátých let minulého století zaměřil především na pásmo C a pásmo K ponechával trochu bokem. Až s nástupem digitálního vysílání koncem devadesátých let se situace přechýlila k preferenci pásma Ku, protože stávající šíře C pásma vyčleněného v Americe pro komerční vysílání by prostě kvantum vysílaných televizních programů nezvládla.

V Americe a i v Kanadě bylo právě v osmdesátých letech poměrně hodně firem, které se věnovaly i vlastnímu vývoji této techniky, ale ne všechny firmy se dočkaly úspěchu i v digitálu. Přesto výsledky jejich vývoje stojí za to natolik, abychom si je pro pochopení souvislostí připomněli.

V oblasti prvotního zpracování signálu je určitě pro více čtenářů známé jméno kalifornské firmy Chaparral. Podívejme se tedy na profil jejího vývojářského umění. Nám asi bude bližší vývoj přijímacích nástrojů v pásmu K, tak tedy začněme v těchto místech. Ovšem před tím je třeba podotknout ještě pár poznámek pro lepší pochopení souvislostí. Jak už jsme sdělili v úvodu, Amerika let osmdesátých se vyznačovala především satelitními anténami velkých rozměrů, avšak děrovanými, protože prioritou bylo (a dodnes vlastně zůstává) vysílání v C pásmu. Antény vybavené otočnými polarmounty se silnými táhlovými motory byly umístěny většinou na zemi v zahradách u domů, ale také na střechách mrakodrapů a přijímaly satelitní signál dle konvertorů v rozsahu 3,7 - 4,2 Ghz, a to v obou lineárních polarizacích.

Použité síťované (mesh) antény sice v C pásmu vykazují velmi dobrý zisk (konečně jsou pro toto pásmo speciálně konstruované), avšak pro příjem v pásmu K se většinou velikostí svých ok nehodí, a tak v Ku pásmu obvykle zachycují asi 40-50% signálu co stejně veliké antény plné. Abychom byli přesní, ve spodním pásmu Ku kolem frekvence 10,2 Ghz je to asi těch 40%, avšak v horním Ku pásmu kolem frekvence 12 Ghz je to už asi 60% zisku proti plné anténě. Také z toho důvodu se pak vývoj konvertorů a ozařovačů zaměřil spíše na toto horní Ku pásmo, kdežto výrobky pro spodní Ku pásmo byly určeny vlastně jen na export.

A tak mezi první v Evropě známe výrobky této firmy můžeme zařadit feedy, tedy ozařovače s rozbočením polarizací v pásmu 12 GHz, které byly později nahrazené vzhledem k rozsahu tehdejších LNB pro rozbočení signálu na pásmo označované jako 11 Ghz a zabírající 10,9 - 11, 7 Ghz , a na pásmo 12 Ghz pro Ameriku s osazení konvertorem s místní úpravou pro 11,7 - 12,7 Ghz. Tato kombinace se ovšem vlastně nijak neosvědčila, jelikož Amerika žádala zatím jenom horní Ku pásmo, kdežto Evropa to spodní. A tak se začaly vyrábět v těchto věcech vlastně dvě modelové řady označované nadále pak jako 11Ghz a 12Ghz. Stále se však pohybujeme zařízení určených jako ozařovače výhradně pro středové paraboly.

Jako další krok se v tu dobu hledá, jak odstoupit od používání samostatných konvertorů pro každou polarizaci K pásma a hledal se systém, pomocí něhož by se dala polarizace nějakým způsobem měnit. Ten první, mechanický, nebyl v Americe vlastně neznámý, protože už v té době se používal pro C pásmo, takže šlo prakticky jen o jeho přizpůsobení pro vyšší pásmo. A tak tu byl Polarotor I ( obr.7 ) pro pásmo 11 a 12 Ghz. V té době se v Evropě však už začaly prosazovat také offsetové paraboly, a tak tento výrobek u nás označovaný jako polarizátor nebo polarizér se dodával nejen v provedení pro paraboly typu prime focus (tedy středové), ale i pro offsetové paraboly, ale navíc ještě v provedení omni, tedy s flanží, na kterou se dal připevnit ozařovač určený k té které parabole. Tyto polarizéry pracovaly v rozsahu 10,95 - 12, 75 Ghz, avšak jejich největší účinnost byla ve středu pásma. Výhodou bylo, že vnitřní otáčivá sonda se dala přece jen trochu přizpůsobit a naladit tak její zvýšenou účinnost třeba na nižší kmitočty na úkor těch horních, obvykle však vysílaných s větší intenzitou signálu.

Přesto, že mechanické polarizéry byly osazeny kvalitními servomotorky s vysokou výdrží, moderním se v té době stalo otáčení rovin pomocí magnetických polarizérů. Ve výrobním programu je bylo možno nalézt jako twistery 11/12 ( obr.16 ). Nejprve byly vyráběny ve verzi omt, tedy s odbočkou zvlášť pro konvertor na každé pásmo, ale vývoj konvertorů právě v té době pokročil na tzv. dualbandy, takže odbočku bylo možno odbourat. I tady se však vyráběly pro Evropu verze pro všechny typy parabol a ozařovače byly kontruovány na f/D 0.6 - 0.9 pro paraboly offsetové a na 0.33 - 0.45 u parabol středových.

Ze zmíněných polarizérů se u nás nejvíce uchytily asi ty mechanické, i když po deseti letech jejich činnosti je u mnohých přece jen potřeba vyměnit motorický pohon. V těchto případech prostého příjmu Ku pásma se ovšem obvykle mění již i konvertor za ten, který má přece jen širší rozsah a jednodušší přepínání.

Jestliže v pásmu Ku je vývoj ozařovačů poměrně jednoduchý a zcela srovnatelný s vývojem evropských firem, pak u C pásma můžeme i u této firmy zcela právem tvrdit, že je ve svém oboru jedničkou. Tolik vývojových variant a kombinací opravdu nikdo jiný ve svém sortimentu nenabízí, a také žádná ze známých firem nedovedla své výrobky k takové dokonalosti.

Jako první v řadě ozařovačů pro pásmo C a vlastně nejjednodušší je Super Feed. Je to vlastně jednoduchý ozařovač určený pro použití ve středových parabolách a v součinnosti s jednopolarizačním konvertorem vlastně nevykazuje žádné ztráty při svodu signálu z ohniska k sondě konvertoru. Vložením poměrně jednoduché polarizační destičky do ozařovače s ním pak lze získávat i signály vysílané v kruhové polarizaci, takže u nás byl tento jednoduchý výrobek používán i třeba pro příjem silných ruských programů jako např. ORT.

Logicky druhým vývojovým stupněm byl Dual Feed ( obr.3 ), který byl konstruován tak, že měl dva samostatné výstupy pro dva přírubové konvertory. Dalo by se tedy říct, že signál byl přijímán bez ztrát, a navíc do ústí ozařovače byl možno taktéž zabudovat depolarizační destičku pro příjem kruhových polarizací.

Protože se již v té době hledala možnost kombinace příjmu více satelitních pásem pomocí jednoho sdruženého ozařovače, ale nebyl používán ještě mechanický polarizátor, spatřily světlo světa vlastně typy označované firmou jako Bullseye, tedy něco ve smyslu býčích očí. Výrobky byly prezentovány jako účelová zařízení pro kabelové systémy a multi receivery. Šlo vlastně o sdružený ozařovač s vývodem a rozbočením pro dva přírubové konvertory pro každou polarizaci pásma C a pásma K zvlášť. Model Bullseye I pracuje s jednou polarizací v pásmu K, model Bullseye II má pak už dva vývody pro K pásmo. Podobná řešení vyráběly i další firmy, ale v našich podmínkách se neosvědčilo a navíc než byla objednávka z USA obchodníky vyřízena, byl v prodeji už novější model. Rozhodně šlo jen o model přechodný a nijak ekonomicky výhodný.

To se však již upustilo od výroby přijímačů se dvěma vstupy z konvertoru, takže další vývojový typ byl již Polarotor I ( obr.7 ), tedy ozařovač osazený mechanickým polarizátorem. Tím odpadla nutnost používání dvou stejných přírubových konvertorů, navíc různá vyrovnávací přizpůsobení snížila průchozí útlum na 0.2dB, což byla při tehdejších 35-25°K konvertorech sice velmi zanedbatelná hodnota, ale při 17°K už to svůj význam má. Toto řešení pomocí mechanického polarizátoru bylo v dalším vývoji převratné, takže tento výrobek byl dodáván i s již namontovaným přírubovým C konvertorem s vysokou kompatibilitou systému a reklamou prezentován jako Amerika´s Feedhorn co by 100% americký výrobek. V nabídce byl uváděn pod označením PowerPak ( obr.12 ) ve variantách FS (Fixed Scalar = pevně nastavené sběrné okruží) a AS (Adjustable Scalar = nastavitelné sběrné okruží). Nebyl to výrobek určený na export, protože jednak rozsah konvertoru byl pouze 3,7 - 4,2 Ghz (a tedy nebylo možno naladit ruské družice na kmitočtu 3,65 Ghz a také výstupní pásmo je rozloženo na 940 - 1450 Mhz. Velmi slušný je mezipolarizační odstup 35 dB a ozařovač byl určen vyvinut pro paraboly s f/D 0.35 - 0.45 . Různá dopracování tohoto typu byla na konci jeho vývoje označena jako Polarotor I - E jako verze economy s pevným límcem ozařovače, dále model Polarotor I Economy -Adjustable s ozařovačem plynule nastavitelným pro f/D 0.33 - 0.45 a v podstatě model nejvyšší třídy Polarotor I- A ,který byl tedy jako předcházející, ale navíc doplněný tzv. Golden Ringem.

Aby bylo možno všechny tyto výrobky používat také pro paraboly plytší, byl k ozařovačům dodáván ještě tzv. Golden Ring, tedy v podstatě mosazný kroužek, nasazující se na ústí ozařovače a umožňující práci všech C ozařovačů i na anténách s f/D s hodnotami 0.28 - 0.33. Tím (určitým prodloužením ozařovače) se dosáhlo vlastně kompatibility k většině středových antén a k univerzálnosti použití firemních výrobků i pro export.

Zmíněný typ odstartoval nový směr vývoje a pokud se k němu začaly přidávat zkušenosti z modelů Bulleye - navíc se na orbitě objevily satelity vysílající i v pásmu S - začaly vznikat další nové zajímavé kombinace významného přijímacího prvku .

Mezi ty pro nás méně zajímavé typy lze zařadit dva následující:
Jako startovací model je brán Polarotor I S/C. Jak už označení samo napovídá, jde o výrobek určený současně k příjmu pásma C a S s tím, že pásmo S bylo vysíláno ze satelitů Arabsat a Insat pouze v jedné polarizaci a tak anténka na jeho příjem byla ve sběrném mezikruží zabudována napevno a osazena S - band konvertorem ,snímajícím pásmo 2,5 - 2,7 GHz.
Model S/Ku Dual - Band Feedhorn byl již také osazen s mechanickým pohonem natáčení polarizace a byl vlastně určen pro východní pobřeží USA k příjmu evropských družic a především přenosů v tom pásmu, takže jeho rozsah pro Ku pásmo byl již navržen v rozsahu 10,95 - 12, 75 Ghz . Pokud ho ještě v Evropě objevíte, jde opravdu o raritu, dnes už ale spíše k pousmání.

Nás bude daleko víc asi zajímat vývoj sdružených přijímacích zařízení pro příjem pásma C a Ku,
protože tato pásma se na velkých parabolách, které v osmdesátých letech v Evropě kralovaly, dala velmi dobře přijímat. A tak prvním významným typem, oznamujícím zahájení další etapy vývoje, byl model Corotor II Plus ( obr.12 ). Byl to první ryze americký patent, a přesto, že si jej někteří naši nadšenci také opatřili, nebyl vlastně vůbec pro příjem v Evropě určen. Jednak byl určen pouze k příjmu lineárních polarizací a rozsah Ku pásma zaručoval pouze v sektoru 11,7 - 12,7 Ghz, kdežto na ostatním rozsahu měl dost velký útlum. Byl to ovšem významný krok vpřed hlavně pro Evropu a firma také pochopila své exportní šance do nového teritoria, sehnala si místní obchodní zástupce a regionální distributory, začala k tomu vyvíjet globální satelitní přijímače a upevňovat si své místo na zdejších evropských trzích s přídomkem špičková.

Dalším tahem k úspěchu byl tedy upravený předcházející typ s názvem Corotor II Plus Wideband ( obr.5 ), který byl opravdu určen také pro příjem kruhových polarizací v C pásmu a v Ku pásmu umožňoval bezproblémový příjem v rozsahu 10,95 - 12,75 Ghz. Tato kombinace se velmi osvědčila a byla velmi žádaná, a dodnes nenajdeme žádné tak kvalitní zařízení s mechanickým zpracováním polarizovaného signálu. Jeho průchozí útlum je 0.15 - 0.10 dB, což je naprosto špičková hodnota srovnatelná s dnešními integrovanými ozařovači. Výjimečnost řešení ovšem spočívá v možnosti natočit snímací anténku krokovacím motorkem do polohy s maximálním signálem i pro odchýlené polarizace, což v elektricky ovládaných oboupolarizačních konvertorech nelze, ale výrobci současných konvertorů to omlouvají tím, že signál vysílaný z dnešních družic je již natolik silný, že tyto drobné detaily překryje.

Naprosto nejvypracovanějším, ale současně i posledním modelem v tomto směru je tzv. Tri-Band Feedhorn ( obr.15 ), což je vylepšená varianta předchozího modelu. Jednak je zde přidána anténka pro příjem S pásma, ale hlavně v Ku pásmu zařízení zpracovává také příjem kruhové polarizace, což zatím žádný jiný ozařovač tak dokonale neumí. Myslím i po vlastních několikaletých zkušenostech, že lepší zařízení v tomto směru zatím není a neexistují ani ekvivalenty se stejnou účinností, i když se na jejich vývoji trvale pracuje. Posledně jmenovaný Tri-Band Feedhorn ( obr.15 ) je vhodný i ke zpracování digitálních signálů, jen je třeba dbát na to, aby konečný signál uměly zpracovat příslušné přírubové konvertory.

Není známo, že by vývoj těchto typů ozařovačů pokračoval dál, a už vůbec nemůžeme tyto výrobky - pokud je budeme v Evropě kupovat - označit za ryze americké, protože licence k jejich výrobě byla postoupena na Filipíny a na některých výrobcích je to zvenku částečně vizuálně přece jen poznat. Přesto tento poslední výrobek asi zůstane v této oblasti ještě dlouho absolutní špičkou. Není mi známo, že by někdo další učinil o příjem tří satelitních pásem jedním sdruženým zařízením alespoň nějaký pokus. Současně s ústupem těchto ozařovačů se začíná vytrácet význam vzorce pro výpočet vzdálenosti ohniska od středu paraboly f = (D.D) / 16d, kde D je průměr paraboly a d je hloubka paraboly.

Je sice pravda, že firma vlastní konvertory nevyráběla, ale přírubové konvertory s jejím jménem, které si nechala jako značkové dělat, mají třeba hloubku vstupu o něco odlišnou než jiné značky a vždy s firemním zařízením vykazují o něco lepší výsledky než konvertory jiných firem. Pro Ku pásmo byl jako poslední používán fullband přírubový konvertor s šumem 0,6 dB, pro pásmo C konvertor 20°K a pro S pásmo konvertor se šumem 0,7 dB. Ku konvertory však i pro Evropu měly rozsah 10,9 - 12,75 Ghz, takže s nimi nebylo možno přijímat např. v pozdější době všechny programy vysílané z družic Astra a Eutelsat.

Možnost příjmu takové šířky satelitních pásem, resp. velkého počtu programů ovšem vyžadovala také co nejširší obzor natáčení, ale v té době polarmounty a táhlové motory moc neumožňovaly, aby se dalo využít krajních - ale velmi atraktivních - pozic, protože tam už sklon parabol vykazoval určitá omezení. Z toho důvodu Chaparral dodával již v těch letech tzv. PolarMotor ( obr.7 ), což byl vlastně motorizovaný polarmount pracující s rozsahem Horizon -to - Horizon. U nás tyto motory přišly ke slovu až koncem století a spolu s ukončováním analogového vysílání se také už zase pomalu vytrácejí. Tento popisovaný motor byl ovšem vhodný tak na středové antény o průměru kolem 140 cm, což je u nás zatím spodní hranice pro úspěšný příjem v C pásmu. A tak zmínku o motoru uvádíme spíše na dokreslení starostlivosti firmy o kompletní sortiment.

Jestliže jsme mluvili o firemních corotorech jako špičce, druhou takovou byly jistě také všechny jejich satelitní přijímače. Asi jako prvním známým u nás byl v roce 1987 Cheyenne ( obr.14 ), a to dokonce i s takovou vymožeností jako bylo UHF dálkové ovládání, takže přijímač bylo možno ovládat už i od dalších napojených televizorů prostřednictvím malého přídavného zařízení. Mluvím tím o přijímači se zabudovaným pozicionérem a automatickým nastavováním na družice a také s funkcí konečného automatického doladění stanice včetně použití různých filtrů, zúžení pásma, apod. Přístroj měl paměť na 32 satelitních pozic a asi 500 programů, což bylo na tu dobu opravdu hodně, protože nejvyšší počet vysílajících transpondérů z jedné pozic byl 16.

Dalším, ještě více robustním nástupcem, byla typová řada Monterey ( obr.6 ) s vymoženostmi doby jako zvuk typu Wegener Stereo či samoprogramovacím pozicionérem označovaným jako funkce AutoTrack a automatické ladění a dolaďování kanálů jak funkce AutoTune. Toto bylo v základním modelu 20, další model 40 se lišil jen drobnostmi jako např. velkým displejem na přijímači, i když samozřejmě všechny údaje se plně zobrazovaly také na obrazovce připojeného televizoru. U celé řady je zajímavá možnost zúžení šířky přijímaného pásma až na 14 MHz, což dávalo předpoklad k úspěšnému zachycení opravdu slabých programů i z C pásma. Žádná jiná značka přijímačů touto cestou nešla, a přesto, že v Americe byly prodávány Chaparralem ještě daleko víc vybavené modely, pro Evropu určeny nebyly.

Opravdové špičky, ale asi také koncovky ve vývoji analogových satelitních přijímačů dosáhla firma modely Chaarral Monterey 140 a Chaparral MC 115. Z vybavenosti jsou hlavní vysoké počty předvoleb, snížený šumový práh na 3,5 dB, automatické vyhledávání nových družic a programů, funkce InstalTrack , kdy po zadání 3 družic si přístroj nalezl také všechny další v daném prostoru. Přijímače jsou jednoznačně určeném milovníkům satelitního DX- příjmu, protože mají také nezávislý dvojitý pozicionér pro ovládání azimutu a také elevace. Ve výbavě je už také systém DataLink pro přímé napojení přijímače na počítač, ale také paměťová karta pro snadnou aktualizaci databáze programů.

Snad jediné, co tyto přijímače neměly, byl nějaký vestavěný dekodér a také rozsah dvou nezávislých vstupů ”zamrzl” na hodnotách 950 - 2050 Mhz, což signalizuje, že přijímač byl vždy konstruován pouze na přírubové konvertory osazené na mechanický polarizátor. Zejména poslední model s velmi bohatým softwarovým vybavením se sice lehce vyrovná dnešním digitálním přijímačům a jeho zadní panel je osázen tolik různými výstupy na připojení a ovladače, že to jiná značka nenabídne, ale konečné dnešní využití přece už je s minulými léty nanejvýš poloviční. Přijímač je pro DX - ery sice i nadále tím nejlepším, ale jeho využití je hlavně v detailně přesném natáčení hned ve dvou rovinách a nastavení opravdu toho nejoptimálnějšího maximálního signálu, jenže obrazově je dnes už digitál nepřekonatelný a navíc je paralelně a mnohdy dokonce s větším výkonem vysílán i na družicích, které se i pro tento přijímač jevily jako na okraji možného příjmu. A to již samo o sobě ubírá na významu všech komponent, které byly konstruovány bez nadčasovosti pouze pro analogový příjem.

Přesto, že firma se v digitálním individuálním satelitním příjmu neangažuje, neznamená to, že by snad zanikla. Naopak, jde o velkou firmu, a tato oblast pro ni byla pouze okrajovou a navíc v USA to není s mrtvěním C pásma tak zlé jako v Evropě s pásmem Ku, a tak firma nepřichází ani o žádné rozhodující trhy. A přesto, že i pro příjem C pásma dnes již existují velmi kvalitní oboupolarizační nízkošumové konvertory, aspoň dle zpráv z USA se zdá, že v žádanosti před oboupolarizačními konvertory stále vítězí mechanické PowerPaky ( obr.12 ).

Pro dovozce této firmy je asi nanejvýš potěšitelné, že u dovezených výrobků se nevyskytly téměř žádné záruční závady a také jen minimum pozáručních. V polarizérech šlo o vychození ovládacích servomotorků a v přijímačích většinou o závadu v napájení, i když při příjmu těchto přijímačů do opravy převládalo podezření, že před domácí instalací přijímače majitel v návalu radosti spojené s netrpělivostí zapomněl přepnout na zadní straně přijímače volič síťového napětí ze 110 V na voltáž 220 V.

A tak pokud se s výrobky jmenované firmy setkáte, pak vězte, že její zkušenosti v oblasti satelitního příjmu jsou jedny z největších a plně se promítají do jejich kvalitních výrobků. Třeba se s firmou přece jen jednou setkáme i v oblasti individuálního digitálního satelitního příjmu. Pokud se firma do této oblasti pustí, jistě nám bude mít v tom směru co sdělit.

Obrázky:
Obrázek č.1 ( Corotor II International )
Obrázek č.2 ( Corotor II+ )
Obrázek č.3 ( Dual Feed C )
Obrázek č.4 ( Chaparral 20 a 40 )
Obrázek č.5 ( Ku Wideband OMT )
Obrázek č.6 ( Monterey 20 )
Obrázek č.7 ( Polarmotor )
Obrázek č.8 ( Polarotor C )
Obrázek č.9 ( Polarotor Ku )
Obrázek č.10 ( Polarotor Ku offset )
Obrázek č.11 ( Polarotory )
Obrázek č.12 ( PowerPak )
Obrázek č.13 ( Produkt Line )
Obrázek č.14 ( Přijímač Cheyenne )
Obrázek č.15 ( Tri-Band )
Obrázek č.16 ( Twister )


 
© satCentrum :: Česko-Slovenská satelitní a TV doména
http://www.satcentrum.cz/clanky/305/satelitni-technika-tentokrat-v-americkem-provedeni/