Calcolo dei parametri di orientamento di una parabola satellitare. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Antenne. Misure, regolazione, coordinamento

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L'articolo propone un algoritmo e un programma per il calcolo dei parametri dell'elevazione e dell'azimut necessari per orientare l'antenna verso un ripetitore satellitare geostazionario di programmi televisivi.

Prima di installare l'antenna, è necessario selezionare un satellite: la sorgente del segnale, chiarirne il nome e la posizione orbitale, selezionare un trasmettitore con una frequenza specifica. Queste informazioni possono essere trovate su Internet, in particolare, l'autore utilizza le informazioni pubblicate sul sito [1].

La capacità di calcolare l'angolo di elevazione e l'azimut dell'orientamento dell'antenna è fornita da numerosi programmi per computer, principalmente commerciali, come Satellite Antenna Alignment, SatHunter, SMW Link, SatMF. Ma non tutti i programmi ti consentono di calcolare l'azimut magnetico, sapendo quale, puoi utilizzare uno strumento di orientamento dell'antenna così semplice come una bussola. Secondo l'autore, questo è uno dei modi più semplici per installare un'antenna. Ma per questo è necessario conoscere e tenere conto della declinazione magnetica locale.

I calcoli vengono eseguiti secondo il seguente algoritmo:

1 Calcolo della quota:

dove m è il quoziente dei raggi dell'orbita geostazionaria e dell'equatore terrestre; A - latitudine del luogo di ricevimento; B è la differenza tra le longitudini del luogo ricevente e il punto sub-satellite.

Questa formula fornisce il valore dell'angolo di elevazione geometrico senza tener conto dell'influenza dell'atmosfera terrestre. Questa influenza (rifrazione) è particolarmente forte per piccoli valori dell'angolo di elevazione.

2. Correzione dell'angolo di elevazione per la rifrazione durante la propagazione del segnale da un satellite Nella pratica dell'orientamento dell'antenna, è consigliabile tenerne conto per angoli di elevazione inferiori a 30°:

gradi, il valore corretto dell'angolo di elevazione.

3. Calcolo dell'azimut geografico:

4. Calcolo dell'azimut magnetico:

Il più difficile è determinare la declinazione magnetica locale. È noto che i poli geografici e magnetici della Terra non coincidono. L'azimut magnetico della direzione verso il polo nord geografico è la declinazione magnetica locale. Per l'intera parte europea della Russia, la declinazione magnetica locale è positiva. Puoi determinarlo per un punto con specifiche coordinate geografiche, in particolare, utilizzando i siti [2] e [3]

Sulla base di quanto sopra, è stato scritto un programma in Visual Basic 6.0 per calcolare l'angolo del sito di installazione e puntare l'antenna su un satellite specifico, nonché per calcolare l'azimut della sua installazione. Inoltre, per comodità dell'utente, se è necessario chiarire la declinazione magnetica locale, viene eseguito il calcolo dell'azimut magnetico dell'installazione dell'antenna. La parte matematica, dopo opportuna revisione, è stata utilizzata dal libro [4].

Dati iniziali per il calcolo:

- posizione del satellite in orbita geostazionaria;
- coordinate geografiche del luogo di accoglienza;
- declinazione magnetica locale.

Il programma funziona così:

1. Eseguire il file eseguibile del programma Caljnst Ant v1.4-2.exe. Sul desktop appare la finestra del programma mostrata in figura. Al primo avvio del programma, tutti i parametri iniziali del calcolo vengono impostati a zero e le sezioni dei risultati del calcolo vengono visualizzate in caratteri grigi.

2. Immettere il valore della longitudine del punto sub-satellite per un satellite specifico (posizione orbitale del satellite in orbita geostazionaria).

3. Immettere le coordinate geografiche del punto di ricezione (luogo di installazione dell'antenna). Le coordinate possono essere determinate dal navigatore del sistema satellitare GLO-NASS o altro simile e, in sua assenza, da una mappa geografica.

4. Se si utilizza una bussola, è necessario conoscere la declinazione magnetica locale. Per fare ciò, abilitare l'opzione per prendere in considerazione la declinazione magnetica facendo clic sul pulsante "Prendi in considerazione la declinazione magnetica". Inoltre, quando si fa clic sul pulsante "Perfeziona", il programma stesso si connette automaticamente tramite Internet al sito [2]. vi trasferisce le coordinate del luogo di ricezione e legge i risultati dei calcoli nella finestra corrispondente. Per fare ciò, il programma utilizza le funzioni del browser Internet Explorer. Per controllare il funzionamento del programma si consiglia di spuntare la casella "Mostra il processo di richiesta della declinazione magnetica". Se il programma non è in grado di interagire correttamente con il server del sito [2] (ad esempio, se sul computer è installato un altro browser), sul sito [2] è possibile compilare manualmente il modulo per la longitudine (Longitudine) e la latitudine (Latitudine) del luogo di destinazione, dopodiché è necessario fare clic sul pulsante "Calcola declinazione". Il server del sito calcolerà la declinazione magnetica, che viene trasferita manualmente alla finestra del programma.

5. Premere il pulsante "Calcola", dopodiché il programma calcolerà l'angolo di elevazione e l'azimut, i cui valori verranno visualizzati nelle finestre corrispondenti. Ad esempio, la figura mostra la finestra del programma per il calcolo dell'orientamento dell'antenna verso il satellite Eutelsat W4/W7 (longitudine 36°) nel luogo di residenza dell'autore.

Il programma offre la possibilità di stampare i dati iniziali e i risultati del calcolo sulla stampante di sistema facendo clic sul pulsante "Stampa", nonché di salvarli in un file di testo Callnst Ant.txt facendo clic sul pulsante "Salva". Il programma crea questo file automaticamente al primo avvio e agli avvii successivi aggiunge informazioni alla sua fine. L'utente può visualizzare questo file in qualsiasi editor di testo, come Blocco note, ed eliminare i dati che non sono più necessari.

Al riavvio, il programma visualizza i dati iniziali precedenti, che salva nel file Callnst_Ant.ini. Questo è molto comodo, soprattutto quando si lavora nella stessa area, poiché le sue coordinate geografiche e la declinazione magnetica devono essere inserite solo una volta. Ai successivi avvii del programma, vengono visualizzati automaticamente nelle finestre corrispondenti.

Il programma contiene il file della guida Call Ant v1.4.2.chm, che può essere avviato dal programma utilizzando il comando di menu "Aiuto" o separatamente da esso. Questo file contiene le istruzioni per lavorare con il programma e una tabella di coordinate geografiche e valori di declinazione magnetica per un certo numero di grandi città in Russia.

Se l'angolo di elevazione calcolato è inferiore a zero, il satellite non è visibile dalla posizione di ricezione selezionata. Questo problema è particolarmente pronunciato per le alte latitudini, con la parte osservata dell'orbita geostazionaria notevolmente ridotta

Nel caso in cui sia difficile usare una bussola a causa dell'influenza interferente delle strutture metalliche, è possibile determinare la direzione verso nord secondo il Sole, come descritto nell'articolo [5].

Il funzionamento del programma è stato verificato per la latitudine nord e la longitudine est della località ricevente.

Il programma può essere scaricato da ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/spant.zip.

Letteratura

1. LyngSat - lyngsat.com
2. CENTRO DATI GEOFISICI NAZIONALI NOAA.
3. Calcolatrice della declinazione magnetica.- geomag.nrcan.gc.ca apps mdcal-eng.php
4. Stevenson D. TV satellitare. Guida pratica: Per. dall'inglese. - M.: DM K 1 Press, 2001.
5. Davidenko A. Indicatore di azimut dell'antenna su interruttori reed - Radio, 2008. N. 8 p. 55-57

Autore: V. Belyaev

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