Плоские антенны сейчас уже не являются экзотикой, хотя и широко распространенными и используемыми их тоже назвать нельзя. Каждый любитель (о профессионалах и речи нет) спутникового телевидения наверняка хоть раз видел плоскую антенну - если не "живьем", то хотя бы на картинке.

Но, вероятно, далеко не каждый видевший более или менее четко представляет, что к чему в этой плоской антенне относится и за счет чего, собственно говоря, осуществляется прием сигналов.

Что касается сферических антенн, то вполне вероятно будет предположить, что одно даже название - "сферические антенны для спутникового телевидения" - способно вызвать у читателей недоумение. Ну что ж, давайте кратко обо всем по порядку.

Плоская спутниковая антенна фирмы "TechniSat".

В западной спутниковой прессе вопрос освещается примерно следующим образом и вот в таком ключе: "Понятно, что параболические антенны - прямофокусные и офсетные - очень тривиальны и всем уже давно набили оскомину. Они громоздки - если не физически, то уж визуально точно; в них набирается снег и дождь (в основном это касается прямофокусных), и вообще они начинают морально устаревать."

Плоские спутниковые антенны фирмы "Galaxis".

Под влиянием подобных сентенций поневоле создастся впечатление, что именно эти причины и плюс еще одна, самая главная - недовольство домовладельцев внешним видом своих домов, увешанных тарелками антенн, - побуждают инженеров всех стран ломать головы над наилучшим техническим воплощением идеи плоской спутниковой антенны. При этом еще следует учесть, что и в размерах плоская антенна ничуть не уступает параболическим, - например, антенна размером 60х60 см соответствует по своим параметрам приема офсетной антенне диаметром 60 см.

К основным достоинствам плоских антенн прежде всего следует отнести:

• высокую технологичность изготовления, а значит и высокую воспроизодимость параметров;
• снижение ветровых нагрузок примерно на 10-20% по сравнению с зеркальными антеннами;
• возможность электрического управления диаграммой направленности;
• простота перевозки, хранения и установки.

Сферическая спутниковая антенна фирмы "КОНКУР".

Плоские антенны созданы на основе полосковых излучателей, соединенных параллельно и образуюших таким образом плоскую антенную решетку, способную принимать электромагнитные сигналы. Характерные размеры полосковых излучателей кратны длине волны принимаемого сигнала, все эти маленькие элементики синфазно соединены с собирательными шинами, сведенными к центру антенны, где находится конвертор. Сигналы могут приниматься, грубо говоря, со всех возможных направлений, или, другими словами, плоские антенны обладают большим углом раскрыва и широкой диаграммой направленности со значительными боковыми лепестками. Таким образом, коэффициент направленного действия таких антенн несколько ниже, чем у зеркальных антенн соответствующей площади.

Так фокусирует параболическая прямофокусная антенна.

Ширина главного лепестка диаграммы направленности плоской антенны - как, впрочем, и зеркальной - определяется главным образом ее размерами. Для зеркальной антенны эта зависимость обусловлена тем, что сигнал лучше и с меньшими аберрациями (искажениями, вызванными неидеальностью самого зеркала) фокусируется именно большими зеркалами. Полосковые излучатели, как уже говорилось, способны принимать - каждый в отдельности - электромагнитные сигналы практически со всех направлений. Но стоит их синфазно соединить друг с другом, как появляется уже определенная направленность, которая тем сильнее, чем большее количество элементиков соединено.

Наименьший уровень боковых лепестков у плоской антенны создается в плоскости, проходящей через ее диагональ.

Так фокусирует сферическая антенна.

Значит, при приеме сигналов со спутников на геостационарной орбите диагональ раскрыва антенны необходимо располагать перпендикулярно поверхности Земли. Это обеспечит минимальную шумовую температуру антенны (т.е. уровень шумов в градусах Кельвина), так как она определяется в основном внешними шумами - космическими, атмосферными и, главным образом, тепловыми шумами земной поверхности. А их влияние тем меньше, чем выше в зенит направлен основной лепесток диаграммы направленности, чем уже сама эта диаграмма и чем ниже уровень боковых лепестков, направленных на Землю.

Таким образом, на основе тех несложных физических соображений, которые мы, собственно, уже и произвели, и на основе эксплуатационных испытаний можно заключить, что плоские антенны по своим приемным качествам вполне соответствуют зеркальным офсетным антеннам соответствующей площади и могут без опасений и ограничений использоваться для приема спутниковых трансляций везде там, где с этим справляются офсетные. Все же вышеперечисленные достоинства - технологичность изготовления, меньшие ветровые нагрузки и пр. - идут плоским антеннам, естественно, в плюс и вполне можно ожидать, что будущее - и довольно обозримое будущее - за ними.

Так фокусирует офсетная антенна.

Теперь перейдем к антеннам сферическим. Скажем сразу, не интригуя читателя долго, что эти сферические антенны представляют собой элементарную линзу. Да, центрально симметричную линзу (ЛЦС) из диэлектрика, фокусирующую сигнал со спутника, как и водится, на конвертор, расположенный в точке на концентрической с ЛЦС фокальной плоскости. Здесь уместно провести - для большей наглядности - аналогию с человеческим (да и не только с человеческим) глазом, создающим на сетчатке изображение объектов, попадающих в поле зрения. А поле зрения человека довольно-таки широко, ведь мы видим не только то, что находится прямо перед нами. Так, угол зрения одного глаза по горизонтали равен 940, а по вертикали - 770.

И особенность сферических антенн, их отличие от зеркальных или плоских состоит именно в том, что они многоспутниковые, т.е. на одну такую антенну сразу, одновременно, можно принимать сигналы разных спутников, находящихся в разных точках геостационарной орбиты и даже на различных орбитах - помимо геостационарных еще и на наклонных, высокоэллиптических. И заметьте - никаких позиционеров и актюаторов! Только, конечно, надо не забыть поставить все-таки конверторы для каждого выбранного спутника в соответствующую позицию на "орбите" антенны-сферы. Именно "орбите", потому что эта антенна - с арматурой крепления и установленными конверторами - выглядит как какая-нибудь планета, Сатурн, например, с кольцами, или Земля все с теми же "нашими баранами" - я имею в виду, конечно же, спутники...

Одна сферическая антенна диаметром от одного до полутора метров способна заменить семь-восемь параболических антенн соответствующих размеров, охватывая по азимуту сектор до 90-125 градусов и по углу места 40-60 градусов.

Чудеса в решете, да и только! Одно только осторожное замечание, уважаемый читатель, в заключение всего сказанного: если у Вас уже загорелись глаза и защекотало ладошки в предвкушении невиданных и заманчивых "апгрейдов", загляните прежде всего в свое "решето", именуемое бумажником. Ибо зело дорога сия диковина заморская (хотя сферическая антенна вовсе даже и не заморская, а наша, отечественная) - на то ведь она и диковина...

Мы ж пока да со своими хорошими "зеркалочками" да уж такого посмотрим!..