الطرق المختلفة لتركيب وصيانة نظم الإستقبال من الأقمار الصناعية

الطرق المختلفة لتركيب وصيانة نظم الإستقبال من الأقمار الصناعية
=============================
أولا فكرة عامة مبسطة عن طبيعة الإرسال والإستقبال للقنوات الفضائية
-------------------------------
هناك بعض المعلومات التي لا بد من معرفتها عن ماهيه العلاقة بين أنظمة الإرسال وأنظمة الإستقبال المختلفة
حيث تقوم محطات الإرسال الأرضية ببث القنوات التليفزيونية سواء كانت هذه القنوات رقمية Digital أو تمائلية Analog (والتي تتضمن معلومات الصوت والصورة وبعض المعلومات الأخرى وإرسالها للأقمار الصناعية على شكل ترددات محملة على موجات حاملة عالية التردد ويكون هذا البث بقدرة عالية لتتمكن هذه الموجات من الوصول لتلك الأقمار بحالة جيدة ليمكن التعامل معها عن طريق تلك الأقمار
والأطباق المستخدمة في عملية الإرسال شديدة الشبه بأطباق الإستقبال الا أنها تصنع من الألومينوم السميك شديد النقاء ، وتكون مطلية بسطح غير عاكس للضوء ( غير لامع ) وهي أطباق كبيرة الحجم جدا تصل أقطارها غالبا إلى أكثر من خمسة عشر مترا

وهذه صورة لطبق إرسال يعمل بمحطة إرسال أرضية

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وهذه صورة لطبق إرسال آخر

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وتقوم الأقمار الصناعية بدورها بإستقبال هذه الموجات وتقوم بتكبيرها ثم تعيد بثها لتغطي أكبر مساحة ممكنة من الكرة الأرضية وهي المساحة التي يمكن أن يراها القمر من سطح الأرض وهو مايعرف بال Footprint أو ال Coverage beam و إستقبال هذه القنوات يتوقف على مدى إتساع هذا الشعاع المرسل من القمر ( إما عريض wide أى Coverage beam أو ضيق narrow والأخير يعرف بال spot beam أي الشعاع المركز ) ، والأقمار التي ترسل حزم الشعاع الضيق أو المركز لا يمكن إستقبال قنواتها الا في المناطق الموجه لها البث فقط

وتبين هذه الصورة قيام القمر الصناعي بدور الوساطة بين طبق الإرسال وطبق الإستقبال ونلاحظ ضرورة وأهمية رؤية كلا الطبقين للقمر الوسيط حتى يتحقق الإتصال بين المرسل والمشاهد

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وهذه الصورة تبين المناطق التي يغطيها أحد الأقمار بالشرق الأوسط ووسط أوروبا

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وهذه الصورة للمنطقة التي يغطيها أحد الأقمار بقارة آسيا

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وتتوزع الأقمار الصناعية في مدار يعرف بمدار كلارك وهو عبارة عن طوق يحيط بالكرة الأرضية فوق خط الإستواء مباشرة موازيا له ويبعد عنه وعن سطح الأرض بمسافة 36 ألف كيلو مترا

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وعلى ذلك يكون لكل قمر مجال للتغطية حسب موقعه المداري وحسب طبيعة إشعاعه ( تغطية إما كاملة أو محدودة أي مركزة )

ولذلك فإن من شروط إستقبال القنوات التي يبثها قمر معين أن يكون طبق الإستقبال في المنطقة التي يراها أو التي يغطيها القمر الصناعي (أي يجب أن يرى كلا من طبق الإستقبال والقمر الصناعي بعضهما البعض وأن يكون شعاع القمر واصل لمنطقة الإستقبال )
وهذا يفسر إمكانية إستقبال قنوات معينة بمناطق معينة دون أخرى

مكونات نظام الإستقبال الفضائي
--------------
أولا : المكونات الأساسية
--------------
عرفنا أن الترددات التي تتضمن القنوات تأتي الينا من الأقمار المختلفة على شكل شعاع ، هذا الشعاع يكون عبارة عن حزم من الموجات الكهرومغناطيسية تحمل الموجات الحاملة عالية التردد والتي تتضمن عدد من الترددات المختلفة (transponders ) يحمل كل منها المعلومات التي تخص عدد من القنوات (في النظام الرقمي ) أو أن يحمل تلك الموجات الحاملة التي تتضمن عدد من القنوات ( في النظام التماثلي )
هذه الحزم تحتوي كل حزمة منها على إشارة ضعيفة جدا وتكون هذه الحزم على هيئة خطوط متوازية لذلك يستخدم طبق على شكل القطع الناقص parabola لإستقبال هذه الحزم المتوازية ليعكسها عند نقطة تجمع تعرف بال focal point وهي بؤرة الطبق والتي عندها تتجمع معظم هذه الحزم لتعطي أعلى ما يمكن من شدة الإشارة المستقبلة

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وعند هذه البؤرة تحديدا نضع بوق التغذية للاقط feed horn والذي يغذي ال LNB وهي إختصار لكلمة (low noise blockdown convertor ) وهي عبارة عن ( مكبر أولى ومغير تردد منخفض الشوشرة ) ويتكون اللاقط من بوق للتغذية feed horn عبارة عن فتحة تسمح عبرها بمرور الحزم الشعاعية المنعكسة فتأخذ مسارها لترطتم بما يعرف بالمجس ( probe ) الذي ينقل جميع الإشارات المستقبلة من القمر إلي وحدة التكبير الأولي باللاقط يتم بعدها خفض التردد متناهي العلو وتحويله الى تردد أقل يسمح للرسيفر بالتعامل معه

وتستمر رحلة الإشارة لتدخل للرسيفر عبر كابل محوري يربط بين وحدة اللاقط ومدخل الرسيفر ( وحدة التيونر )

وعلى ذلك نخلص إلى أن نظام الإستقبال الفضائي يتكون أساسا من أربعة مكونات أساسية هي :

1 - الطبق 2- اللاقط 3 - الكابل المحوري 4 - الرسيفر

وسنتكلم عن تلك المكونات تفصيلا بإعتبارها المكونات الأوليه و الأساسية بأي نظام
وسنتطرق لاحقا للمكونات الثانوية وملحقات النظام
كما سنتعرف على العوامل المؤثرة في قوة الإشارة وآراء الخبراء في هذا الخصوص وكيفية الضبط الدقيق للطبق واللاقط لتحقيق ذلك
وسنذكر أنماط التركيب المختلفة كالثابت والمتحرك والمركزي (فردي - جماعي - شبكة )
ونختتم بالتعرف على الأعطال الشائعة وكيفية صيانة النظام

وظيفة ومواصفات طبق الإستقبال Parabolic Dish Antenna
--------------------------------------------------
وظيفة الطبق
-----------------------
يقوم الطبق بتجميع حزم شعاع البث في نقطة البؤرة وهي النقطة التي عندها تكون شدة الشعاع المنعكس أعلى ما يمكن

ويأخذ الطبق أشكالا مختلفة من حيث التصميم الا أنه في جميع الأحوال يتم تركيز الإشعاع المنعكس بنقطة البؤرة
والشائع من التصميمات أن يأخذ طبق الإستقبال شكل القطع الناقص parabola وهو جزء من سطح كرة على شكل طاقية

ويتم توجيه هذا الطبق ليقابل شعاع البث القادم من القمر ، ويقوم سطح الطبق المقعر بعكس حزم الإشعاع لتلتقي جميعها في نقطة واحدة تعرف بالبؤرة focus

كما هو موضح بالصورة

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويمكن تقليل حجم الطبق ( بتقليل القطر والعمق - المنطقة المظلله فقط ) ويلاحظ هنا أن كمية الأشعاع قد تقلصت حسب مقدار التقليل في هذين العنصرين ( القطر والعمق )

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وهذه الصورة تبين العناصر الأساسية التي تتوقف عليها المواصفات الهندسية لأي طبق وعليها يتم تحديد البعد البؤري ، حيث يتم تركيب وحدة اللاقط بحيث تقع فتحة بوق التغذية الخاص باللاقط عند هذه البؤرة تماما focal point
ولذلك تسمى هذه النقطة بال hot spot لكونها أعلى نقطة في شدة الإشارة المنعكسة من الطبق

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

حساب البعد البؤري focal point

-----------------------------------
البعد البؤري f = (مربع نصف قطر الطبق) مقسوم على ( 16 x العمق )

Focal length = f البعد البؤري
Depth = c ( العمق )

Diameter = D (نصف قطر الطبق )

f = ( D x D ) / ( 16 x c )

والرابط التالي

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

يتضمن برنامج بسيط الا أنه دقيق لحساب البعد البؤري بطريقة سهلة وسريعة
وكل ما عليك أن تدخل قيمة قطر الطبق وقيمة عمقة وسيحسب لك البرنامج قيمة البعد البؤري

مواصفات الطبق الجيد
------------------------------
الطبق هو العنصر الرئيسي والأهم في أي نظام إستقبال فضائي وهو هوائي الإستقبال بالنظام فيعتبر أول المكونات التي تتعامل مع حزم الشعاع المرسل من القمر
وتتوقف جودة الإشارة المستقبلة بالدرجة الأولى على عدة عوامل من أهمها جودة الطبق نفسه وملائمة حجمه للقنوات المراد إستقبالها ، وعموما كلما زاد قطر الطبق كلما ذادت فرصتة لإلتقاط حزم الإشعاع الضعيفة ، بينما الحزم غزبرة الإشعاع فيمكن إستقبالها بإستخدام طبق صغير الحجم نسبيا
وتصنع الأطباق الجيدة عادة من مادة الألومنيوم وهو أفضل المواد على الإطلاق يليه مادة الصاج ( الحديد) المطلي بطلاء مقاوم أو مانع للصدأ وهناك بعض الأطباق تصنع من مواد أخرى كالفيبر جلاس ( الألياف الزجاجية ) المحتوي على طبقة داخلية عاكسة للإشارة كرقائق الألومنيوم أو الحديد ، وتتطلى الأطباق دائما بطلاء يسمح بنفاذ الشعاع منه ليرتطم بالسطح المعدني المباشر للطبق كما يسمح بإرتداد الشعاع من هذا السطح ليتوجه لبوق التغذية للاقط دون أدنى إعاقة ، مع الأخذ في الإعتبار عدم إستخدام المواد العاكسة للضوء أو المستخدمة في صناعة المرايا ( كنترات الفضة ) في دهان الأطباق ( على عكس ما يعتقد الكثيرين ) لأن إنعكاس الضوء يتبعه إنعكاس وتركيز الحرارة بمنطقة البؤرة مما يؤثر سلبا على عمل مكبر اللاقط ويؤدي في النهاية الى تلف هذه الوحدة ، ولا بد أن نفرق بين إنعكاس وتجميع الإشارة وإنعكاس وتجميع الضوء أوالحرارة
ومن الأشياء الهامة جدا التي تحدد جودة الطبق الا يكون به أي إعوجاج أو تموجات بسطحه وأن يكون متماثل الحواف خالي من الصدمات حتى لا يعطي إنعكاسات مشتتة في إتجاهات مختلفة تكون متباعدة وتخرج عن نطاق بوق التغذية وتعتبر فقدا كبيرا في كسب الطبق وهو ما يعرف بال gain
إذن الطبق الأجود هو الطبق الذي يعطي أعلى كسب ممكن

صور توضح طبق الإستقبال على شكل القطع الناقص parabola

parabolic dish

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ومنها ما يعمل بنظرية الإنعكاس المتعدد للإشارة والمعروفة بالمصطلح multifire beam

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وهناك أنماط وطرز أخرى متعددة لأطباق الإستقبال

فمنها مثلا الطبق الشبكي Mesh Dish المستخدم بالأماكن الساحلية شديدة الرياح أو المناطق ذات العواصف الرملية

وهذه صورته

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وأيضا الطبق المسطح flat dish والذي إنتشر لفترة من الزمن ويمتاز بأنه يشغل حيزا صغيرا ويمكن وضعه ملاصقا لحائط

وهذه بعض الصور لهذا الطراز

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وهذه الأطباق المسطحة تحتوي على العديد من المجسات ( probes ) المنتشرة بداخل مسطح الطبق ( نصفها أفقي الإستقطاب ونصفها الآخر رأسي الإستقطاب ) وجميعها ترتبط بوحدتي لاقط أي لاقطين أحدهما خاص بالقنوات الأفقية والآخر خاص بالقنوات الرأسية ويتم الإنتقال بينهما عن طريق تغيير الفولتية من 18 إلى 13 فولت كما سيأتي شرحه لا حقا

وهناك أيضا آخر صيحة في عالم تكنولوجبا تصنيع أطباق الإستقبال وهو الطبق المحمول portable dish
والذي يتضمن لاقط ويمكن أيضا أن يزود برسيفر

اليكم صورتة

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]