Солнце – источник помех в спутниковой связи

Каким образом солнце может создавать помехи приёму программ со спутника?

Геостационарные спутники располагаются на орбите на высоте примерно 36 000 километров над земной поверхностью и висят непосредственно над линией экватора. Исходя из того, что экватор отклонён на 22,5°, солнце находится на одной прямой линии со спутниками и принимающими станциями дважды в год – весной и осенью. Эти периоды называют «солнечной засветкой» или же «солнечной интерференцией».

Спутниковый оператор Xtra TV, например, уже уведомил своих абонентов о возможных проблемах приема сигнала с 26 февраля по 06 марта.

Тепловая энергия, излучаемая солнцем, является мощным источником зашумления, охватывающего все частотные диапазоны, включая диапазон, используемый для спутниковой связи. Это зашумление называют «тепловым шумом». Когда солнце – и, соответственно, источник теплового шума – оказывается на прямой линии со спутником и приёмной антенной наземной станции (линия видимости), уровень этого шума в точке приёма станции становится настолько сильным, что начинает заглушать уровень сигнала спутниковой несущей, что приводит к временному прерыванию приёма.

Причиной солнечной засветки является неспособность приёмной антенны наземной станции различить полезный радиочастотный сигнал, передаваемый со спутника, в бушующем море солнечной энергии. Это подобно тому, как вы беседуете с человеком, стоящим рядом с вами, и вдруг возникает громкий шум, который полностью заглушает голос собеседника. В результате, всё что вы слышите – это громкий шум, и до тех пор, пока он не прекратиться или не удалиться на приличное расстояние, вы не сможете различить в нём голос человека, с которым вы разговариваете.

Длительность периода солнечных помех зависит от географической точки размещения приёмной антенны, орбитальной позиции спутника над экватором, диаметра приёмной антенны, а также от частоты несущей. Обычно эти периоды солнечной засветки начинаются с краткосрочных (длительностью в несколько минут) периодов потери сигнала. Такие краткосрочные отключения свидетельствуют о том, что солнце уже находится вблизи той точки, когда оно оказывается на одной линии со спутником и принимающей антенной.

Мощность тепловой энергии солнца сильна настолько, что она способна создавать временные помехи спутниковому сигналу и становиться причиной солнечной засветки уже тогда, когда солнце лишь только приближается к этой точке на горизонте. С каждым днём движения нашей планеты по орбите солнце всё больше смещается на север относительно земной поверхности, двигаясь понемногу к той самой «опасной» точке, когда оно окажется для приёмной антенны непосредственно на одной линии со спутником. Чем ближе солнце к этой точке, тем более длительными становятся периоды солнечной засветки. И, наконец, они достигают своего пика – это значит, что солнце, спутник и приёмная антенна на Земле выстроились чётко в одну линию. По мере того, как солнце начинает удаляться от этой точки на небе относительно приёмной станции, постепенно снижается и уровень помех, и, в конце концов, становится совершенно некритичным для приёма. Однако через какое-то время солнце начинает двигаться на юг, и наступает очередной сезон максимальных помех (в северном полушарии это осень).

Исходя из того, что все геостационарные спутники постоянно находятся в одной географической линии – над экватором – и расположены на орбите на постоянной высоте – 36 000 километров – солнечная засветка скажется на работе антенны в определённом месте. К примеру, у нас есть четыре антенны, расположенные в одной географической точке и направленные на четыре разных спутника (для чистоты эксперимента предположим, что диаметр тарелок и значение несущей частоты являются одинаковыми для всех четырёх). Солнечная засветка скажется на работе их всех в разное время в течение дня, перемещаясь от одной тарелки к другой. Различие в сроках наступления периода солнечной засветки для каждой из антенн связано с тем, что Земля вращается вокруг своей оси, и «опасная точка» расположения солнца смещается в течение дня.

Продолжительность периодов солнечной засветки обратно пропорциональна размеру спутниковой тарелки и показателю несущей частоты. Иными словами, чем больше диаметр тарелки – тем короче периоды засветки и тем ниже уровень шума. Соответственно, чем меньше диаметр тарелки – тем время и интенсивность зашумления выше.

Источник: журнал MEDIASAT : цифровое ТВ, радиовещание и телекоммуникации