Δορυφορικό πιάτο

Το δορυφορικό πιάτο είναι μία παραβολική κεραία σε μορφή πιάτου, σχεδιασμένη να λαμβάνει ή να εκπέμπει πληροφορίες μέσω ραδιοκυμάτων, προς ή από έναν τηλεπικοινωνιακό δορυφόρο. Ο όρος συνήθως εννοεί το δορυφορικό πιάτο που χρησιμοποιείται από τους καταναλωτές για να λαμβάνουν  δορυφορική τηλεόραση άμεσης μετάδοσης από έναν δορυφόρο απ' ευθείας εκπομπής σε γεωστατική τροχιά. Οι γεωστατικοί δορυφόροι βρίσκονται σε ύψος 36000 χιλιόμετρα και φαίνονται πάντα στην ίδια (σταθερή) θέση από έναν τόπο.

Αρχή λειτουργίας

Η παραβολική μορφή του πιάτου ανακλά το σήμα που έρχεται από το δορυφόρο και το συγκεντρώνει στο εστιακό σημείο της παραβολής. Στο εστιακό σημείο είναι τοποθετημένη μία κεραία χοάνης. Η κεραία χοάνης βρίσκεται στο άκρο ενός κυματοδηγού, ο οποίος παίρνει το σήμα από το σημείο εστίασης και το κατευθύνει  σε έναν   προς τα κάτω μετατροπέα συχνότητας (Down Converter, δηλ. σε χαμηλότερες συχνότητες από τη συχνότητα λήψης)  χαμηλού θορύβου, το LNB. Το LNB μετατρέπει τα σήματα από  ηλεκτρομαγνητικά ή ραδιοφωνικά κύματα σε ηλεκτρικά σήματα και μετατρέπει και τη συχνότητά τους από τις συχνότητες της ζώνης-C  (C-band )και/ή ζώνης-Kᵤ     (Kᵤ₋band) στην περιοχή συχνοτήτων της ζώνης-L  (L -band).  Τα πιάτα απευθείας δορυφορικής μετάδοσης  χρησιμοποιούν ένα LNBF, το οποίο ενσωματώνει την κεραία χοάνης με το LNB. (Το 2004  ανακοινώθηκε από το Πανεπιστήμιο του Waterloo  μια νέα μορφή πανκατευθυντικής δορυφορικής κεραίας λήψης, η οποία δεν χρησιμοποιεί κατευθυντικό παραβολικό πιάτο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια κινητή πλατφόρμα, όπως ένα όχημα).
Το θεωρητικό κέρδος (κατευθυντικό κέρδος) ενός πιάτου συγκεκριμένων διαστάσεων, αυξάνεται καθώς αυξάνεται  η συχνότητα. Το πραγματικό κέρδος εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως το φινίρισμα της  επιφάνειας, την ακρίβεια του σχήματος, την προσαρμογή της χοάνης τροφοδοσίας (feedhorn) με τον κυματοδηγό. Μια τυπική τιμή κέρδους για ένα καταναλωτικό δορυφορικό πιάτο  διαμέτρου 60 cm στα  11.75 GHz είναι 37,50 dB.
Στις χαμηλότερες συχνότητες, για παράδειγμα τη ζώνη C, οι σχεδιαστές πιάτων  έχουν μια ευρύτερη δυνατότητα επιλογής υλικών. Το μεγάλο μέγεθος των πιάτων, που απαιτείται για χαμηλότερες συχνότητες, οδήγησε στην κατασκευή πιάτων από μεταλλικό πλέγμα στηριγμένο σε ένα μεταλλικό πλαίσιο. Σε υψηλότερες συχνότητες, σχεδιασμοί τύπου πλέγματος είναι πιο σπάνιοι, αν και μερικοί σχεδιασμοί έχουν χρησιμοποιήσει ένα συμπαγές πιάτο με οπές.
Τα σύγχρονα πιάτα που προορίζονται για την λήψη της ζώνης Ku από μία τροχιακή θέση, για  οικιακή τηλεοπτική χρήση, έχουν γενικά διάμετρο από 43 cm  έως  80 cm  και είναι ακίνητα σε μία θέση. Πριν από την εμφάνιση των υπηρεσιών  απευθείας δορυφορικής μετάδοσης, οι οικιακοί καταναλωτές είχαν  γενικά ένα κινούμενο  πιάτο της ζώνης C με διάμετρο έως 3m, για τη λήψη καναλιών από διαφορετικούς δορυφόρους. Όμως τα υπερβολικά μικρά πιάτα μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα, συμπεριλαμβανομένων διαλείψεων λόγω βροχής και παρεμβολές από γειτονικούς δορυφόρους.

Ευρώπη

Στην Ευρώπη, οι συχνότητες που χρησιμοποιούνται από υπηρεσίες  DBS είναι από 10.7–12.75 GHz, σε δύο πολώσεις: Την H -Οριζόντια (Horizontal) και V-Κάθετη (Vertical). Αυτή η περιοχή χωρίζεται στην "χαμηλή ζώνη" ("low band") με συχνότητες από 10.7–11.7 GHz, και την "υψηλή ζώνη" ("high band")  με συχνότητες από 11.7–12.75 GHz. Αυτό οδηγεί σε δύο ζώνες συχνοτήτων, που η κάθε μία έχει  εύρος ζώνης περίπου 1 GHz, και με δύο δυνατές πολώσεις η κάθε μία. Στο LNB γίνεται προς τα κάτω μετατροπή των συχνοτήτων  στην περιοχή από  950-2150 MHz, το οποίο είναι το εύρος συχνοτήτων που διατίθεται για την δορυφορική υπηρεσία στο ομοαξονικό καλώδιο μεταξύ του LNBF και του τηλεοπτικού δέκτη. Οι χαμηλότερες από τις παραπάνω συχνότητες, διατίθενται για την καλωδιακή και επίγεια τηλεόραση, το ραδιόφωνο FM, κ.λ.π. Μόνο μία από αυτές τις τέσσερεις  ζώνες συχνοτήτων χωράει στο ομοαξονικό καλώδιο, έτσι ώστε κάθε μία από αυτές τις ζώνες χρειάζεται ξεχωριστό καλώδιο από το LNBF μέχρι τον πίνακα μεταγωγής (switching  matrix)  ή ο δέκτης πρέπει να επιλέξει κάθε φορά μόνο μία από τις 4 δυνατές επιλογές.

Σχεδιασμός Συστημάτων

Σε μία απλή  οικιακή εγκατάσταση με ένα μόνο δέκτη, υπάρχει μόνο ένα  ομοαξονικό καλώδιο που συνδέει το δέκτη του κτιριίου με το LNB του πιάτου. Η DC τάση  που απαιτείται για τη λειτουργία του LNB παρέχεται μέσα από το ίδιο το ομοαξονικό καλώδιο που μεταφέρει και το σήμα στο δέκτη. Επιπλέον μέσω του καλωδίου,  μεταφέρονται επίσης από το δορυφορικό δέκτη προς το LNB και τα σήματα ελέγχου. Ο δέκτης χρησιμοποιεί διαφορετικές τάσεις  (13 / 18 V) για την επιλογή της   πόλωσης (οριζόντιας ή κάθετης της κεραίας) της κεραίας και πιλοτικούς τόνους (22 kHz) για να καθοδηγήσει το LNB να επιλέξει μία από τις δύο ζώνες συχνοτήτων (χαμηλή ή υψηλή). Σε μεγαλύτερες εγκαταστάσεις κάθε μπάντα και πόλωση χρησιμοποιεί το δικό της καλώδιο, οπότε υπάρχουν 4 καλώδια από το LNB προς το πίνακα μεταγωγής, που δίνει τη δυνατότητα σύνδεσης πολλών δεκτών σε τοπολογία αστέρα χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο σηματοδότησης όπως και στις εγκαταστάσεις ενός μόνο δέκτη.
 Για τη στόχευση του δορυφόρου μπορεί να βοηθήσει ένας satellite finder .

Μηχανοκίνητο πιάτο

Το μηχανοκίνητο πιάτο είναι ένα πιάτο που μπορεί να μετακινηθεί από ένα βηματικό κινητήρα ή ένα σερβοκινητήρα  και μπορεί να δείδιάφορες θέσεις δορυφόρων στον ουρανό. Τα μηχανοκίνητη πιάτα είναι δημοφιλή σε χομπίστες . Υπάρχουν τρία ανταγωνιστικά πρότυπα: DiSEqC, USALS, και 36 V positioners. Πολλοί δέκτες υποστηρίζουν όλα τα παραπάνω πρότυπα.

Multi-satellite

Μερικά σχέδια επιτρέπουν την ταυτόχρονη λήψη από πολλαπλές διαφορετικές θέσεις των δορυφόρων, χωρίς την εκ νέου τοποθέτηση του πιάτου. Στον κάθετο άξονα, λειτουργεί ως off-axis κοίλων παραβολικών κοίλων υπερβολική Cassegrain ανακλαστήρα, ενώ ο οριζόντιος άξονας λειτουργεί ως ένα κοίλο κυρτό Cassegrain. Το σημείο από τον κύριο πιάτο περιπλανιέται σε όλη την δευτεροβάθμια, η οποία διορθώνει τον αστιγματισμό από τις ποικίλες καμπυλότητα. Το ελλειπτικό άνοιγμα του πρωτεύοντος είναι σχεδιασμένο για να ταιριάζει με το παραμορφωμένο φωτισμός από τα κέρατα. Λόγω διπλό δευτερογενείς, αυτό είναι το πιο λογικό για ένα μεγάλο πιάτο.

VSAT

Ένας κοινός τύπος πιάτο είναι το very small aperture terminal (VSAT). Αυτό παρέχει αμφίδρομη δορυφορικό internet επικοινωνιών τόσο για τους καταναλωτές όσο και ιδιωτικά δίκτυα για τους οργανισμούς. Σήμερα, οι περισσότεροι Vsat λειτουργούν σε Kᵤ μπάντα; Γ ζώνη περιορίζεται σε λιγότερο πυκνοκατοικημένες περιοχές του κόσμου. Υπάρχει μια κίνηση που ξεκίνησε το 2005, προς τη νέα Κμια μπάντα δορυφόρους που λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες, που προσφέρει τη μεγαλύτερη απόδοση με χαμηλότερο κόστος. Αυτές οι κεραίες διαφέρουν από 74 to 120 centimetres (29 to 47 in) στις περισσότερες εφαρμογές, αν και το C-band Vsat μπορεί να είναι όσο το 4 metres (13 ft).

Σπιτικά πιάτα

Οποιαδήποτε μεταλλική επιφάνεια η οποία επικεντρώνεται σε ένα σημαντικό μέρος της ανακλώμενης φούρνους μικροκυμάτων σε εστίασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κεραία, σε χαμηλότερο κέρδος. Αυτό έχει οδηγήσει σε σκουπίδια μπορεί καπάκια, woks, και άλλα αντικείμενα που χρησιμοποιούνται ως "πιάτα". Μόνο σύγχρονο χαμηλού θορύβου Lnb και την υψηλότερη ισχύ μετάδοσης της DTH δορυφόρους, επιτρέπει ένα χρήσιμο σήμα που θα λάβει από την εν λόγω αναποτελεσματικών DIY κεραίες.

Ιστορία

Παραβολικές κεραίες με το όνομα "πιάτο" ήταν σε χρήση πολύ πριν τη δορυφορική τηλεόραση. Ο όρος "δορυφορικό πιάτο" επινοήθηκε το 1978 κατά την έναρξη της βιομηχανίας της δορυφορικής τηλεόρασης  και κατέληξε να εννοεί τις παραβολικές κεραίες που στέλνουν και/ή λάμβάνουν σήματα από δορυφόρους επικοινωνιών. Ο Taylor Χάουαρντ του San Andreas, Καλιφόρνια προσάρμοσε  το 1976 έναν πρώην στρατιωτικό πιάτο και έγινε το πρώτο πρόσωπο έλαβε δορυφορικά τηλεοπτικά σήματα, με τη χρήση του.
Τα πρώτα τηλεοπτικά δορυφορικά πιάτα κατασκευάστηκαν για τη λήψη αναλογικών  σήματων στην C-band και ήταν πολύ μεγάλα. Το μπροστινό κάλυμμα του Χριστουγεννιάτικου καταλόγου του 1979  του Neiman-Marcus παρουσίασε τους πρώτους  δορυφορικούς σταθμούς προς  πώληση.Τα πιάτα ήταν σχεδόν 6,1 μέτρα σε διάμετρο.Τα δορυφορικά πιάτα από τις αρχές της δεκαετίας του 1980 ήταν από 3 έως 3, 9 μ.ετρα σε διάμετρο  και ήταν κατασκευασμένα από fiberglass με ένα ενσωματωμένο στρώμα από πλέγμα καλωδίων ή φύλλο αλουμινίου  ή συμπαγές  αλουμίνιο ή χάλυβα.
Δορυφορικά πιάτα από το πλέγμα καλωδίων για πρώτη φορά βγήκε στις αρχές της δεκαετίας του 1980, και ήταν αρχικά 3 μέτρα  σε διάμετρο. Καθώς όμως η τεχνολογία του μπρόσθιου μέρους βελτιωνόταν και το επίπεδο θορύβου του Lnb έπεσε, το μέγεθος συρρικνώθηκε λίγα χρόνια αργότερα στα 2,4 μέτρα, και συνέχισε να μειώνεται και έπεσε στα 1,8 μέτρα από στα τέλη της δεκαετίας του 1980 και στα 1,2 μέτρα τις αρχές της δεκαετίας του 1990. Ωστόσο συνέχισαν να χρησιμοποιούνται και μεγαλύτερα πιάτα. Τον Δεκέμβριο του 1988, ο δορυφόρος του Λουξεμβούργουάρχισε να εκπέμπει αναλογικά τηλεοπτικά σήματα στη ζώνη Kᵤ μπάντα για την Ευρωπαϊκή αγορά. Αυτό επέτρεψε μικρά πιάτα δια μέτρου 90cm να χρησιμοποιηθούν για πρώτη φορά αξιόπιστα.
Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, τέσσερις μεγάλες Αμερικανικές εταιρίες καλωδιακής τηλεόρασης ίδρυσαν την PrimeStar, μία εταιρεία άμεσης μετάδοσης χρησιμοποιώντας δορυφόρους μεσαίας ισχύος. Η σχετικά ισχυρές εκπομπές της ζώνης Kᵤ επέτρεψαν, για πρώτη φορά, τη χρήση μικρών πιάτων έως 90 cm . Στις 4 Μαρτίου 1996, η  EchoStar εισήγαγε τη Digital Sky Highway (Dish Network). Αυτό ήταν το πρώτο ευρέως χρησιμοποιηθέν σύστημα  απευθείας δορυφορικής τηλεοπτικής  μετάδοσης  και επιτρέψε τη χρήση μικρών πιάτων  των 50 cm. Αυτή η μεγάλη μείωση του μεγέθους του πιάτου  επέτρεψε, επίσης, την εγκατάσταση δορυφορικών πιάτων σε οχήματα. Τα πιάτα αυτού του μεγέθους είναι ακόμα σε χρήση σήμερα. Ωστόσο, τηλεοπτικοί σταθμοί εξακολουθούν να προτιμούν να μεταδίδουν σήματα  σε αναλογική μορφή με πιάτα μεγάλου μεγέθους στην C-band, λόγω του γεγονότος ότι τα σήματα της ζώνης C-band είναι λιγότερο επιρρεπή σε διαλείψεις, λόγω βροχής, από τα σήματα της ζώνης  Kᵤ.