Newsgroup: it.hobby.elettronica.digitale
Titolo: Parallelo di parabole per ricezione SAT

Vorrei capire se e' possibile mettere in parallelo un certo numero di
parabole per rimpiazzare una piu' grande (problemi di portanza al vento,
robustezza strutturale, etc.).
Credo che in questo NG c'e' il know-how utile. Riassumo brevemente il
funzionamento nella fase iniziale, per vedere come intervenire.
Un satellite trasmette una microonda di alcuni watt di potenza a 36'000 km
di distanza. L'attenuazione che il segnale subisce lungo questo percorso e
a causa dell'atmosfera e' di circa 200 dB. Il segnale percio' arriva con
potenze cosi' basse che occorre una parabola per "concentrare" il segnale e
portarlo nel suo fuoco ad almeno qualche microwatt.
C'e' da ricordare che il segnale ricevuto dalla parabola e' maggiore per
frequenze piu' alte, percio' il guadagno G e' variabile ed e' piu' grande,
piu' alta e' la frequenza.
A causa delle flebile potenza, il segnale va immediatamente amplificato e
con una aggiunta di rumore il minimo possibile. Questo e' fatto con un LNA
(low noise amplifier), amplificatore a basso rumore. In genere consiste in
due o tre stadi di amplificazione, progettati per tenere il rumore al
minimo possibile.  Oggi si vendono con una temperatura di rumore intorno ai
NT=43K (NF=0,6 dB), ma sono comuni anche amplificatori da NT=21K (NF=0,3
dB), usando GaAsFET per lo stadio iniziale.
Dopo il LNA, con un guadagno variable da 30 a 45 dB, si e' incrementata la
potenza del segnale da un minimo di alcuni mW ad alcuni decimi di W.
Pero' non possiamo ancora utilizzare il segnale, perche' alla frequenza
della banda Ku (10,7-12,75 GHz, cioe' da 2,8-2,4 cm) soffrirebbe una
attenuazione molto alta sul cavo coassiale che lo collega al ricevitore,
che in genere si trova ad almeno alcune decine di metri di distanza. Ed e'
da escludere una ulteriore amplificazione alla fine del cavo, perche' si
aggiungerebbe altro rumore, troppo questa volta.
Per questo motivo subito l'LNA, una parte della banda interessata (ampia
1,20 GHz) viene traslata in basso nella banda 0,95-2,15 GHz (detta
frequenza intermedia, IF). Per coprire tutta la banda Ku, questa
traslazione viene fatta per due parti separate della banda Ku:
banda LO 10,70-11,70 traslata di 9,75 GHz (0,95-1,95)
banda HI 11,70-12,75 traslata di 10,60 GHz (1,10-2,15)
Questa traslazione viene fatta da un convertitore a blocco, con un circuito
eterodina, cioe' miscelando una frequenza fissa (9,75 oppure 10,60 GHz) con
la frequenza in ingresso. L'uscita che si ottiene e' una serie di segnali
di somme e differenze, e loro multipli, dei due ingressi al miscelatore. Un
semplice filtro sopprime tutti le componenti, tranne che la differenza.
Notare che il miscelatore amplifica ulteriormente e che il filtro finale e'
preceduto da un'ulteriore amplificatore in banda IF. Oggi l'LNA ed i
convertitori a blocchi sono incorporati in un'unico dispositivo detto LNB,
anche se sarebbe piu' corretto definirli LNBF perche' includono anche il
feed (la tromba che convoglia le microonde verso la piccola antenna
interna). In conclusione, un LNB ci da' un guadagno di 50-60 dB, cioe' una
potenza IF in uscita intorno al Watt.
Scusate la lunga premessa, ma almeno cosi' partiamo da una base comune.
Nella radioastronomia, per non construire parabole troppo grandi, si usa il
metodo della interferometria per aumentare la risoluzione usando piu'
antenne. L'interferometria lavora sul principio per cui due forme d'onda
coincidenti con la stessa fase si amplificano, mentre se in controfase si
cancellano. Nel caso della ricezione satellitare non si tratta di aumentare
la risoluzione, ma la potenza del segnale. Pero' il ragionamento non mi
sembra tanto diverso, si tratta sommare i due segnali. In radioastronomia
in genere si registrano i segnali delle varie antenne (anche decine) e poi
si inseriscono i dati in un elaboratore veloce per ottenere il segnale
combinato.
Nel caso satellitare, data la disponibilita' di dischi di grossa capacita'
pensavo di fare una cosa simile. Registrare e digitalizzare i flussi IF di,
ad esempio, due parabole e poi combinarli insieme (mi pare con un
convoluzione ?) per ottenere un segnale piu' forte. Ed e' qui che mi fermo
(non mi ricordo piu' niente di Teoria delle Comunicazioni e trasformate di
Fourier).
Qualcuno ha qualche idea ?
Immagino che c'e' un primo problema di sincornizzare i due segnali (idee ?).
La mia intenzione e' di verificare prima la fattibilita' di un simile
approccio e poi una volta ottenuti risultati "in differita", valutare la
potenza di calcolo necessaria per farlo in tempo reale.
Pekilan
-- 
La genialita' si riconosce nella facilita' a spiegare quello che e'
complesso

 Immagino che c'e' un primo problema di sincornizzare i due segnali (idee ?).
Niente da eccepire sulle premesse ma nella realizzazione pratica hai
davanti due ostacoli di non poco conto:
1) Trattandosi di una banda molto larga, dovresti costruire un
equalizzatore che 'allinei' i due segnali di antenna. Ovvero interporre
sulle due linee, prima della somma dei segnali, dei phase shifter, linee di
ritardo ed attenuatori esattamente allineati e tra di loro complementari.
(NDA bene che ti vada, lasceresti 'sul campo' due o tre dB..) 
2) Solo irraggiungibili attrezzature di misura ti potrebbero aiutare nella
messa a punto della "rete" (che va fatta sul campo) poichè trattandosi di
segnali digitali, se ti affidi solo a ciò che vedi (quando lo vedi...) c'è
da uscirne pazzi e non avresti indizi utili per apportare correzioni non
grossolane.
Se si trattava di segnali analogici ad *una* frequenza stabilita, con
*molta* pazienza (forse) qualcosa si poteva fare.....
-- 
73's de IZ5FCY Roberto

 potenza di calcolo necessaria per farlo in tempo reale.
Credo che sincronizzare i 2 segnali sia il minore dei problemi.
Non mi definisco esperto del settore però se fai due conti ti rendi 
conto che la cosa è pressocchè impossibile.
1) Campionare il segnale a IF significa campionarlo ad almeno il doppio 
della banda, che nel nostro caso sarebbe il doppio di 2.15GHz, pari a 
4.30GHz; non credo esistano convertitori AD che lavorino a questa frequenza.
2) Ammesso che si riesca a trovare un tale convertitore rimane il 
problema che il flusso di dati in output dalla conversione, anche 
ipotizzando che basti una risoluzione di 8bit, sarebbe enorme, circa 
32GBit al secondo. Un tale flusso non credo sia gestibile da nessun PC. 
Le LAN arrivano a 10GBit/s e la velocità dei migliori hard-disk si 
attesta su 1GBit/s.
3) Ammesso anche che si riesca a trovare il modo di trattare questa 
grande quantità d'informazione e registrarla su un supporto non volatile 
per una successiva elaborazione, rimane il fatto che lo spazio richiesto 
sarebbe enorme. Con un flusso di 4.3GB al secondo riempiresti un hd da 
1TB in meno di 4 minuti .
4) Infine, considerando l'elaborazione che devi eseguire sul segnale, mi 
aspetterei dei tempi di calcolo con i PC attuali di non meno di qualche 
ora per i 4 minuti registrati.
Quello che vuoi fare è pensabile, ma con la tecnologia attuale mi sa che 
non è fattibile.
ciao

 non è fattibile.
Ci vuole un trucco ... hmmm ... ;-)


 *molta* pazienza (forse) qualcosa si poteva fare.....
Peccato che nel caso della ricezione per l'intrattenimento, l'interesse
nell'analogico e' scarso.


 flusso.
Il punto è che non puoi memorizzare il flusso perchè non esistono 
sistemi di registrazione con banda così ampia, anche il nastro magnetico 
che citi dopo non risolve il problema, perchè non credo esista un nastro 
con banda di 2GHz.
L'unica strada che vedo percorribile, credo sia quella di "sommare" i 
segnali provenienti dalle varie antenne in maniera completamente 
analogica, scartando l'eleborazione digitale.
E' una pratica abbastanza comune costruire array di antenne per 
aumentare la direttività e/o il guadagno.
Purtroppo questo non è il mio campo e non posso aiutarti, ma io mi 
concentrerei su quest'ultimo punto.
ciao

 valutare la potenza di calcolo necessaria per farlo in tempo reale.
L'elaborazione in differita non ha molto senso: sarebbe troppo lenta
e richiede di memorizzare una quantità enorme di dati.
Se la banda *utile* del tuo segnale fosse un pò più "umana" (anche
qualche centinaio di MHz), a parte i problemi di sincronizzazione dei
mixer di downoconversione, si potrebbe elaborare il segnale anche in
tempo reale, con un sistema apposito realizzato con FPGA.
Dipende molto dalle caratteristiche del segnale però (se analogico,
digitale, com'è modulato e se usa qualche codifica di canale etc...)
Ciao,
A.D.
P.S. Hola sensazione che il problema sia mal posto in origine.

perche complicare , se la soluzione e una parabola piu grande, la stragrande
maggioranza dei satelliti televisivi (credo sia questo quello che vuoi
ricevere) si ricevono con parabole da un minimo di 60 cm , e per i piu
deboli e bassi sull'orizzonte una 150 basta e avanza , sempre se parliamo di
banda ku , in banda c le dimensioni aumentano.
se proprio vuoi complicarti la vita devi trovare il modo di sommare i
segnali in analogico , prima della conversione , ovvero un sistema di
parabole che concentrino il segnale in un unico punto o un sistema che
convoglia i segnali dal fuoco di ogni singola parabola con delle guide
d'onda.

 convoluzione ?) per ottenere un segnale piu' forte...
IMHO, sei partito bene ma strada facendo ti sei perso ...  :-)
Intendo dire che che se non lavori (bene) sulla parte analogica non vedo 
come tu possa
migliorare la *potenza* del segnale ricevuto, al limite potrai migliorare il 
BER (bit error ratio) visto che
avrai a disposizione n segnali con livello e qualità diversa ma appunto per 
questo ciascuno avrà il suo livello
e non puoi sommarlo dopo che lo hai demodulato.
O mi sfugge qualcosa ... ?
A mio avviso l'unica strada è proprio lavorare sull'analogico in ricezione 
mettendo in *parallelo* più sistemi di antenne come giustamente facevi
riferimento.
Tra parentesi, mi pare che le potenze dei transponder dei satelliti siano 
ben più di qualche watt, almeno qualche decina ma credo anche 50-100 
tranquillamente,
poi ovviamente hanno un beam che copre una vasta area per cui il segnale è 
debole.
Luis 

 > ad esempio, due parabole e poi combinarli insieme
Sorry, mi ero perso questa frase e il senso di *digitalizzare* ...
Ok, qua invece forse è tecnicamente possibile ma fortemente sconsigliato ... 
:-)
Luis 

 robustezza strutturale, etc.).
Ringrazio tutti gli interventi.
Adesso capisco dove sono i problemi.
Devo pensarci un po' su, ma ci risentiamo prossimamente ... :-)
