Oι δέσμες εκπομπής των δορυφόρων

Toυ Περικλή Παντολέων

 Οι  «δέσμες εκπομπής» δηλαδή τα ιχνοδιαγράμματα ή διεθνώς “footprints”,  παίζουν καθοριστικό ρόλο στη λήψη. Σε αυτό το άρθρο, θα αναφερθούμε στη σημασία των footprints, ενώ θα παραθέσουμε όσα πρέπει να γνωρίζετε!

Ο κάθε δορυφόρος διαθέτει έναν αριθμό αναμεταδοτών, που ονομάζονται transponders. Κάθε αναμεταδότης εκπέμπει σε μία συχνότητα, με αποτέλεσμα οι δορυφόροι να εκπέμπουν σε ένα σύνολο συχνοτήτων, πληθώρα πακέτων-καναλιών, αλλά και διαφόρων υπηρεσιών, όπως π.χ. δορυφορικό Ιnternet. Από την απόσταση που βρίσκεται ένας γεωστατικός δορυφόρος από τη Γη, δηλαδή περίπου 36.000 χλμ., έχει οπτική επαφή με ένα μεγάλο ποσοστό της επιφάνειας της Γης, εκτός από τους Πόλους. Το γεγονός αυτό δεν σημαίνει ότι ο δορυφόρος εκπέμπει προς όλη την ορατή επιφάνεια της Γης, αλλά σε επιλεγμένες περιοχές, ανάλογα με τις ανάγκες κάλυψης. Γι’ αυτόν τον λόγο, δημιουργήθηκαν οι λεγόμενες «δέσμες κάλυψης», οι οποίες στη διεθνή ορολογία έχουν ονομαστεί footprints, δηλαδή ιχνοδιαγράμματα.

Ένα footprint μπορεί να έχει σχήμα κατ’ επιλογή, το οποίο προκύπτει με κατάλληλα συστήματα στις κεραίες εκπομπής ενός δορυφόρου. Για παράδειγμα, ένα τέτοιο σύστημα μορφοποίησης μιας δέσμης εκπομπής αποτελείται από πολλαπλές χοάνες εκπομπής σε ένα κάτοπτρο, από τις οποίες τα ανακλώμενα κύματα προς τη Γη σχηματίζουν προσθέσεις και ακυρώσεις, με αποτέλεσμα να δημιουργείται μία δέσμη κάλυψης με ορισμένο σχήμα. Ακόμη, η μορφοποίηση μίας δέσμης, μπορεί να ελέγχεται από software και να είναι ιδιαίτερα ακριβής.

Εκτός από τη μορφοποίηση μίας δέσμης, ένας δορυφόρος μπορεί να εκπέμπει σε περισσότερες της μιας δέσμες κάλυψης, με αποτέλεσμα ορισμένοι αναμεταδότες να «ανήκουν» σε μία δέσμη και άλλοι να ανήκουν σε διαφορετική δέσμη.

Μία ακόμη περίπτωση διαφοροποίησης είναι οι λεγόμενες κινητές δέσμες ή διεθνώς steerable beams. Οι εν λόγω δέσμες έχουν τη δυνατότητα να αλλάζουν τις περιοχές κάλυψης, ανάλογα με τις ανάγκες των πελατών του δορυφόρου.

Από ποια δέσμη εκπέμπουν τα κανάλια που με ενδιαφέρουν;

Μία κλασική ερώτηση που δεχόμαστε συχνά από αρχάριους αναγνώστες, είναι «γιατί μερικά κανάλια δεν τα πιάνω, εφόσον εκπέμπουν από τον ίδιο δορυφόρο;».

Ήδη έχουμε δώσει την απάντηση από το παρόν άρθρο, ενώ επιπρόσθετα μπορούμε να αναφέρουμε ότι στους πίνακες συχνοτήτων που υπάρχουν στο τέλος του περιοδικού, αναφέρεται λεπτομερώς η δέσμη εκπομπής για κάθε αναμεταδότη όλων των δορυφόρων, με την επίσημη ονομασία της.

Πώς μπορώ να «διαβάσω» ένα footprint;

Όλοι σχεδόν οι δορυφορικοί λειτουργοί δημοσιεύουν τα footprints των δορυφόρων τους με έναν συγκεκριμένο τρόπο. Επάνω στην επιφάνεια κάλυψης, υπάρχουν πολλές κλειστές επιφάνειες από το κέντρο μέχρι το όριο της έκτασης κάλυψης. Η λήψη στην πιο μικρή κλειστή επιφάνεια, που βρίσκεται στο εσωτερικό του footprint, είναι η πιο ισχυρή, ενώ σταδιακά η ισχύς μειώνεται προς την εξωτερική επιφάνεια.

Ήδη από αυτό το σημείο μπορούμε να εξετάσουμε το εξής: Εάν η Ελλάδα βρίσκεται στην εσωτερική κλειστή επιφάνεια, τότε σίγουρα θα έχουμε τέλεια λήψη του δορυφόρου στη χώρα μας. Όσο απομακρύνεται από το κέντρο η περιοχή που μας ενδιαφέρει, τότε ανάλογα θα χειροτερεύει και η ισχύς λήψης.

Επιπλέον, τα footprints συνήθως περιλαμβάνουν και κάποιους αριθμούς επάνω στα ίχνη που διαχωρίζουν τις κλειστές επιφάνειες. Αυτοί οι αριθμοί συνήθως είναι η ισχύς εκπομπής σε dBW, ενώ υπάρχει αντιστοιχία των εν λόγω αριθμών με την αναγκαία διάμετρο κατόπτρου. Έτσι, εάν δείτε ότι η περιοχή σας βρίσκεται σε μια ζώνη μεταξύ των αριθμών 42-44 dBW, τότε θεωρητικά χρειάζεστε διάμετρο 1.20μ. Πέρα από τη γενική αντιστοιχία ισχύος εκπομπής σε dBW και αναγκαίας διαμέτρου κατόπτρου, υπάρχουν κάποιες παράμετροι που συμβάλλουν σε κάποιες διαφοροποιήσεις. Για παράδειγμα, όσο ανεβαίνει η συχνότητα εκπομπής, για την ίδια ισχύ, μειώνεται η αναγκαία διάμετρος κατόπτρου. Αντίστοιχα, όσο μεγαλώνει το κλάσμα FEC, πάλι μεγαλώνει η αναγκαία διάμετρος κατόπτρου, έτσι όταν έχουμε FEC 7/8, τότε η αναγκαία διάμετρος θα είναι μεγαλύτερη από ότι θα ήταν με FEC 3 / 4. Τα συγκεκριμένα νούμερα που περιλαμβάνονται στον πίνακα αντιστοίχισης ισχύος εκπομπής και διαμέτρου λήψης, σαφώς μπορούν να έχουν διαφοροποιήσεις ανάλογα με τις πραγματικές ισχείς εκπομπής, αλλά και ανάλογα με τον βαθμό θορύβου του LNB που χρησιμοποιούμε.

Ένας άλλος παράγοντας για την ανάγνωση των footprints είναι η λήψη εκτός ιχνοδιαγράμματος. Στην περίπτωση που η περιοχή που μας ενδιαφέρει, βρίσκεται έξω κι από την εξωτερική κλειστή επιφάνεια του footprint, δεν σημαίνει ότι η λήψη είναι εντελώς ανέφικτη. Ανάλογα με την περίπτωση, υπάρχουν πιθανότητες για λήψη, απλώς δεν μπορεί να γίνει κάποιος θεωρητικός υπολογισμός, ούτε καν μία απλή εποπτεία του footprint, διότι σε κάποιες περιπτώσεις η ισχύς μειώνεται σταδιακά εκτός ιχνοδιαγράμματος, ενώ σε άλλες υπάρχει η πιθανότητα πιο απότομης μείωσης της ισχύος. Το σίγουρο είναι ότι σε περιοχές εκτός footprint, εάν είναι εφικτή κάποια λήψη, τότε θα απαιτείται αρκετά μεγάλη διάμετρος κατόπτρου, εκτός από τις περιπτώσεις των πλευρικών λοβών (side lobes), όπου είναι πιθανή ευκολότερη λήψη.

diameter chart