衛星放送受信アンテナの方向パラメータの計算。スキーム、説明

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パラボラアンテナの方向パラメータの計算。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事では、テレビ番組の静止衛星中継器にアンテナを向けるのに必要な仰角と方位角のパラメータを計算するアルゴリズムとプログラムを提案しています。

アンテナを設置する前に、信号源である衛星を選択し、その名前と軌道位置を明確にし、特定の周波数の送信機を選択する必要があります。この情報はインターネット上で見つけることができ、特に著者はサイトに掲載されている情報を使用しています [1]。

アンテナの向きの仰角と方位角を計算する機能は、Satellite Antenna Alignment、SatHunter、SMW Link、SatMF など、主に商用プログラムである多数のコンピュータープログラムによって提供されます。ただし、すべてのプログラムで磁気方位を計算できるわけではありません。それがわかっていれば、このような単純なアンテナ方向ツールをコンパスとして使用できます。著者によれば、これはアンテナを設置する最も簡単な方法の XNUMX つです。ただし、そのためには、局所的な磁気偏角を知り、考慮する必要があります。

計算は、次のアルゴリズムに従って実行されます。

1 標高計算:

ここで、m は静止軌道の半径と地球の赤道の商です。 A - 受付場所の緯度。 Bは受信場所と副衛星点の経度の差です。

この式は、地球の大気の影響を考慮せずに幾何学的な仰角の値を与えます。この影響（屈折）は、仰角の値が小さい場合に特に強くなります。

2. 衛星からの信号伝播中の屈折の仰角補正アンテナの向きを調整する際には、仰角が 30° 未満であることを考慮することをお勧めします。

度、仰角の補正値。

3.地理的な方位角の計算:

4. 磁気方位の計算:

最も難しいのは、局所的な磁気偏角を決定することです。地球の地理的極と磁極は一致しないことが知られています。地理的な北極への方向の磁気方位は、局所的な磁気偏角です。ロシアのヨーロッパ地域全体では、局所的な磁気偏角は正です。特にサイト [2] と [3] を使用すると、特定の地理座標を持つ点についてそれを決定できます。

上記に基づいて、設置場所の角度を計算し、特定の衛星にアンテナを向けるとともに、設置の方位角を計算するプログラムが Visual Basic 6.0 で作成されました。また、ユーザーの便宜のために、局所的な磁気偏角を明らかにする必要がある場合には、アンテナ設備の磁気方位が計算されます。数学的な部分は、適切な修正の後、書籍 [4] から使用されました。

計算の初期データ:

- 静止軌道における衛星の位置;
- 受信場所の地理的座標;
- 局所磁気偏角。

プログラムは次のように機能します。

1. プログラム Caljnst Ant v1.4-2.exe の実行可能ファイルを実行します。図に示すプログラムウィンドウがデスクトップに表示されます。プログラムの最初の開始時に、計算のすべての初期パラメーターがゼロに設定され、計算結果のセクションが灰色のフォントで表示されます。

衛星放送受信アンテナの向きパラメータの計算

2. 特定の衛星の副衛星点の経度 (静止軌道における衛星の軌道位置) の値を入力します。

3. 受信ポイント（アンテナ設置場所）の地理座標を入力します。座標は、GLO-NASS 衛星システムまたは別の同様の衛星システムのナビゲーターによって決定でき、それが存在しない場合は地理地図によって決定できます。

4. コンパスを使用する場合は、地域の磁気偏角を知る必要があります。これを行うには、「磁気偏角を考慮する」ボタンをクリックして、磁気偏角を考慮するオプションを有効にします。さらに、「絞り込み」ボタンをクリックすると、プログラム自体がインターネット経由でサイトに自動的に接続します[2]。受信場所の座標をそれに転送し、計算結果を対応するウィンドウに読み取ります。これを行うために、プログラムは Internet Explorer ブラウザの機能を使用します。プログラムの動作を制御するには、「磁気偏角を要求するプロセスを表示する」チェックボックスをオンにすることをお勧めします。プログラムがサイト [2] サーバーと適切に通信できない場合 (たとえば、コンピュータに別のブラウザがインストールされている場合)、サイト [2] で受信場所の経度 (経度) と緯度 (緯度) をフォームに手動で入力できます。その後、[偏角を計算] ボタンをクリックする必要があります。サイトサーバーは磁気偏角を計算し、手動でプログラムウィンドウに転送します。

5. 「計算」ボタンを押すと、プログラムが仰角と方位角を計算し、その値が対応するウィンドウに表示されます。たとえば、図は、著者の居住地にあるユーテルサット W4/W7 衛星 (経度 36°) に対するアンテナの向きを計算するためのプログラムウィンドウを示しています。

このプログラムでは、[印刷] ボタンをクリックして初期データと計算結果をシステムプリンタに印刷したり、[保存] ボタンをクリックしてテキストファイル Callnst Ant.txt に保存したりする機能を提供します。プログラムは最初の起動時にこのファイルを自動的に作成し、その後の起動時にファイルの末尾に情報を追加します。ユーザーは、メモ帳などのテキストエディタでこのファイルを表示し、不要になったデータを削除できます。

再起動すると、プログラムは Callnst_Ant.ini ファイルに保存されている以前の初期データを表示します。これは、地理座標と磁気偏角を一度入力するだけで済むため、特に同じエリアで作業する場合に非常に便利です。その後プログラムを起動すると、対応するウィンドウに自動的に表示されます。

プログラムにはヘルプファイル Call Ant v1.4.2.chm が含まれており、[ヘルプ] メニューコマンドを使用してプログラムから起動することも、プログラムとは別に起動することもできます。このファイルには、プログラムを操作するための手順と、ロシアのいくつかの大都市の地理座標と磁気偏角の値の表が含まれています。

計算された仰角がゼロより小さい場合、衛星は選択した受信位置からは見えません。この問題は高緯度で特に顕著であり、静止軌道の観測部分が大幅に減少します。

金属構造物の干渉によりコンパスの使用が困難な場合には、記事[5]で説明されているように、太陽に従って北の方角を決定することが可能です。

プログラムの動作は、受信場所の北緯と東経で検証されています。

プログラムは ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/spant.zip からダウンロードできます。

文学

LyngSat-lyngsat.com
NOAA 国立地球物理データセンター.
磁気偏角計算機 - geomag.nrcan.gc.ca apps mdcal-eng.php
スティーブンソン D. 衛星テレビ。実用的なガイド: あたり。英語から。 - M.: DM K 1 プレス、2001 年。
Davidenko A. リードスイッチのアンテナ方位インジケーター - ラジオ、2008 年。No. 8 p. 55-57

著者: V. ベリャエフ

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