Tehnoloģiju straujā attīstība pēc ASTRA 1A starta. Antenu galerija 2017

ASTRA palaišana ģeostacionārajā orbītā 1988. gada 11. decembrī satelītu televīzijas jomā atnesa ļoti nozīmīgas un straujas tehniskās pārmaiņas. Sākās īsta sacensība - inženieri un ražotāji cīnījās savā starpā par patēriņa tirgus daļām. Līdz piesātinājumam bija vēl tālu, bet cenas jau sāka kristies. Eiropa pamazām pierada pie satelītu televīzijas atnestajiem "labumiem". Arī mēs, Latvijas elektronikas entuziasti, ar neatslābstošu interesi sekojām līdzi visiem jaunumiem. 1991. gada ziemas/pavasara sezonas katalogā Quelle lētāko SAT TV komplektu varēja iegādāties par 798 DM. Pārdošanā bija parādījušies arī elektromagnētiskie polarizatori.

"Galvas", jeb mikroviļņu konvertori

90. gadu sākumā ļoti strauji uzlabojās mikroviļņu konvertoru trokšņu līmenis. Pēc 1990. gada tas vairumam šāda veida izstrādājumiem nokritās līdz 0,9 dB.

1989. gadā Vācijā pārdošanā parādījās pirmie Triple-LNC konvertori (Uniden, Allsat CS 1112 SH), kas vienā apvienoja visus trīs (FSS un DBS) satelītu televīzijas Ku frekvenču diapazonus. Tomēr tie vēl nebija universālie Marconi LNB, kādus mēs tos pazīstam tagad, ciparu televīzijas laikmetā, kur ar spriegumu pārslēdz polarizāciju (V - 13V, H - 18V), bet ar 22 KHz signālu frekvenču diapazonus (0 kHz - LO 9,75 GHz un 22 KHz - LO 10,6 GHz). Šajā Triple-LNC A (10,95 - 11, 75 GHz, LO 10.0 GHz) un B (11,7 - 12,75 GHz, LO 10,6 GHz) diapazoni tika pārslēgti ar spriegumu (A=12 - 14V, B=16 - 24V).

Elektromehāniskie un elektromagnētiskie polarizatori

Ja apskata polarizatoru attīstību, tad mehāniskos un elektromehāniskos polarizatorus nomainīja elektromagnētiskie, kas darbojās izmantojot Faradeja efektu. 1845. gadā Maikls Faradejs atklāja gaismas polarizācijas plaknes griešanos, gaismai ejot caur vielu, kas ievietota magnētiskajā laukā. Šis bija pirmais pierādījums tam, kas norādīja uz optisko un elektromagnētisko parādību kopsakaru. Pats Faradejs vēlāk rakstīja: "Man izdevās nomagnetizēt un noelektrizēt gaismas staru un apgaismot magnētisko spēka līniju."

Es 90. gadu sākumā (kā savu pirmo) kādu laiku lietoju mehānisko polarizatoru. Faktiski tā bija pēc Didža Liepkalna rasējuma no alumīnija izvirpota un izfrēzēta vienkārša viļņvada pāreja no apaļas uz taisnstūra veida formu, kas atbilda mikroviļņu konvertora ieejas daļas izmēriem. Atceros cik ļoti pacietīgi un cītīgi es šo detaļu pulēju ar "zaļo" pastu, lai novērstu iespējamos mikroviļņu zudumus. Tajos laikos svarīga likās katra decibela (dB) desmitdaļa!

Tai bija labi parametri - mazs vājinājums tiešajai uztveramajai polarizācijas plaknei, bet liels - perpendikulārajai. Nebija frekvenču nelinearitātes - pagriešanas leņķa atkarības no caurejošās frekvences, tomēr pati galvenā problēma bija tāda, ka ziemā un slapjdraņķī nācās līst augšā pie antenas un ar roku pagriezt polarizācijas plakni, ja no Astra 1A satelīta RTL plus kanāla vietā (V - polarizācija) gribējās skatīties MTV (H- polarizācija). Man tas ātri vien apnika, tāpēc strādājot radiorūpnīcā, es ķēros pie elektromagnētiskā polarizatora izgatavošanas, izlaižot elektromehānisko, kam bija samērā lieli 1,2 - 2,0 dB zudumi. Šim nolūkam vajadzēja uzasināt (slīpēt) ferīta stieni un konstrukcijā lietot ftoroplastu (teflonu), kas bija polimēra materiāla strāvas izolators, bet tas labi laida cauri superaugstās frekvences. Bija novērojama arī frekvenču nelinearitāte. Atceros, ka jau par Latvijas rubļiem (LVR), kurus izlaida Latvijas Republikas Naudas reformas komiteja 1992. gada 4. maijā, es nopirku gan no keramiska meteriāla izgatavotu elektromagnētisko polarizatoru (0,2 dB zudumi), kuru ražoja firma Almaz, gan krievu LNB ar trokšņu līmeni lielāku par 2 dB. Man vienkārši nebija naudas japāņu konvertoram, bet savu pirmo paštaisīto uztvērēju es daļēji iemainīju pret šo "eksemplāru". Elektromehāniskie polarizatori savas vienkāršības dēļ 90. gados Latvijā bija samērā izplatīti, tomēr tie mehānisko daļu dēļ nebija droši ekspluatācijā.

Elektromehāniskie un elektromagnētiskie polarizatori (no Didža Puča kolekcijas)

ASTRA stereo skaņa un radio

90. gadu sākumā vairums satelīttelevīzijas kanālu netika šifrēti, bet tajā laikā tikai firmas Nokia uztvērēji, kas galvenokārt bija paredzēti Skandināvijas tirgum, ļāva skatīties D2-MAC standarta pārraides un nodrošināja maksimāli iespējamo attēla kvalitāti. Latvijā tie kļuva populāri vēlāk, 90. gadu vidū, kad pārdošanā parādījās Eurocrypt M/S pirātkartes tādiem kanāliem kā TV1000 un Filmnet. Arī ar skaņu viss nebija vienkārši! 1995. gadā ASTRA palaida jaunu servisu - ADR (Astra Digital Radio), bet līdz tam bija vien jāsamierinās ar analogo skaņas apraidi. Šeit uzreiz jāpiezīmē, ka ADR nekļuva pārāk populārs - to pamazām "aprija" ciparu satelīttelevīzijas standarts DVB-S.

Lai samazinātu uztvertā analogā signāla trokšņu līmeni, satelītuztvērējā vajadzēja būt iebūvētam speciālam adaptīvajam filtram – Wegener Panda vai DNR (Dynamic Noise Reduction), kas trokšņus gan samazināja, bet tikai aptuveni atjaunoja studijas ieraksta sākotnējo skanējumu. Pateicoties Wegener Panda filtram no satelīta Astra 1A varēja baudīt kvalitatīvu stereo skaņu, piemēram, tāda bija MTV video klipiem. Skaņas pavadījumam lietoja frekvenču modulāciju (FM), un nesējfrekvences (subcarriers) tika pārraidītas reizē ar video signālu frekvenču joslā 5,5 – 8,5 MHz.

Baseband signāla spektrs

Šo kopējo (baseband) signālu satelītuztvērējā ieguva pēc PLL demodulatora un beigās iznāca, ka skaņa pēc frekvences tika modulēta divas reizes. Bez televīzijas programmas mono un stereo skaņas varēja uztvert arī radio pārraides (viena no pirmajām bija Sky Radio - Sky One 11,318 V 7,38/5,56 MHz), taču ne visi satelītuztvērēji šo servisu nodrošināja. Skaidrs, ka vienkāršāk un lētāk bija uzbūvēt aparātu tikai Astra vajadzībām ar vienu 6,5 MHz mono skaņas pavadījuma frekvenci, nevis vēl „mocīties” ar stereo režīmu 7,02 un 7,20 MHz frekvencēs! Dažām programmām, piemēram Eurosport, vēlāk tika nodrošināts arī vairāku valodu tulkojums – 6,5 MHz (oriģināls bez komentāriem), 7,02/7,38 MHz (angļu), 7,20 MHz (vācu) un 7,56 MHz (spāņu). Audio stereo signāla pāri pēc standarta attiecīgi bija - 7,02/7,20 MHz, 7,38/7,56 MHz, 7,74/7,92 MHz un 8,10/8,28 MHz. 90. gadu vidū tas nebija nekas īpašs, kad viena analogā televīzijas programma uz Astras draudzīgi sadzīvoja ar četrām vai piecām radio stacijām.

Audio signāli no pavadoņiem pienāca ar dažāda veida priekškropļojumiem (pre-emphasis). Piemēram, Astra satelītiem standarts bija 50 mks, Eutelsat - 75 mks, bet franči izmantoja J17, tomēr tā nebija vienīgā problēma ceļā uz kvalitatīvu skaņu. Lieta tāda, ka daudz kas bija atkarīgs vēl no cita parametra - frekvenču deviācijas +/- 50 kHz stereo signāliem (joslas platums 130 kHz) vai +/- 75 kHz mono signāliem (joslas platums 200 vai 300 KHz). Šaurāko joslas platumu vienmēr izmantoja stereo skaņai, turklāt 1991. gadā parādījās arī Astra 1B vācu kanāli, kuriem mono skaņa vispār nebija - tikai stereo režīms (Kabel 1, ARD, Nord 3, n-TV, BR Alpha). Pašlaik ciparu signālu laikmetā tas viss ir tikai vēsture, tomēr es joprojām atceros to, kā nopūlējos, būvējot vienam no saviem uztvērējiem divus skaņas traktus un piemeklējot pjezofiltrus, lai varētu klausīties MTV stereo režīmā. Tie bija interesanti eksperimenti, nekas vairāk... Vēlāk es pirku ļoti daudzus un dažādus satelītutzvērējus, kādu laiku pieturējos pie Nokia, bet tad nāca ciparu ēra, un es atkal mainīju aparatūru, pavisam atmetot cerību atrast savu vienīgo, īsto "verķi".

Vēstures liecības: liela diametra paraboliskās antenas

Parabolisko antenu diametrs Eiropas centrālajā daļā 1989. gadā samazinājās līdz 60 cm, un faktiski tur tas kļuva par standartu. Mums Latvijā līdz tam vēl bija ļoti tāls ceļš ejams - šeit visbiežāk izmantoja 1,5 m diametra "šķīvjus", ko noteica ASTRA satelīta signāla līmenis. Pie namiem Latvijā joprojām ir redzamas šāda (un pat vēl lielāka), kādreiz tik ļoti populāra, diametra antenas. Aina gan pamazām mainās, tikai mēs to nepamanām, jo esam aizņemti ar savām ikdienas rūpēm... Vienu dienu es pacēlu galvu un sapratu - jāņem un jānofotografē tas viss. Vēlāk neviens vairs neticēs, ka reiz satelīttelevīzijas antenas bija tik lielas. Ne gluži visas, bet gan dažas no vecajām antenām ir sliktā stāvoklī - stiprinājumi salūzuši, kabeļi brīvi nokarājas gar ēku fasādēm un liekas, vēl nedaudz, un tas "šķīvis" grabēdams nonāks lejā kādam uz galvas vai uz glauna limuzīna jumta. Diez vai tad izdosies atrast vainīgo, jo daudzas no šīm antenām vairs nevienam nepieder - palikušas tikai kā vēstures liecības. Nekas nav mūžīgs! Interesanti, bet vecās alumīnija un stikla šķiedras antenas ir saglabājušās salīdzinoši labi, tās var joprojām izmantot, bet jaunās, mazās, taisītas no plāna bleķa ir izrūsējušas līdz caurumiem. Ir, protams, sastopamas arī antenas, kurām nav paveicies, jo tās ir traumējušas no jumta krītošas lāstekas un ledus gabali. Tiem, kam tas interesē, piedāvāju aizejošā - 2017. gada Latvijas (vairums no Rīgas) antenu galeriju ar īsiem komentāriem, kur tas man šķita nepieciešams. Iespējams, ka kāds atpazīs arī savu "šķīvi"...