In combinazione con la parabola, il Low Noise Block Converter (LNB) è un componente fondamentale di ogni impianto di ricezione satellitare. Il Low Noise Block Converter è da considerarsi il vero "cuore" dell’impianto di ricezione satellitare.
Funzione dell'LNB
Il compito di un LNB è di ricevere, amplificare e implementare i segnali trasmessi dal satellite. Infatti racchiude in un blocco il più possibile compatto (per non mascherare il disco della parabola) molte e sofisticate tecnologie, dalle microonde alle medie frequenze fino al multiswitching.
Questi sono nella banda di frequenza inferiore nell'intervallo da 10,7 a 11,75 GHz e nella banda di frequenza superiore da 11,8 a 12,75 GHz. Purtroppo, queste frequenze sono troppo alte per poter essere trasmesse al ricevitore tramite un cavo antenna (cavo coassiale).
Per questo motivo, le parabole sono utilizzate per amplificare e concentrare i segnali SAT all'LNB. Con l'aiuto di amplificatori a bassa rumorosità (Low Noise), i segnali di ricezione vengono quindi ingranditi fino a raggiungere il livello necessario, prima di poter essere convertiti a una frequenza inferiore nell'intervallo 950 - 2150 MHz (ingl.
La bocca a microonde (chiamata anche “feedhorn” ovvero “tromba di alimentazione” da cui anche la denominazione LNBF) riceve il segnale satellitare focalizzato dalla parabola.
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Bande di Frequenza e Polarizzazione
Esistono diversi tipi di LNB a seconda della banda satellitare in cui operano, fra cui le più utilizzate sono le bande S (2-4GHz), C (4-8 GHz), X (8-12 GHz), Ku (12-18 GHz) e Ka (27-40 GHz). I servizi di diffusione televisiva da satellite operano soprattutto in segmenti di frequenza delle bande C, X e Ku, diversi per i diversi paesi.
I transponder geostazionari per il broadcasting TV operano nella banda a microonde Ku che comprende la banda bassa (10.700-11.700 MHz) e la banda alta (11.700-12.750 MHz), e trasmettono segnali con polarizzazione lineare orizzontale (H) o verticale (V). L’utilizzo di due polarizzazioni ortogonali consente di impiegare le stesse frequenze per le due polarizzazioni senza che i rispettivi canali si interferiscano.
Per poter utilizzare il maggior numero possibile di canali di trasmissione nella gamma di frequenza dei satelliti TV di 10,7 - 11,75 (banda bassa) o 11,8 - 12,75 GHz (banda alta), le onde elettromagnetiche irradiate dal satellite sono polarizzate sia orizzontalmente che verticalmente. Ciò significa che le onde elettromagnetiche oscillano orizzontalmente e verticalmente. In questo modo nella stessa banda di frequenza è possibile raddoppiare il numero di possibili canali di trasmissione.
Componenti Interni di un LNB
Un LNB è costituito innanzitutto da un conduttore cavo. Si tratta di un tubo metallico appositamente adattato all'intervallo della frequenza di ricezione. Sul lato rivolto verso la parabola, solo un cappuccio in plastica impedisce l'ingresso di sporco e umidità.
Sull'altro lato sono presenti due perni in metallo, che sono allineati in orizzontale e in verticale e che si estendono rispettivamente nel conduttore. Sull'immagine accanto è stato rimosso il cappuccio di protezione applicato per ottenere una visuale libera nell'LNB.
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In tutti gli LNB, eccetto che in quelli Wideband, vi sono due oscillatori locali 9,75 GHz per la banda bassa (compresa tra 10,7 e 11,7 GHz) e 10,6 GHz per la banda alta (compresa tra 11,7 e 12,75 GHz), che consentono di ottenere una banda di media frequenza 950-2150 MHz.
Gli oscillatori locali microonde possono essere stabilizzati con un quarzo attraverso un circuito PLL (Phase Lock Loop), anche se nella maggioranza dei casi viene utilizzata una semplice cavità dielettrica, sufficiente per ottenere la stabilità di frequenza adeguata per l’ampia banda dei canali Sat.
Negli LNB Universali si trova inoltre lo switch 4:1 che sceglie fra le quattro sottogamme HL, HH, VL e VH. Negli LNB con più uscite si trova uno switch 4:1 per ciascuna delle 2,4 o 8 uscite.
Negli LNB Ottici vi sono due OL, uno per convertire tutta la banda Sat con polarizzazione verticale nella media frequenza 0,95-3,0 GHz e l’altro per convertire l’intera banda Sat con polarizzazione orizzontale nella media frequenza 3,4-5,4 GHz. Le due medie frequenze modulano di frequenza il laser ottico e trasmesse sulla fibra ottica.
Nei sistemi SAT più vecchi, gli LNB sono stati utilizzati con un solo pin dell'antenna. Questo è stato ruotato meccanicamente di 90° tramite motore elettrico o un polarizzatore magnetico che ha "ruotato" le onde elettromagnetiche nel conduttore cavo. Inoltre, gli LNB "vecchi" potevano ricevere solo la gamma di frequenza inferiore di 10,7 - 11,75 GHz. Nella banda di frequenza inferiore, i segnali vengono successivamente mixati con un oscillatore da 9,75 GHz. Per la banda di frequenza superiore, un secondo oscillatore funziona a 10,6 GHz .
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L'informazione su quale livello ZF deve essere collegato all'uscita riceve la matrice di commutazione tramite il cavo di collegamento coassiale dal ricevitore SAT. Tuttavia, affinché l'LNB possa svolgere le attività descritte in precedenza, deve essere alimentato.
Tipi di LNB
Esistono diverse tipologie di LNB, ognuna adatta a specifiche esigenze:
- LNB Universale Singolo: Questo LNB serve per il collegamento di un singolo ricevitore. L'LNB riceve trasmettitori polarizzati orizzontalmente e verticalmente nella banda di frequenza inferiore e superiore.
- LNB Universale Twin: Un LNB universale Twin è costruito in linea di principio come un LNB singolo universale. La differenza è solo nel numero di uscite. Si utilizzano LNB universali Twin, Quad, Octo rispettivamente con 2, 4 oppure 8 uscite, di cui ogni uscita va collegata con il suo cavo coassiale di discesa ad ogni singolo decoder.
- LNB Universale Quad: Un quad-LNB universale ha quattro uscite, che possono accedere alla matrice di commutazione in modo indipendente.
- LNB Universale Octo: In un Universal Octo-LNB sono presenti otto uscite, che possono accedere alla matrice.
- LNB Quattro: Rispetto agli LNB universali non hanno nessun switch interno e forniscono pertanto le quattro diverse sottobande LV, LH, HV,(HH) su quattro uscite separate . La quattro uscite vengono utilizzate attraverso un apposito centralino a cui accedono i diversi ricevitori per la selezione del canale per mezzo del protocollo DiSEqC. Alle uscite dell'LNB deve quindi essere collegato un interruttore multiswitch esterno che svolge il compito della matrice di commutazione. I cavi di collegamento dei terminali radio devono essere guidati solo fino al multiswitch e non più fino al LNB. Le uscite non necessarie del multi-interruttore (multiswitch) devono essere dotate di una resistenza terminale.
- LNB Monoblocco (Dual Feed): Per i satelliti vicini tra loro, come Astra a 19,2° est e Hotbird a 13,0° est, è possibile ricevere entrambi i satelliti con un'antenna fissa e un LNB monoblocco. LNB universali monoblocco (dual feed): integrano nello stesso blocco due diversi LNB, per la ricezione di due satelliti vicini con la stessa parabola e possono avere una o più uscite (Twin, Quad, Octo) indipendenti per collegarsi ad altrettanti ricevitori. I due diversi LNB sono tarati per catturare i segnali provenienti da due slot orbitali distanti tra loro 6°, 4°. Per esempio, per un sistema dual-feed dedicato ai satelliti Astra 19,2° Est e Hotbird 13° Est bisogna scegliere un LNB monoblocco da 6° (19,2°-13°=6,2°) mentre per un dual-feed Hotbird 13° Est ed Eutelsat 9° Est un monoblocco da 4° (13°-9°=4°). Un LNB monoblocco può essere controllato solo con un ricevitore SAT con controllo DiSEqC. Anche i monoblocco LNB sono disponibili in diverse versioni per il collegamento di uno o più utenti.
- LNB SCR: integrano insieme ai circuiti dell’LNB universale anche gli switch SCR che consentono di inviare canali IF diversi ai diversi decoder usando un solo cavo. Ve ne sono di due tipi:
- LNB SCR ad una sola uscita: utilizzati per gestire indipendentemente fino a 4 decoder SCR compatibili con un solo cavo di discesa in combinazione con uno o due splitter (divisori di segnale) bidirezionali, che oltre a dividere il segnale proveniente dall’LNB, lasciano passare i toni SCR inviati dal decoder all’LNB.
- LNB dCSS (o dLNB): integrano lo switch compatibile con il protocollo digitale dCSS che permette di servire con un singolo cavo, oltre a 4 decoder SCR compatibili, anche 12 decoder dCSS compatibili. Distribuiscono un’intera polarità (H o V), nelle gamme alta o bassa, su un solo cavo utilizzando tutta la banda IF estesa 290-2.340 MHz (in luogo della normale banda 950-2.150 MHz) disponibile sulle due uscite H e V. Utilizzato negli impianti centralizzati, nei quali rispetto agli LNB Quattro permette di utilizzare la metà dei cavi coassiali (2 cavi per un impianto Single Feed, 4 cavi per un impianto Dual Feed). Condizione essenziale per ottenere questo risultato è che, oltre all’LNB, anche tutti i componenti del sistema di distribuzione, come multiswitch e inseritori, siano di nuova generazione con ingresso WideBand.
- LNB Ottici: Hanno un impiego analogo agli LNB quattro con il vantaggio di utilizzare una sola fibra in luogo dei 4 cavi. Un circuito presente all’interno dell’LNB, grazie al battimento con un oscillatore locale, converte i quattro piani microonde, HL, HH, VL, VH, a una frequenza intermedia da 950 MHz a 5,45 GHz, poi convertita in un segnale ottico con la lunghezza d’onda di 1.310 nm. Nei punti di arrivo della fibra, un convertitore da fibra a coax effettua il processo inverso ripristinando i quattro segnali HL, HH, VL e VH in cavo coassiale. In tal modo si coprono grandi distanze con basse attenuazioni.
Scelta dell'LNB
La scelta dell’LNB dipende dal numero di decoder che si vogliono alimentare. L’impianto di ricezione “base” adotta normalmente un LNB di tipo universale con una sola uscita, che permette di ricevere tutti i satelliti che trasmettono da un singolo slot orbitale, come per esempio Astra a 19,2° Est oppure Hotbird a 13° Est.
Nei sistemi di ricezione dual-feed, che permettono di puntare contemporaneamente due slot orbitali vicini con un'antenna fissa, è possibile utilizzare sia gli LNB appena visti con apposito supporto dual-feed, oppure LNB monoblocco verificando la distanza (es.
Nel caso degli impianti collettivi vengono usati LNB Quattro che forniscono i segnali verticali e orizzontali di banda bassa e alta. Il multiswitch poi provvede a generare i 16 canali di utente.
Se invece si vuole utilizzare lo stesso decoder Sky in una seconda casa in cui sia già presente un impianto sat singolo con decoder non SCR, occorre cambiare l’LNB con uno del tipo dCSS con presa supplementare legacy da cui far scendere un secondo cavo per il decoder non SCR.
Quando si sceglie il nuovo LNB, è necessario specificare esattamente quale LNB è necessario. In questo modo il numero di uscite non è l'unica caratteristica di decisione.
Parametri Tecnici Importanti
Quando si sceglie un LNB, è importante considerare alcuni parametri tecnici:
- Cifra di rumore: Indica quanto rumore viene aggiunto ai segnali in transito dai circuiti dell’LNB, deve essere molto bassa considerando il bassissimo livello dei segnali provenienti dai satelliti posti in orbita geostazionaria a 36000 Km. Per molti LNB viene indicata una misura del rumore in decibel (dB). Questo valore indica la qualità dell'amplificatore interno. Minore è la misura del rumore, migliore è la qualità del segnale.
- Guadagno di conversione: Generalmente compreso tra 40 e 60 dB con una piattezza di ±0.5dB/26MHz. Il guadagno (Gain) viene sempre espresso in dB e misura il livello di amplificazione dei segnali da parte dei circuiti dell’LNB. Un guadagno elevato (forte amplificazione - > 50 dB) permette di compensare parzialmente le perdite (attenuazioni) lungo il cavo coassiale e la scarsa efficienza di una parabola troppo piccola per catturare in modo adeguato i segnali satellitari che arrivano al suolo.
- Attenuazione da incrocio di polarizzazione (Cross Polar Isolation): >20 dB (typ.
- Resistenza a interferenze LTE: Previsto un filtro che blocca LTE a freq. Viene richiesto un ottimo isolamento dalle interferenze generate dalle torri di telefonia mobile presenti nelle vicinanze, che utilizzano frequenze che cadono nella banda di media frequenza del Low Noise Block Converter.
- Dimensioni meccaniche: Vi sono anzitutto misure standard che riguardano il diametro del collo dell’LNB utilizzato per il fissaggio alla parabola. Gli LNB vengono normalmente fissati con una clip circolare posta attorno al tubo di alimentazione. Gli LNB attuali hanno un diametro di alimentazione di 40 mm . Ma di tanto in tanto si possono trovare anche LNB con 23 o 60 mm . In questo caso, gli anelli adattatore aiutano il montaggio.
Installazione e Manutenzione
Molte antenne SAT sono montate su tetti o pareti e sono raggiungibili solo tramite botole o con l'aiuto di scale. In questo caso, prestare attenzione alla sicurezza e inserire imbraghi e cavi di sicurezza.
Gli LNB sono collegati tramite spina a F avvitabile. Qui le spine vengono ruotate sul cavo coassiale spelato. In questo modo, è necessario prestare particolare attenzione affinché nessun filo della treccia di schermatura sia a contatto con il conduttore centrale. I connettori devono essere protetti dall'umidità mediante misure adeguate.
Quando si sostituisce l'LNB, si consiglia di controllare l'orientamento dell'antenna SAT. Basta collegare un SAT Finder all'uscita LNB. Durante la regolazione, non afferrare lo la parabola, ma il supporto del riflettore.
La bocca dell’LNB viene coperta da un tappo di plastica mentre la protezione da polvere, sporcizia e umidità, dei connettori viene assicurata da cappucci scorrevoli in plastica che coprono totalmente ciascuna presa F e la relativa spina intestata sul cavo coassiale.
Risoluzione dei Problemi
Se il tuo impianto SAT non funziona più, in primo luogo, l'LNB può essere controllato per verificare la presenza di danni visibili. In particolare con i vecchi LNB, i tappi di copertura sono molto allentati o usurati e l'acqua penetra nel conduttore cavo.
I collegamenti dell'LNB (spina F) devono quindi essere svitati e verificati se un filo sottile della schermatura è a contatto con il conduttore centrale e quindi la tensione di alimentazione per l'LNB è in cortocircuito. Sul connettore F è stato eliminato un corto circuito.
Molti ricevitori SAT sono dotati di fusibili elettronici che, in caso di cortocircuito, disattivano la tensione LNB.
Se il tuo impianto SAT ha una cattiva immagine, anche se il supporto della parabola è fissato correttamente, gli alberi o i cespugli possono essere diventati così grandi da oscurare parzialmente o completamente la parabola SAT.
Negli impianti più vecchi può accadere che, a causa di intemperie o fatica del materiale, il braccio del braccio si abbassa, ceda e l'LNB non si trova più nel punto focale della superficie del riflettore.
La superficie del riflettore con uno specchio offset è sagomata in modo che il punto focale sia in basso e non al centro. In questo modo il riflettore è molto verticale, in modo che neve, fogliame o sporco possano scivolare verso il basso o essere lavati dalla pioggia.
Tabella Comparativa dei Tipi di LNB
| Tipo di LNB | Numero di Uscite | Caratteristiche Principali | Utilizzo Ideale |
|---|---|---|---|
| Universale Singolo | 1 | Riceve segnali H/V, banda bassa/alta | Singolo ricevitore |
| Universale Twin | 2 | Due uscite indipendenti | Due ricevitori indipendenti |
| Universale Quad | 4 | Quattro uscite indipendenti | Quattro ricevitori indipendenti |
| Universale Octo | 8 | Otto uscite indipendenti | Otto ricevitori indipendenti |
| Quattro | 4 | Quattro uscite separate per LV, LH, HV, HH | Impianti collettivi con multiswitch |
| Monoblocco (Dual Feed) | 1 o più | Riceve segnali da due satelliti vicini | Ricezione di due satelliti con una parabola |
| SCR | 1 | Invia canali IF diversi a decoder tramite un solo cavo | Impianti con cablaggio semplificato |
| dCSS | 2 o più | Supporta fino a 32 frequenze su un singolo cavo | Impianti centralizzati di nuova generazione |
| Ottico | 1 (fibra ottica) | Trasmette segnali tramite fibra ottica | Grandi distanze con basse attenuazioni |
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