Banda C în recepţia satelit

Banda C este denumirea dată unei anumite porțiuni ale spectrului electromagnetic, incluzand lungimi de undă care sunt folosite pentru telecomunicații radio pe distanțe lungi.

IEEE C-band (4 GHz până la 8 GHz) - și variațiile sale - cuprinde game de frecvențe care sunt folosite pentru mai multe transmisii de comunicații prin satelit, unele dispozitive Wi-Fi, unele telefoane fără fir, dar și unele sisteme radar meteorologic.

Pentru comunicații prin satelit, frecvențele microundelor din Banda C funcționeză mai bine în condiții meteorologice nefavorabile, în comparație cu banda Ku (11,2 GHz până la 14,5 GHz), care este in special utilizata de catree sateliții de comunicare europeni.

Comparativ cu banda Ku, banda C este mai putin sensibila la atenuarea calitatii semnalului din cauza ploii, umezealii din aer sau ninsorii.

Banda C a fost primul interval de frecvență care a fost alocat pentru telecomunicații comerciale prin intermediul sateliților.

Aproape toți sateliții de telecomunicaitii care folosesc banda C utilizează frecvențe de 3.7-4.2 GHz pentru downlink. Pentru uplink folosesc frecvențe de la 5.925 GHz la 6.425 GHz.

Sateliții de comunicare in banda C au de obicei 24 de transpondere, distanțate la 20 MHz, iar transponderele vecine au polarizări opuse.

Astfel, transponderele pe aceeași polarizare sunt întotdeauna distantate la 40 MHz. Din acesti 40 MHz, fiecare transponder utilizeaza aproximativ 36 MHz.

Cei 4,0 MHz rămasi neutilizati între perechile de transpondere cu aceeasi polarizare acționează ca "benzi de gardă" pentru cazuri de imperfecțiuni în electronica utilizată.

Banda C este utilizată de obicei pentru comunicații prin satelit necriptate ( rețele de televiziune full-time prin satelit sau feed-uri temporare prin satelit), dar si pentru televiziune cu abonament, desi mai rar, fiindca banda C necesita pentru receptie de obicei antene de receptie mari, care nu sunt potrivite pentru distribuirea catre un numar mare de abonati DTH, asa cum este in banda Ku. Dar totusi exista destul programe criptate in banda C.

Deseori ( mai ales in zona europeana) sunt necesare antene de 2.5 - 3.5 metri pentru a receptiona de televiziune programe in banda C, dar poate fi receptionata si cu antene mai mici, totul depinzand de zona geografică a receptorului si de aria de acoperire a satelitului.

Banda C a fost, este si poate fi folosita atat pentru transmisii analogice, cat si digitale, inclusiv full HD sau 3D, DVB-S sau DVB-S2, MPEG-2 sau MPEG-4, aceste tehnologii fiind independente de banda pe care sunt utilizate ( C, Ku, Ka etc )

Bineinteles, Banda C reprezinta doar un segment al spectrului folosit pentru microunde. Exista si alte tipuri de benzi folosite in microunde, cu denumiri specifice, cele mai cunoscute pentru receptia prin satelit fiind cele cu text îngroşat:

L band = de la 1 la 2 GHz
S band = de la 2 la 4 GHz
C band = de la 4 la 8 GHz ( mai puţin utilizată pentru recepţia in zonele europene )
X band = de la 8 to 12 GHz
Ku band = de la 12 to 18 GHz ( cea mai cunoscută in recepţia satelit europana si nu numai, fiind utilizata de exemplu si de Digi Tv, Orange Tv, Romtelecom DTH, Freesat, Focus Sat etc )
K band = de la 18 to 26.5 GHz
Ka band = de la 26.5 to 40 GHz ( in special transmisii de date, internet, cu sansă mare sa se extinda mai mult si in domeniul tv in viitorul relativ apropiat  ).
Q band = de la 30 to 50 GHz
U band = de la 40 to 60 GHz
V band = de la 50 to 75 GHz
E band = de la 60 to 90 GHz
W band = de la 75 to 110 GHz
F band = de la 90 to 140 GHz
D band = de la 110 to 170 GHz

LNB-urile folosite la antene pentru receptia in banda C diferă in principal faţă de LNB-uri in banda Ku in privinta frecventei oscilatorului local si bineinteles a benzii de frecvenţă pe care o pot receptiona. De exemplu, LNB-ul pentru banda C poate avea frecventa oscillatorului local de 5.15 GHz, iar banda receptionata de 3.40-4.20 GHz, iar un LNB universal pentru banda Ku are frecventa oscilatorului local de 9.75 GHz - 10.60 GHz si frecventele receptionate de 10.70-12.75 GHz. Ambele tipuri de LNB-uri au insa frecventa intermediara oarecum asemanatoare, mai extinsă la limita superioara la LNB-urile pentru banda Ku ( de exemplu in banda C avem IF de 950-1750 MHz, iar un LNB pentru banda Ku are IF de 950-2150 MHz). De asemenea, difera unitatea de masură a factorului de zgomot, la LNB-urile in banda C fiind in Kelvin, iar la LNB in banda Ku, factorul de zgomot fiind in Decibeli.

O diferenţă notabilă intre banda C si banda Ku (mai putin accentuată in utilizare în ultimul timp) este polarizarea folosită.

Dacă ați studiat frecventele prin satelit, probabil ați observat că majoritatea transponderelor in banda Ku funcționează cu polarizare liniară (verticală sau orizontală), în timp ce marea majoritateaa transponderelor in banda C au polarizare circulară.

Există oare un motiv pentru această preferintă in alegerea polarizarii? Da, există. Dar, înainte de a încerca să explicam, haideti sa reamitim cate ceva despre polarizare în general.

Unda electromagnetica este o combinație de câmpuri electrice și magnetice. Ele apar întotdeauna simultan. Vectorul câmp electric este perpendicular pe vectorul câmp magnetic și ambele sunt perpendiculare pe direcția de deplasare a undei.

O undă electromagnetică se deplasează. Acum, dacă nu există nici un defazaj între vectorul electric și vectorul magnetic, avem polarizare liniară. Polarizarea se numeste verticală sau orizontală, în funcție de orientarea vectorului electric în raport cu planul ecuatorului.

Dacă există o schimbare de 90 de grade, avem polarizare circulară.

O schimbare de 90 de grade (pozitivă sau negativă) înseamnă că, atunci când câmpul electric atinge maximul, câmpul magnetic este egal zero și viceversa. Puteți vedea acest lucru în imagine. Teoretic, dacă avem alte valori ale defazajului (nici 0/180 de grade, nici 90 de grade), avem polarizare eliptică, dar acest lucru nu este utilizat în transmisia prin satelit astfel încât nu il discutăm aici. În funcție de directia de inaintare, avem de-a face cu polarizare circulară dreapta sau polarizare circulară stânga.

În general, sunt mai ușor de fabricat LNB-uri pentru semnalele cu polarizare liniară decât pentru cele circulare, la acelasi randament de receptie. De aceea, majoritatea emisiilor in banda Ku folosesc polarizare liniară. Dar unul dintre dezavantajele binecunoscute ale polarizarii liniare este necesitatea de a ajusta oblic LNB-ul în funcție de locația geografică. Acesta nu este necesar pentru semnalele polarizate circular.

Un alt factor mai puțin cunoscut, dar probabil destul de important, este sensibilitatea semnalelor polarizate liniar la rotaţia Farraday cauzată de campul magnetic al Pamantului. Rotația vectorilor electromagnetici nu are insa nici un efect asupra semnale polarizate circular. Efectul lui Faraday este practic neglijabil pentru banda Ku, dar nu aceasta este situatia si pentru banda C. De aceea, folosind polarizare liniară în C-banda este destul de riscant. Acest lucru poate fi chiar si mai important atunci când este nevoie sa fie acoperite zonele apropiate de polii magnetici ai Pământului.

In concluzie, în cazul în care zona de interes există deseori condiții meteorologice nefavorabile (ploaie, zăpadă), furnizorii de servicii de televiziune prin satelit preferă mai degraba banda C, care, asa cum am mentionat anterior,  este mai puțin sensibilă la condițiile meteorologice decât banda Ku. Si pentru ca banda C este sensibilă la efectul Faraday, polarizarea circulară este o alegere mai bună.

Dar dacă zona este situată la latitudini medii și dimensiunea prea mare a antenei reprezinta un impediment major (de exemplu în marile orașe europene), banda Ku este o alegere mai bună. Din moment ce nu trebuie să îsi facă griji cu privire la efectul Faraday, dar si fiindca sunt mai usor de fabricat LNB-uri cu înaltă performanță pentru banda Ku. polarizarea liniara e mai potrivita pentru aceasta banda.

In zona orbitala mai usor receptionabilă in Europa, programe de televiziune in banda C sunt transmise pe diversi sateliti ( câteva AzerSpace 1/Africasat 1a 46.0°E si Arabsat 5A la 30.5°Est, mai multe pe Paksat 1R la 38.0°E, Arabsat 5C la 20.0°E, Amos 5 la 17.0°E, Eutelsat 3A/3D & Rascom QAF 1R la 3.1°E etc), dar majoritatea sunt extrem de dificil de receptionat in ţara noastră sau imposibil.

Din toate aceste motive mentionate mai sus, dar si din cauză că nu oferă o mare varietate de programe de televiziune comparativ cu banda Ku sau din cauză că receptia in banda C in Romania este foarte dificilă, aceasta gamă de frecvente nu prea este cunoscută in receptia satelit în ţara noastră si in general in Europa, fiind mai mult o pasiune a DX-erilor care sunt dispusi sa investească de obicei sume considerabile într-o antenă foarte mare.