En réception satellite, le niveau de signal recueilli par l'antenne parabolique est trop faible pour être exploité directement : il faut l'amplifier. C'est l'un des rôles dévolus au LNB (Low Noise Block downconverter), encore nommé tête de réception ou convertisseur. C'est un composant actif, contrairement à l'antenne terrestre qui est passive.
Le LNB, ou Low Noise Block downconverter, est un élément essentiel de toute installation de réception satellite. Il transforme et amplifie les signaux captés par la parabole, permettant ainsi de recevoir les chaînes de télévision et autres services diffusés par satellite. Cet article détaille le fonctionnement du LNB universel, ses différents types, et les méthodes pour optimiser ses performances, notamment dans le cadre d'une installation Eutelsat.
Trouver le satellite facilement et installer sa parabole
Qu'est-ce qu'un LNB Universel ?
Le qualificatif « universel » est relatif à la capacité d'un tel LNB de pouvoir capter tous les signaux dans la totalité de la bande Ku (10,7 à 12,75 GHz) et quelle que soit la polarisation ; ce que ne permettaient pas les LNB utilisés au début de la réception directe par satellite.
Rôle et Fonctionnement
En transmission dite Hertzienne, que ce soit par voie satellitaire ou par voie terrestre, la structure de l'onde électromagnétique est la même ; le satellite fait simplement appel à des fréquences beaucoup plus élevées et donc plus directives. Dans tous les cas, la détection du champ électrique doit être assurée par une antenne : un LNB universel en comporte deux (une pour chaque polarisation) dont la longueur est de l'ordre de quelques millimètres (liée à la longueur d'onde).
L'énergie disponible au niveau d'une antenne est considérablement atténuée (environ 200 dB) par rapport à l'émission du satellite ; il faut la concentrer au foyer de l'antenne par réflexion sur l'antenne. Pour en recueillir le maximum, on utilise une sorte d'entonnoir (comme on le ferait pour recueillir de l'eau de pluie dans une bouteille) ou « cornet » qui constitue la partie conique du LNB (orienté vers l'antenne). Ce cornet et le guide d'ondes (circulaire) qui lui est associé permettent aux deux petites antennes de collecter et de détecter les signaux correspondant aux deux polarisations émises par le satellite.
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En réception satellite, on utilise systématiquement les deux polarisations, horizontale et verticale, de manière alternée ; cela permet d'utiliser le maximum de fréquences dans la largeur de bande disponible et de protéger les deux polarisations les unes par rapport aux autres. Cela nécessite la présence de deux petites antennes que nous évoquions, pour chacune des polarisations.
Les signaux captés par l'antenne ont des fréquences trop élevées pour être transmises directement vers le terminal numérique : il faut abaisser ces fréquences afin qu'elles soient compatibles avec celles que peut exploiter le tuner du terminal, soit entre 950 et 2150 MHz : cette plage de fréquences porte le nom de « Bande Intermédiaire Satellite ou B.I.S ».
Un oscillateur local, intégré au LNB, le permet en effectuant une opération mathématique simple : une soustraction. La fréquence B.I.S. est obtenue en retranchant de la fréquence d'entrée celle de l'oscillateur local. Les LNB universels utilisent ainsi deux oscillateurs locaux dont les fréquences sont normalisées à 9750 MHz et à 10600 MHz. Il est essentiel que ces deux fréquences soient stables, aussi bien dans le temps qu'en fonction des importantes variations de température auxquelles sont soumis les LNB en extérieur (de -20 à +60 degrés Celsius, et quelquefois plus).
On obtient ainsi une couverture totale de la bande des fréquences reçues : pour 10,7 GHz, soit 10700 MHz, on a 10700-9750 = 950 MHz pour la BIS et pour 12,75 GHz, soit 12750 MHz, on a 12750-10600 = 2150 MHz pour la BIS.
Le signal BIS disponible sur la prise F du LNB doit avoir un niveau suffisant pour compenser les pertes qu'il va subir avant d'arriver au tuner, notamment dans le câble coaxial. C'est le rôle de l'amplificateur : la valeur moyenne du signal de sortie est de 70 dBµV soit 3,16 mV.
Cette valeur de niveau n'a pas de signification en soi : il faut surtout tenir compte du facteur de bruit ou NF (Noise Figure ou facteur de bruit). Plus cette valeur est basse (exprimée en dB), meilleure sera la qualité du LNB : elle vaut en général 0,6 à 0,8 dB, et quelquefois moins ; si elle est trop élevée, le signal utile risque d'être « noyé » dans le bruit et son exploitation par le tuner devient aléatoire. Au contraire, si cette valeur est faible, il sera possible d'exploiter un signal plus faible et de compenser, dans une certaine mesure, la taille de l'antenne.
La transmission de signaux numériques utilise la Modulation d'Amplitude en Quadrature (ou QAM) qui permet d'obtenir, à partir de deux signaux I et Q, une constellation de points correspondant aux symboles transmis. d'un carré sont utilisés : cette modulation porte le nom de 4-QAM ou QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Pour que la démodulation soit assurée de manière correcte et stable, ces quatre points doivent rester au sommet du carré ; s'ils s'en écartent trop,les symboles ne seront plus détectés (pixellisations et gels d'images).
Or, dans un LNB, les circuits de conversion de fréquence/amplification peuvent induire un décalage de phase dont la conséquence sera justement que les points en question ne sont plus à leur place ; ce qui ne manquera pas d'induire pixellisation d'image voire coupure totale. Pour apprécier le bruit de phase, on mesure, en balayant l'espace du carré (360 degrés ou un cycle), la dispersion de ces points ; cette mesure s'effectue par rapport aux fréquences de l'oscillateur local dans une bande déterminée par rapport à celle-ci (1 kHz, 10 kHz et 100 kHz) et s'exprime en dBc/Hz (décibel cycle par Hertz).
Réglage et Orientation
Lorsque vous avez correctement pointé votre antenne, vous ne devez pas oublier d'orienter tout aussi correctement votre LNB. Cette orientation correcte conditionne le bon fonctionnement du terminal qui lui sera raccordé : la contre-polarisation doit être minimisée. Le seul appareil qui permette de réaliser un parfait positionnement est le mesureur de champ/analyseur de spectre panoramique : il permet de visualiser et d'éliminer cette contre-polarisation, mais aussi d'apprécier le taux d'erreur en réception numérique.
Les valeurs (avant correction) doivent être de l'ordre de 5.10-3 mais peuvent descendre en dessous : nous avons mesuré des valeurs de 5.10-4 avec de bons LNB. Les figures illustrent la différence entre la « bonne position » et une « mauvaise position » obtenue en tournant le LNB d'une dizaine de degrés seulement !
Si vous ne disposez pas d'un tel appareil, vous pouvez vous aider de l'indicateur de qualité du signal présent dans le menu installation de la plupart des terminaux numériques : la bonne orientation correspond à la qualité optimale du signal.
A titre d'exemple, pour Hot Bird à 13 degrés est et pour la région lyonnaise, le LNB doit être tourné de 8 degrés par rapport à la verticale dans le sens des aiguilles d'une montre (en vous plaçant devant le réflecteur de l'antenne et le LNB). Si vous êtes plus à l'ouest par rapport à cette région, il faudra tourner une peu plus le LNB ; si, au contraire, vous êtes plus à l'est, il faudra tourner le LNB d'une valeur plus petite. Si vous êtes à une longitude supérieure à 13 degrés est (celle du satellite), il vous faudra inverser le sens de rotation du LNB !
A l’aide d’une boussole, orientez votre parabole vers le satellite choisi. Puis positionnez-la selon le calcul des 3 paramètres d’orientation que sont l’élévation, l’azimut et la polarisation. L’élévation est l’inclinaison que doit avoir votre parabole pour être dirigée vers le satellite. L’angle d’azimut donne l’orientation de votre parabole vers le satellite. Repérez l’angle d’azimut qui correspond à l’endroit où vous vous trouvez et à l’aide de la boussole, orientez votre parabole dans cette direction. La séparation de polarité est l’angle à donner au LNB. Le réglage de la polarisation peut s’affiner à la main sur le support de la tête.
Problèmes Courants et Solutions
Si vous habitez dans une région chaude et ensoleillée, vous pourrez peut-être observer la disparition de tel ou tel programme en milieu de journée ou en fin d'après-midi, alors que le soir tout est normal. L'explication est simple : l'oscillateur local dérive en fréquence lorsque le soleil fait son effet ! Le remède est aussi simple : remplacez votre LNB par un modèle de qualité supérieure !
La pluie et l'humidité sont aussi les ennemis du LNB : si de l'eau arrive à s'infiltrer à l'intérieur soit du cornet soit de l'électronique, le résultat est assuré : plus rien ! Veillez à l'état du plastique protecteur et obturateur du cornet : l'action des ultraviolets et des variations de température peut produire des fissures (voyez notre photo !) qui ne manqueront pas de laisser passer l'eau. Cette « capsule » en matière plastique obturant le cornet peut aussi être altérée par le soleil : une antenne bien conçue se doit de concentrer au foyer les ondes issues des satellites et non du soleil !
Types de LNB et Utilisations Spécifiques
Dérivés du LNB universel, ces LNB sont adaptés à des cas particuliers de réception.
- LNB « monobloc » : regroupe en un seul boîtier deux sources, deux LNB universels et un commutateur DiSEqC pour la réception de deux satellites séparés par 6 degrés de longitude. L'avantage est de pouvoir relier ce LNB avec un seul câble au terminal. Le LNB monobloc existe avec deux sorties indépendantes, utiles pour alimenter un terminal à double tuner.
- LNB « twin » : comporte deux sorties indépendantes pour alimenter séparément deux terminaux numériques.
- LNB « quatwin » : quatre sorties indépendantes pour en alimenter quatre séparément.
- LNB « quattro » : ils offrent en permanence les quatre polarités sur quatre sorties distinctes : leur utilisation est spécifique aux installations collectives.
Diagnostic et Tests du LNB
Tester une tête d’antenne satellite peut paraître complexe à première vue. Cependant, avec les bonnes méthodes et les outils adaptés, la tâche devient nettement plus abordable.
Avant de plonger dans les tests techniques, il est essentiel de s’assurer que vous avez tous les outils nécessaires sous la main. Pensez à avoir un ohmmètre, un analyseur de spectre et un contrôleur d’antenne.
La première étape consiste à inspecter le câblage. Utilisez un ohmmètre pour vérifier qu’il n’y a pas de rupture dans les câbles reliant la tête LNB au récepteur. Il est aussi important de faire une inspection visuelle de la tête LNB. Recherchez toute trace de corrosion ou de dommage physique. Parfois, les intempéries ou des objets étrangers peuvent altérer son fonctionnement. Si vous trouvez des signes de détérioration visible, envisagez de remplacer la tête LNB.
Une fois la continuité du câblage vérifiée, il est temps de passer à l’évaluation du niveau de signal. Allumez l’analyseur et observez les pics de signal. Un bon pic de signal devrait être constant et fort. Dans certains cas, même si le câblage et la tête LNB semblent en bon état, le signal peut rester faible si la parabole est mal orientée.
Le réglage de la parabole est crucial pour obtenir un signal optimal. Un contrôleur d’antenne peut aider dans cette tâche. Après avoir ajusté la parabole, effectuez de nouveau les tests de niveau de signal via l’analyseur de spectre. Assurez-vous également que tous les câbles soient correctement reconnectés et évaluez une dernière fois leur continuité.
Ne négligez jamais l’alimentation électrique lors de vos vérifications. Assurez-vous que toutes les sources d’alimentation électrique sont stables et appropriées pour la tête LNB et les autres composants de votre système. Si nécessaire, remplacez les câbles d’alimentation défectueux.
Après tous ces ajustements, rebranchez chaque élément et testez une dernière fois en utilisant le récepteur. Les canaux devraient désormais apparaître clairement sans interruption. En suivant ces étapes simples, tout amateur de technologie peut diagnostiquer et résoudre les problèmes communs liés à une antenne satellite.
Tableau Récapitulatif des Types de LNB
| Type de LNB | Nombre de Sorties | Utilisation |
|---|---|---|
| Universel | 1 | Usage domestique standard |
| Twin | 2 | Alimentation de deux récepteurs |
| Quatwin | 4 | Alimentation de quatre récepteurs |
| Quattro | 4 (une par polarité) | Installations collectives |
| Monobloc | 1 ou 2 | Réception de deux satellites proches |
LNB Spécifique Eutelsat Tooway
Cette tête LNB pour le kit Internet par satellite Haut-Débit Eutelsat Tooway via EUTELSAT et KASAT est le modèle original disponible en version T1 ou T2 (il y a un modèle à plat en position horizontale et un autre en position verticale, le support est différent) envoyez-nous une photo dans le doute, vous devez changer votre LNB si le connecteur F a subi une oxydation ou bien si le système ne vous délivre plus le signal de pointage via le Modem.
Les Kits T1 et T2 possèdent deux bras de support à tubulure carrée et diffèrent du fait de leur tête d’émission/réception. Ici il s'agit de la version T1.
Cette tête est adaptée exclusivement au kit Tooway via Eutelsat et ne convient à aucun autre système, elle ne peut pas être utilisée sur une autre solution ou une autre antenne parabolique. Le support sur le bras est également exclusif ainsi que la monture de la parabole bidirectionnelle en émission réception satellite.
Attention, c'est le tarif de la tête LNB seule qui pèse environ 2 Kg, le kit complet est montré sur la photo annexe pour simple contrôle que cela correspond bien à votre kit existant sur lequel vous devez effectuer votre maintenance en changeant ce LNB.
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