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衛星放送受信アンテナは、通信衛星との間で電波による情報の送受信を行うために設計された、皿状の放物面アンテナの一種です。一般的には、静止軌道上の衛星放送から直接放送される衛星テレビを受信するアンテナを指します。
パラボラアンテナ、いわゆる「皿型アンテナ」は、 1957年に最初の人工衛星が打ち上げられるずっと前から、電波望遠鏡（1937年から）や軍による航空機追跡（第二次世界大戦中）などに使用されていた。
「衛星放送受信アンテナ」という用語は、衛星テレビ業界が始まった1978年に造語され、通信衛星から信号を送受信するパラボラアンテナを指すようになった。カリフォルニア州サンアンドレアスのテイラー・ハワードは、1976年に元軍用アンテナを改造し、それを使って衛星テレビ信号を受信した最初の人物となった。[ 1 ]
最初の衛星テレビアンテナはCバンドのアナログ信号を受信するように作られており、非常に大きかった。1979年のニーマン・マーカスのクリスマスカタログの表紙には、販売されている最初の家庭用衛星テレビ局が掲載されていた。[ 2 ]アンテナの直径は20フィート（6.1メートル）近くあった。 [ 3 ] 1980年代初頭の衛星アンテナは直径10～16フィート（3.0～4.9メートル）で[ 4 ] 、金網やアルミ箔の層が埋め込まれたグラスファイバー製、またはアルミニウムや鋼鉄製のものもあった。[ 5 ]
金網製の衛星アンテナは1980年代初頭に初めて登場し、当初は直径10フィート（3.0m ）でした。フロントエンド技術が向上し、LNBの雑音指数が低下するにつれて、数年後にはサイズが8フィート（2.4m ）に縮小し、 1980年代後半には6フィート（1.8m ） 、 1990年代初頭には4フィート（1.2m ）まで小型化が進みました。 [ 6 ]しかし、より大型のアンテナも引き続き使用されました。[ 6 ] 1988年12月、ルクセンブルクのAstra 1A衛星がヨーロッパ市場向けにKuバンドでアナログテレビ信号の送信を開始しました。 [ 7 ]これにより、小型アンテナ（90cm ）が初めて安定して使用できるようになりました。[ 7 ]
1990年代初頭、アメリカの大手ケーブルテレビ会社4社が、中出力衛星を使用した直接放送会社であるPrimeStarを設立した。 [ 8 ]比較的強力なKuバンド 伝送により、初めて90cmという小型のパラボラアンテナの使用が可能になった。 [ 8 ] 1996年3月4日、EchoStarはDigital Sky Highway（Dish Network）を発表した。[ 9 ]これは広く普及した最初の直接放送衛星テレビシステムであり、20インチ（51cm）という小型のパラボラアンテナの 使用を可能にした。このアンテナサイズの大幅な縮小により、衛星アンテナを車両に設置することも可能になった。[ 10 ]このサイズのアンテナは現在でも使用されている。しかし、テレビ局は、Cバンド信号はKuバンド信号よりも降雨減衰の影響を受けにくいため、大型のアンテナを使用してCバンドで信号を送信することを依然として好んでいる。[ 11 ]
パラボラアンテナの形状は信号をアンテナの焦点に反射します。アンテナの焦点にあるブラケットに取り付けられているのがフィードホーンと呼ばれる装置です。このフィードホーンは基本的に導波管のフロントエンドであり、焦点またはその近傍で信号を集め、低雑音ブロックダウンコンバータ（LNB）に「導通」します。LNBは電磁波または電波の信号を電気信号に変換し、ダウンリンクされたCバンドおよび/またはKuバンドの信号をLバンド帯域にシフトします。直接放送衛星アンテナは、フィードホーンとLNBを統合したLNBFを使用します。指向性パラボラアンテナを使用せず、車両などの移動プラットフォームで使用できる新しいタイプの全方向性衛星アンテナが、 2004年にウォータールー大学によって発表されました。[ 12 ]
パラボラアンテナの理論上の利得（指向性利得）は、周波数が高くなるにつれて増加します。実際の利得は、表面仕上げ、形状精度、フィードホーンのマッチングなど、多くの要因によって左右されます。11.75GHz における一般的な60cm衛星アンテナの利得値 は37.50dBです 。
Cバンドなどの低周波数帯では、アンテナ設計者はより幅広い材料を選択できます。低周波数帯では大型のアンテナが必要となるため、金属フレームに金属メッシュを張った構造が一般的です。高周波数帯ではメッシュ構造は少なくなりますが、穴の開いたソリッドなアンテナを採用した設計例もあります。
よくある誤解として、パラボラアンテナの前面にあるLNBF （低雑音ブロック/フィードホーン）が、大気から直接信号を受信するというものがあります。例えば、 BBCニュースのダウンリンクでは、「赤い信号」がパラボラアンテナにビームされるのではなく、LNBFに直接受信されている様子が映し出されています。パラボラアンテナは、その放物線形状のため、信号をより小さな領域に集めてLNBFに送ります。[ 13 ]
家庭用テレビ向けに設計された現代のパラボラアンテナは、一般的に直径が 43cm から80cmで 、1つの軌道位置からKuバンドを受信するために1つの位置に固定されています。衛星放送サービスが普及する以前は、家庭のユーザーは一般的に、さまざまな衛星からのチャンネルを受信するために、直径最大3mの電動式Cバンドパラボラアンテナを使用していました。しかし、小さすぎるアンテナは、雨による減衰や隣接する衛星からの干渉など、依然として問題を引き起こす可能性があります。
ヨーロッパでは、DBSサービスで使用される周波数は、 H（水平）とV（垂直）の2つの偏波で10.7～12.75GHzです。この範囲は、10.7～ 11.7GHzの「低帯域」と11.7～12.75GHzの「高帯域」に分けられます 。これにより、それぞれ約1GHzの帯域幅を持ち、それぞれ2つの可能な偏波を持つ2つの周波数帯域が 得られます。LNBでは、これらの周波数は950～2150MHzにダウンコンバートされます 。これは、LNBFと受信機間の同軸ケーブルで衛星サービスに割り当てられる周波数範囲です。より低い周波数は、ケーブルテレビ、地上波テレビ、FMラジオなどに割り当てられます。これらの周波数帯域のうち1つだけが同軸ケーブルに収まるため、これらの帯域ごとにLNBFからスイッチングマトリックスへの個別のケーブルが必要になるか、受信機が4つの可能性のうち1つを一度に選択する必要があります。
シングル受信機の住宅設置では、建物内の受信機セットトップボックスからパラボラアンテナのLNBまで、1本の同軸ケーブルが配線されています。LNBへの直流電力は、受信機に信号を伝送するのと同じ同軸ケーブル導体を通して供給されます。さらに、制御信号も受信機からLNBへケーブルを通して送信されます。受信機は、異なる電源電圧（13V/18V）を使用してアンテナの垂直偏波/水平偏波を選択し、オン/オフのパイロットトーン（22kHz）を使用してLNBに2つの周波数帯域のいずれかを選択するように指示します。大規模な設置では、各帯域と偏波ごとに専用のケーブルが割り当てられるため、LNBから「マルチスイッチ」スイッチングマトリックスまで4本のケーブルが配線されます。これにより、シングル受信機設置と同じ信号方式を使用して、複数の受信機をスター型トポロジーでマルチスイッチに接続できます。
衛星ファインダー（またはサットファインダー）は、静止軌道上の通信衛星に衛星アンテナを正確に向けるために使用される衛星電界強度計です。[ 14 ] プロ仕様の衛星ファインダーメーターは、アンテナの調整精度を高め、受信信号パラメータ値も提供します。
ポールに取り付けられ、ステッピングモーターまたはサーボモーターで駆動されるパラボラアンテナは、制御および回転させて、空のあらゆる衛星位置に向けることができます。競合する規格は、 DiSEqC、USALS 、および36Vポジショナーの3つです。多くの受信機は、これらの規格すべてに対応しています。
モーター駆動式のパラボラアンテナには様々なサイズがあるが、他の地域へのサービス提供を目的とした遠方の衛星からの信号を受信するには、少なくとも120センチメートル（47インチ）のアンテナが必要となる。
DiSEqCとUSALSを使用すると、リモコンのチャンネルボタンのいずれかを押すと、衛星アンテナは事前にプログラムされた16個の衛星のうちの1つに自動的に向きを変えます。USALSを使用するモーター駆動の衛星アンテナは、1つの衛星を検出して向きを変えた後、同じ衛星群内の他の衛星も検出できます。
標準サイズのパラボラアンテナは、追加のLNBを追加したり、専用のデュオLNB、またはトリプルフィードもしくはフォーフィードのモノブロックLNBを使用するだけで、アンテナの位置を変えることなく、複数の異なる衛星位置からの同時受信を可能にします。
しかし、一部の設計では、アンテナの位置を変えることなく、複数の異なる衛星位置からの同時受信をより効果的に最適化できます。垂直軸はオフアクシス凹面放物面凹面双曲面カセグレン反射鏡として機能し、水平軸は凹面凸面カセグレンとして機能します。メインディッシュからのスポットは、曲率が変化することで非点収差を補正するセカンダリー上を移動します。プライマリーの楕円形の開口部は、ホーンによる歪んだ照明に適合するように設計されています。二重のスピルオーバーのため、これは大型のディッシュでより理にかなっています。
衛星間の切り替えは、衛星設備に追加されたDiSEqCスイッチ、または内蔵のDuo LNBやMonoblock LNBを使用することで可能です。
現在販売されているほとんどの受信機は、少なくともDiSEqC 1.0に対応しており、ユーザーがリモコンでチャンネルを変更すると、4つの衛星（最新のモノブロックLNBすべて）間で自動的に切り替えることができます。
DiSEqC 1.1では、16個以上の衛星位置を（カスケード接続されたスイッチを介して）自動的に切り替えることができます。
モーター駆動のパラボラアンテナは、与えられたアンテナサイズに対してより最適な焦点合わせを保証します。LNBは常に放送衛星の中心に位置しますが、DiSEqCスイッチは物理的な移動を必要としないため、DiSEqCモーターよりも高速です。
一般的なパラボラアンテナは、超小型開口端末（VSAT）です。これは、個人と組織のプライベートネットワークの両方に双方向の衛星インターネット通信を提供します。現在、ほとんどのVSATはKuバンドで動作しており、Cバンドは世界の人口密度の低い地域に限定されています。2005年、パラボラアンテナメーカーは、より高い周波数で動作し、より低いコストでより優れたパフォーマンスを提供する新しいK aバンド衛星への移行を開始しました。これらのアンテナは、ほとんどの用途で74～120cm （29～47インチ）ですが、CバンドVSATは最大4m（13フィート）になる場合があります。
反射されたマイクロ波の大部分を一点に集中させる金属表面であれば、ゲインは低いものの、パラボラアンテナとして使用できます。そのため、ゴミ箱の蓋や中華鍋などが「パラボラアンテナ」として使われるようになりました。このような効率の悪い自作アンテナから実用的な信号を受信できるのは、最新の低雑音LNBとDTH衛星の高い送信出力のおかげです。
