В спутниковом телевизионном вещании программы от наземных студий передаются к приёмнику телезрителя через активный ретранслятор, находящийся на ИСЗ. Для непосредственного телевизионного вещания используются спутники, расположенные на геостационарной (синхронной) орбите на высоте 35 768 км над земным экватором (рис. 1). Только на этой орбите период обращения спутников равен (синхронен) периоду обращения Земли (24 ч) и при этом они относительно её поверхности оказываются неподвижными (стационарными). Спутники, размещенные на других орбитах, не будут неподвижными относительно Земли и для приёма их сигналов необходима специальная конструкция поворотного узла антенны и управляющая им следящая система.





Передатчик спутника, находящегося на геостационарной орбите без остронаправленной антенны, может обеспечить телевизионным вещанием около трети поверхности Земли. Однако из-за того, что мощность передатчика ограничена источниками питания (солнечными батареями), находящимися на спутнике и достигает обычно нескольких сот ватт, плотность потока мощности, падающей на Землю, оказывается недостаточной для приёма сигналов. В тоже время большая часть мощности передатчика тратится на облучение необитаемых областей (морей, океанов, пустынь, тундры и т.п. ). Для увеличения плотности потока мощности и возможности приёма на небольшие приёмные антенны излучаемая передатчиком спутника мощность концентрируется антенной в узком луче (около одного градуса), направленном только на ту территорию, которую необходимо охватить непосредственным телевизионным вещанием (рис. 1). Благодаря этому плотность потока мощности возрастает до вполне приемлемых значений.

При распространении радиоволн в космическом пространстве практически отсутствуют потери из-за поглощения, но при рассеянии излученной мощности по сфере с увеличивающимся радиусом напряженность поля в каждой её точке убывает обратно пропорционально расстоянию от передающей антенны. Затухание L0 энергии в свободном пространстве прямо пропорционально квадрату расстояния R до антенны передатч ика и обратно пропорциональна квадрату длинны волны l, то есть



Для диапазона 12 ГГц ( l = 2, 5 см ) и расстояния R, равного 36 000 км, затухание L0 достигает 3,25 . 1020 ( ~203 дБВт ). Забегая вперёд, необходимо отметить, что коэффициент усиления приёмных антенн прямо пропорционален их эффективной площади Sэф и обратно пропорционален квадрату длинны волны. Из этого следует, что падение коэффициента усиления приёмной антенны при переходе с диапазонов 11.. 12 ГГц на диапазон 4 ГГц, компенсируется уменьшением затухания сигнала в свободном пространстве, то есть при одной и той же мощности передатчика уровень сигнала, принятого одной и той же антенной, будет на этих диапазонах примерно одинаков.

Географические границы зон возможного приёма находят в результате проекции основного луча диаграммы направленности антенны на шаровую поверхность Земли. Границы выглядят в виде эллипсов (рис.2).