單推桿極軸天線
單推桿極軸天線其功能與操作設(shè)定方式和鏈條極軸天線一樣,推桿天線為早期TVRO所使用的一種極軸天線,現(xiàn)今在東南亞國(guó)家的個(gè)人接收戶,也常使用此類天線接收2-3顆衛(wèi)星。
如果使用推桿來(lái)接收整個(gè)同步帶的衛(wèi)星,驅(qū)動(dòng)天線在接收極東或極西衛(wèi)星時(shí),天線會(huì)有抖動(dòng)、跳躍或卡死的現(xiàn)象(這時(shí)天線正處在負(fù)荷的位置,加上推桿的作用力正處在結(jié)構(gòu)的末端,所以會(huì)產(chǎn)生作用力不足的現(xiàn)象)所以此系統(tǒng)已逐漸被鏈條式驅(qū)動(dòng)天線所取代。
仰角方位式驅(qū)動(dòng)天線
仰角方位式驅(qū)動(dòng)天線是使用1-2支36V仰角步進(jìn)馬達(dá)推桿及一組36V方位步進(jìn)馬達(dá),當(dāng)天線在更換接收衛(wèi)星時(shí),仰角及方位馬達(dá)會(huì)輪替驅(qū)動(dòng),所以天線行走的路線會(huì)成鋸齒狀。
仰角方位天線在初期安裝設(shè)定時(shí)并不會(huì)像極軸天線一樣困難,剛開始設(shè)定必須先把要接收的衛(wèi)星以仰角及方位的移動(dòng)加以定位及記憶,日后更換衛(wèi)星時(shí)只需輸入代碼即可。
由于此系統(tǒng)行走的路線并不是完全符合同步軌道,當(dāng)有新的衛(wèi)星在同步軌道發(fā)送信號(hào)時(shí),此系統(tǒng)將很難察覺。
衛(wèi)星天線的發(fā)展
通信衛(wèi)星天線的發(fā)展,經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單天線(標(biāo)準(zhǔn)圓或橢圓波束)、賦形無(wú)線(多饋源波束賦形和反射器賦形)到為支持個(gè)人移動(dòng)通信而研制的多波束成形大天線。
目前,全球波束仍采用圓波束,區(qū)域通信,大多數(shù)衛(wèi)星通信都采用雙柵、正交、單饋源、反射器賦形的天線設(shè)計(jì)。這種天線技術(shù)不僅已在大多數(shù)的通信衛(wèi)星上采用;同時(shí)也被世界上各主要的衛(wèi)星天線制造商所掌握,為支持個(gè)人移動(dòng)通信而研制的多波束成型大天線,目前也開始使用。主要的衛(wèi)星天線有以下幾種。
1)THURYU衛(wèi)星天線:
該衛(wèi)星天線由休斯公司研制。天線的物理尺寸為12.25米×16米,投影直徑12米,128個(gè)饋源,收發(fā)合一。該無(wú)線尤如一個(gè)由若干支撐桿支撐的雙環(huán)形,上環(huán)有一透明的拋物面支撐面,下環(huán)有一透明的拋物面反射器,兩拋物面之間由許多細(xì)繩拉緊。展開和收攏簡(jiǎn)易可靠,每個(gè)支撐桿結(jié)點(diǎn)處由齒輪連接、控制。
該無(wú)線的設(shè)計(jì)具有下列特點(diǎn):
·一副收發(fā)合一的衛(wèi)星天線。對(duì)于任何一個(gè)點(diǎn)波束、發(fā)射波束和接收波束將完全重疊(同時(shí),不需要做第二副天線,極大地降低了天線分系統(tǒng)的重量。
·新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到了收攏狀態(tài)的小型化和簡(jiǎn)易、可靠展開的目的。
·反射面采用介質(zhì)薄膜上鍍有金屬環(huán)的頻率選擇面,它只對(duì)工作頻率產(chǎn)生諧振而反射,其余則全部通過,消除了金屬對(duì)金屬之間的接觸,將使無(wú)源交調(diào)小。
·介質(zhì)薄膜采用非完全絕緣體材料--氧化銦,其電阻率在10(8次方)Ω左右,從而既保證了靜電完全卸載,又保持電磁波的穿透不受影響。
·128個(gè)饋源,同星上數(shù)字信號(hào)處理器的完美結(jié)合,有效保證覆蓋區(qū)點(diǎn)波束的要求。利用偏饋技術(shù),每8或20個(gè),甚至更多的饋源形成一個(gè)波束,總數(shù)可形成200-300個(gè)點(diǎn)波束。
·多點(diǎn)波束,14分貝的波束隔離;大大提高了頻率復(fù)用的次數(shù)(波束數(shù)/7),極大地節(jié)省了衛(wèi)星的頻率和頻帶。
·點(diǎn)波束的設(shè)計(jì),保證了天線的高增益,有效地支持了個(gè)人通信的需求。
衛(wèi)星天線正南方向的定位
我們知道同步衛(wèi)星均在地球赤道的上空(緯度為0),距地球赤道約360000公里,相對(duì)于地球某一點(diǎn)是靜止不動(dòng)的(其實(shí)它和地球的速度相等,線速度以宇宙速度7.9—11.2公里/秒在繞地球旋轉(zhuǎn)),所以又叫地球同步衛(wèi)星。衛(wèi)星經(jīng)度是指衛(wèi)星在地球上正投影的地球經(jīng)線度數(shù),即衛(wèi)星是在地球赤道和衛(wèi)星經(jīng)度相交點(diǎn)的正上空約36000公里的地方。
我國(guó)國(guó)境處于地球赤道的北部,即為北半球,所以同步衛(wèi)星永遠(yuǎn)在我國(guó)的南方向,也就是說地面衛(wèi)星天線的方向應(yīng)該朝向南方。一般在安裝衛(wèi)星天線時(shí)首先應(yīng)正確的判斷正南方位的正確位置點(diǎn),簡(jiǎn)便的方法是,我們可以利用正午12點(diǎn)的時(shí)間,將一根垂直于地面的細(xì)竹桿立在地面上,太陽(yáng)的投影處就是正南方位。在太陽(yáng)當(dāng)空到中午12:00點(diǎn)報(bào)時(shí)的正點(diǎn),就直接把投影用的竹桿當(dāng)直尺,在地面上用記號(hào)筆把投影畫一條直線,那么這條直線所指的就是本地安裝天線的正南方向。當(dāng)然由于地球的時(shí)區(qū)經(jīng)緯度是按360°24等分來(lái)劃分的,所以每一個(gè)時(shí)區(qū)的精度應(yīng)該是15°,也就是說每隔4分鐘,就差l個(gè)經(jīng)度。
衛(wèi)星天線仰角角度的定位
在已初步了解所要接收某顆衛(wèi)星的經(jīng)度和本地所處的經(jīng)度后,再進(jìn)一步估測(cè)天線的仰角就顯得比較容易和方便了。待接收衛(wèi)星的經(jīng)度如果等于接收所在地的經(jīng)度的話,那么此時(shí)衛(wèi)星天線的仰角度應(yīng)該為值。反過來(lái),如果衛(wèi)星經(jīng)度與所在地經(jīng)度相比其差指數(shù)越大的話,那其天線的仰角度也就應(yīng)該越小,這樣就可以大致判定出衛(wèi)星接收天線應(yīng)處的仰角度位置。如杭州地區(qū)經(jīng)度為l20°,準(zhǔn)備接收的衛(wèi)星是105.5°E的亞洲3號(hào),那么可確定天線應(yīng)該朝西南方向,其仰角度約在400角,而當(dāng)接收l(shuí) l5.5°E衛(wèi)星時(shí),其衛(wèi)星天線的仰角度大約在55°角,這樣,再通過進(jìn)一步精細(xì)調(diào)整后,就能鎖住正確的天線仰角角度了。
