衛(wèi)星天線原理
衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)是由:拋物面天線、饋源、高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)組成一套完整的衛(wèi)星接收站。
1、拋物面天線是把星空的衛(wèi)星信號(hào)能量反射會(huì)聚成一一個(gè)焦點(diǎn)。
2、饋源是在拋物面天線的焦點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)懼衛(wèi)星信號(hào)的喇叭,稱為饋源,意思是饋送能量的源,要求將會(huì)聚到焦點(diǎn)的能量全部收集起來(lái)。前饋式衛(wèi)星接收天線基本上用大張角波紋饋源。
3、高頻頭(LNB亦稱降頻器)是將饋源送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行降頻和信號(hào)放大然后傳送至衛(wèi)星接收機(jī)。高頻頭的噪聲度數(shù)越低越好。
4、衛(wèi)星接收機(jī)是將高頻頭輸送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解調(diào),解調(diào)出衛(wèi)星電視圖像信號(hào)和伴音信號(hào)。
衛(wèi)星擴(kuò)播電視信號(hào)的極化方式。
衛(wèi)星電視信號(hào)的極化方式有四種:右旋圓極化、左旋圓極化、垂直極化和水平極化。因前兩種極化不常用,現(xiàn)只介紹垂直極化(V)和水平線極化(H)的接收方式。
垂直極化和水平極化的接收,是改變饋源的矩形(長(zhǎng)方形)波導(dǎo)口方向來(lái)確定接收的是垂直極化或水平極化。當(dāng)矩形波導(dǎo)口的長(zhǎng)邊平行于地面時(shí)接收的是垂直極化。垂直于地面時(shí)接收的是水平極化。極化方向(極化角)又因地而異有所偏差。因?yàn)榈厍蚴莻€(gè)球體,而衛(wèi)星信號(hào)的下行波束卻是水平直線傳播,這就造成不同方位角所。收的同一極化信號(hào)有所不同,所以地理位置不同,所接收的信號(hào)極化方向也有所偏差。饋源的長(zhǎng)形波導(dǎo)口(極化方向)將不完全垂直或水平于地面。調(diào)整極化方向時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。
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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò),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。
高頻頭的安裝與調(diào)試
高頻頭的安裝較為簡(jiǎn)單,將高頻頭的輸入波導(dǎo)口與饋源或極化器輸出波導(dǎo)口對(duì)齊,中間加密封橡膠墊圈,并用螺釘固緊(一體化高頻頭可直接裝在饋源夾上)。高頻頭的輸出端與中頻電纜線的相接端頭用英制F接頭擰緊,并敷上防水粘膠或橡皮防水套,加鋼制防水保護(hù)管套效果更理想。一體化高頻頭具體調(diào)試步驟如下:
1、將高頻頭固定在饋源支架中,并調(diào)整好焦距;高頻頭上的中心刻度應(yīng)位于正上方。
2、將高頻頭的輸出端與中頻電纜線的相接端頭用英制F接頭接好擰緊,并用防水膠布做好防水處理;
3、高頻頭的安裝一定要在不加電的情況下進(jìn)行。
4、高頻頭的方向本人以其接線頭為準(zhǔn),當(dāng)接收水平極化的信號(hào)時(shí),其接線頭朝向天線面的右側(cè)或左側(cè)(指人對(duì)著天線面站在正前方);當(dāng)接收垂直極化的信號(hào)時(shí),其接線頭朝向天線面的上方或下方;用雙極化高頻頭時(shí),其上面刻度的0格線朝向左或右側(cè)。如收到圖象還不理想時(shí),還要微調(diào)高頻頭的方向和饋源離天線面的高度,使圖象聲音都達(dá)到.佳狀態(tài)。
衛(wèi)星天線東、西方向的定位
地球沿經(jīng)緯平均分成360份,每一份即為1°,0°經(jīng)線和1800°經(jīng)線正好把地球分成東西兩個(gè)半球,我國(guó)處于東半球,所以經(jīng)度應(yīng)該由西向東分布,東經(jīng)(N表示)0°一東經(jīng)180°,越往東邊經(jīng)度就越大,而越往西邊經(jīng)度也就越小。
在具體實(shí)施安裝天線前,我們首先要知道欲接收衛(wèi)星所在的經(jīng)度,其次還要知道自己所在地的地理經(jīng)度。如果當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)度等于所在地經(jīng)度,那么衛(wèi)星接收天線應(yīng)向正南方向就可以了,如果衛(wèi)星經(jīng)度大于所在地的經(jīng)度,衛(wèi)星接收天線應(yīng)該朝向正南偏東方向,如果衛(wèi)星經(jīng)度小于所在地經(jīng)度,此時(shí)衛(wèi)星接收天線就應(yīng)該朝向偏西方向。如地處浙江杭州的地經(jīng)度大約120°E為正南時(shí),如果接收100.5°E中衛(wèi)一號(hào)衛(wèi)星,那么其天線的方位角應(yīng)由正南向西移動(dòng),而要接收泛美2號(hào)(169°E)衛(wèi)星則應(yīng)由正南向東移動(dòng)。再如當(dāng)接收衛(wèi)星為中星九號(hào)(92.2°E)信號(hào)時(shí),由于92.2°小于地經(jīng)度l200,所以天線應(yīng)由正南向偏西方向移動(dòng),接收中星68115.5°E的信號(hào)時(shí),因?yàn)?15.5°E衛(wèi)星小于杭州地經(jīng)度120°,所以衛(wèi)星接收天線的鍋面應(yīng)該在正南稍偏西的方向即可。
