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)星信號能量反射會聚成一一個焦點。
2、饋源是在拋物面天線的焦點處設置一個懼衛(wèi)星信號的喇叭,稱為饋源,意思是饋送能量的源,要求將會聚到焦點的能量全部收集起來。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)是將饋源送來的衛(wèi)星信號進行降頻和信號放大然后傳送至衛(wèi)星接收機。高頻頭的噪聲度數(shù)越低越好。
4、衛(wèi)星接收機是將高頻頭輸送來的衛(wèi)星信號進行解調(diào),解調(diào)出衛(wèi)星電視圖像信號和伴音信號。
衛(wèi)星擴播電視信號的極化方式。
衛(wèi)星電視信號的極化方式有四種: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(長方形)波導口方向來確定接收的是垂直極化或水平極化。當矩形波導口的長邊平行于地面時接收的是垂直極化。垂直于地面時接收的是水平極化。極化方向(極化角)又因地而異有所偏差。因為地球是個球體,而衛(wèi)星信號的下行波束卻是水平直線傳播,這就造成不同方位角所。收的同一極化信號有所不同,所以地理位置不同,所接收的信號極化方向也有所偏差。饋源的長形波導口(極化方向)將不完全垂直或水平于地面。調(diào)整極化方向時應注意這一點。
衛(wèi)星天線的發(fā)展
通信衛(wèi)星天線的發(fā)展,經(jīng)歷了從簡單天線(標準圓或橢圓波束)、賦形無線(多饋源波束賦形和反射器賦形)到為支持個人移動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計。這種天線技術不僅已在大多數(shù)的通信衛(wèi)星上采用;同時也被世界上各主要的衛(wèi)星天線制造商所掌握,為支持個人移動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個饋源,收發(fā)合一。該無線尤如一個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繩拉緊。展開和收攏簡易可靠,每個支撐桿結點處由齒輪連接、控制。
該無線的設計具有下列特點:
·一副收發(fā)合一的衛(wèi)星天線。對于任何一個點波束、發(fā)射波束和接收波束將完全重疊(同時,不需要做第二副天線,極大地降低了天線分系統(tǒng)的重量。
·新穎的結構設計,達到了收攏狀態(tài)的小型化和簡易、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,消除了金屬對金屬之間的接觸,將使無源交調(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個饋源,同星上數(shù)字信號處理器的完美結合,有效保證覆蓋區(qū)點波束的要求。利用偏饋技術,每8或20個,甚至更多的饋源形成一個波束,總數(shù)可形成200-300個點波束。
·多點波束,14分貝的波束隔離;大大提高了頻率復用的次數(shù)(波束數(shù)/7),極大地節(jié)省了衛(wèi)星的頻率和頻帶。
·點波束的設計,保證了天線的高增益,有效地支持了個人通信的需求。
高頻頭的安裝與調(diào)試
高頻頭的安裝較為簡單,將高頻頭的輸入波導口與饋源或極化器輸出波導口對齊,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行。
4、高頻頭的方向本人以其接線頭為準,當接收水平極化的信號時,其接線頭朝向天線面的右側或左側(指人對著天線面站在正前方);當接收垂直極化的信號時,其接線頭朝向天線面的上方或下方;用雙極化高頻頭時,其上面刻度的0格線朝向左或右側。如收到圖象還不理想時,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半球,我國處于東半球,所以經(jīng)度應該由西向東分布,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。如果當衛(wèi)星經(jīng)度等于所在地經(jīng)度,那么衛(wèi)星接收天線應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,此時衛(wèi)星接收天線就應該朝向偏西方向。如地處浙江杭州的地經(jīng)度大約120°E為正南時,如果接收100.5°E中衛(wèi)一號衛(wèi)星,那么其天線的方位角應由正南向西移動,而要接收泛美2號(169°E)衛(wèi)星則應由正南向東移動。再如當接收衛(wèi)星為中星九號(92.2°E)信號時,由于92.2°小于地經(jīng)度l200,所以天線應由正南向偏西方向移動,接收中星68115.5°E的信號時,因為115.5°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該在正南稍偏西的方向即可。
