衛(wèi)星天線

目錄
·衛(wèi)星天線作用
·衛(wèi)星天線的類型
·衛(wèi)星天線原理
·衛(wèi)星天線的安裝：
·衛(wèi)星系統(tǒng)調(diào)試
·衛(wèi)星天線的發(fā)展





衛(wèi)星天線作用
　　衛(wèi)星天線的作用是收集由衛(wèi)星傳來的微弱信號，并盡可能去除雜訊。大多數(shù)天線通常是拋物面狀的，也有一些多焦點天線是由球面和拋物面組合而成。衛(wèi)星信號通過拋物面天線的反射后集中到它的焦點處。
衛(wèi)星天線的類型
　　中心聚焦衛(wèi)星天線
　　中心聚焦衛(wèi)星天線一般稱為正焦天線，又稱拋物線天線，不論深淺，其天線盤面弧度皆呈拋物線。中心焦天線特征為盤面正圓，LNB置于天線的中央焦點。
　　正焦天線依其焦點位置又可分為深碟與淺碟，相同尺寸的天線如果聚焦越短則盤面越深、聚焦越長盤面越淺，如問那一種比較好用，則是各有各的優(yōu)缺點。
　　正焦天線尋找衛(wèi)星，通常只要知道該衛(wèi)星當?shù)氐慕邮昭鼋�，把仰角器置于天線正中央加以調(diào)整仰度，再搭配指南針與衛(wèi)星信號測試儀器很容易就可以找到你要的衛(wèi)星。當你定位完成時，此時盤面中央、LNB及3萬6千公里的衛(wèi)星是成一直線的。
　　FRP一體成型衛(wèi)星天線
　　FRP天線是由玻璃纖維制成。纖維內(nèi)層夾置錫箔以作為衛(wèi)星訊號反射。由于天線體積龐大，制作過程通常在模具上使用純手工來制作。
　　此天線由于是一體成型。所以可以保證有絕對的真圓度及拋物曲面的精準度。完全避開組合型天線因組合不當。而導致"側(cè)瓣"或"多焦"的困擾。
　　因精準度高于一般的組合型天線，固本天線特別適合需要高增益的KU頻衛(wèi)星接收。
　　一體成型天線的特點是高增益且天線的增益品質(zhì)劃一，以有別于組合型天線增益品質(zhì)需視工程人員施工的心情而定。缺點是:因是一體成型。
　　所以在運送及高樓作業(yè)上上有一定的難度。
　　FRP天線可用來接收C與Ku頻段衛(wèi)星信號。一般運用在有線電視系統(tǒng)、TVRO及衛(wèi)星通訊系統(tǒng)相關制造業(yè)。
　　由于FRP天線堅固耐用。國內(nèi)有線電視系統(tǒng)。從早期至今約有九成使用過此類型天線。
　　網(wǎng)狀天線鋁網(wǎng)模成型壓，天線的結(jié)構(gòu)和曲率的精度完全取決于骨架的成型，天線的組合施工也會對準度有相當?shù)挠绊懀�故對天線組合技師的專業(yè)組合技術要求很高。
　　此類型天線因受制于天線曲率精準度。所以較常使用在頻率較低的C頻段衛(wèi)星接收。在天線的使用上以有線電視系統(tǒng)、TVRO及個人接收為主。
　　模具沖壓成型鐵盤天線
　　鐵盤天線是個人接收中使用率最高的一種。它可分偏焦一體成型、中心焦一體成型及中心焦多片組合。鐵盤一體成型天線尺寸從35cm-180cm不等。
　　一般可用來接收Ku頻段衛(wèi)星。160cm-180cm天線可視衛(wèi)星功率大小來收C頻段衛(wèi)星。一體成型天線價格便宜好安裝且信號增益穩(wěn)定定。
　　唯一缺點是100cm以上搬運比較不方便。鐵盤多片組合天線尺寸從160cm-240cm不等。一般適用于C頻段衛(wèi)星接收。如用來接收Ku頻。則效果不太理想。
　　鐵盤天線是使用鍍鋅鋼板再加上模具沖壓成型�？纱罅可�產(chǎn)。因此價格比較便宜。
　　組合型SNC衛(wèi)星天線
　　SNC衛(wèi)星天線是使用玻璃纖維做原料。再加上模具加熱所成型。內(nèi)部并夾著一層不銹鋼鐵絲網(wǎng)。用來反射衛(wèi)星信號。
　　SNC天線可用來接收C和Ku衛(wèi)星訊號。但在接收Ku頻時。需特別注意各片天線組合時盤面間是否有高低落差及盤面間是否平整，因為些微的差距會導致天線整體效率變差。SNC衛(wèi)星天線通常使用在有線電視系統(tǒng)及特殊通訊業(yè)務上。
　　極軸鏈條式天線
　　極軸天線又稱同步帶天線，何謂同步帶？就是赤道上空3萬6千公里環(huán)繞地球一圈所形成的衛(wèi)星帶，同步衛(wèi)星便在同步帶上以相隔2-3度環(huán)繞著地球而同步帶天線為何又稱極軸天線？我們假設天線位于北半球的任何緯度，當你的天線已修正到所有同步衛(wèi)星都可接收到時，此時天線的極軸角是正對北極星，輔助仰角是與地軸相互平行，所以同步帶天線又稱極軸天線。
　　此天線是由一組36V直流步進馬達驅(qū)動變速齒輪組再加上鏈條所組合而成的推動系統(tǒng)，此系統(tǒng)并由定位器來控制。定位器可輸出天線所需求的36V，并可記憶目前及日后所收尋到的衛(wèi)星位址。當天線要移動到別顆衛(wèi)星時。只需輸入這顆衛(wèi)星代號。天線將自動移到此衛(wèi)星。
　　架設此系統(tǒng)需要有相當豐富的接收經(jīng)驗才架設的來，因為在不同的緯度所看到的同步帶曲率是不一樣。且牽連到天線本身的極軸角、方位角及輔助仰角而錯一樣就無法完整追蹤到同步帶
　　單推桿極軸天線
　　單推桿極軸天線其功能與操作設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)今在東南亞國家的個人接收戶，也常使用此類天線接收2-3顆衛(wèi)星。
　　如果使用推桿來接收整個同步帶的衛(wèi)星，驅(qū)動天線在接收極東或極西衛(wèi)星時，天線會有抖動、跳躍或卡死的現(xiàn)象(這時天線正處在負荷最大的位置，加上推桿的作用力正處在結(jié)構(gòu)的最末端，所以會產(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)動天線所取代。
　　仰角方位式驅(qū)動天線
　　仰角方位式驅(qū)動天線是使用1-2支36V仰角步進馬達推桿及一組36V方位步進馬達，當天線在更換接收衛(wèi)星時，仰角及方位馬達會輪替驅(qū)動，所以天線行走的路線會成鋸齒狀。
　　仰角方位天線在初期安裝設定時并不會像極軸天線一樣困難，剛開始設定必須先把要接收的衛(wèi)星以仰角及方位的移動加以定位及記憶，日后更換衛(wèi)星時只需輸入代碼即可。
　　由于此系統(tǒng)行走的路線并不是完全符合同步軌道，當有新的衛(wèi)星在同步軌道發(fā)送信號時，此系統(tǒng)將很難察覺。
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)星天線的安裝：
　　安裝拋物面天線時，一般按廠家提供結(jié)構(gòu)圖安裝。各廠家的天線結(jié)構(gòu)都是大同小異基本相同。天線的結(jié)構(gòu)反射板有整體成形和分瓣兩種（ 2M以上的反射板基本為分瓣），腳架主要有立柱腳架和三腳架兩種（立柱腳架較為常見），個別一點八米以下腳架為臥式腳架。
　　以下是基本安裝步驟：
　　臥式腳架裝在已準備好的基座上，校正水平，然后堅固腳架鐵絲及焊接固定（臥式腳架須先調(diào)好方位角后方可固定腳架）。
　　裝上方位托盤和仰角調(diào)節(jié)螺桿。
　　依順序?qū)⒎瓷浒宓募訌娭Ъ芎头瓷浒逖b在反射板托盤上，在反射板與反射板相聯(lián)接時稍為固定即可暫不緊固，等全部裝上后，調(diào)整板面平整再將全部螺絲堅固。這里 提起注意的是分瓣反射板有些廠家是無順序的可隨意拼裝，但有些三瓣是有安裝饋源支桿的安裝點，這三瓣須三分安裝在里面，否則饋源支架裝上后不對稱饋源與天 線的反射焦點不能重合影響信號增益甚至收不到信號。整體成形的反射板裝上托盤架后直接將反射板裝在方位托架上即可。
　　裝上饋源支架，饋源固定盤。
　　饋源、高頻頭的安裝與調(diào)整：把饋源和高頻頭和連接其矩形波導口必須對準、對齊、波導口內(nèi)則要平整，兩波導口之間加密封圈，擰緊螺絲防止?jié)B水，將連接好的饋源高頻頭裝在饋源固定盤上，對準拋物面天線中心位置集中焦點。
　　介紹一種計算天線焦距簡單計算方法：
　　根據(jù)物面天線焦距比公式：F/D≈0.34~0.4，現(xiàn)以3M天線為例計算其焦距F=3ⅹ0.35+0.15=1.2（米），式中0.15為修正值。3M 天線焦距為1.2米。
衛(wèi)星系統(tǒng)調(diào)試
　　介紹一種不知衛(wèi)星方位角仰角，沒有調(diào)試儀器情況下進行系統(tǒng)調(diào)試方法。系統(tǒng)調(diào)試必須把接收機、電視機拿到安裝天線現(xiàn)場進行調(diào)試，安裝現(xiàn)場必須有電源。以上準備工作做好后，下一步就是系統(tǒng)調(diào)試，步驟如下：
　　1、首先根據(jù)所要接收的衛(wèi)星，把衛(wèi)星接收機所接收的頻道頻率調(diào)準。有的衛(wèi)星接收機頻率顯示為衛(wèi)星頻道的下行頻率3.7GHz~4.2GHz,有的是顯示高 頻頭的輸出中頻 950MHz~1540MH，即是衛(wèi)星接收機的接收輸入中頻頻率。當碰上這情況時，用高頻頭的本震頻率 5150MHz減去中頻頻率得出的是衛(wèi)星頻道的衛(wèi)星下頻率。
　　2、把所有的連接線接收，根據(jù)所要接收信號的極化方式粗調(diào)饋源，按極化要求調(diào)好饋源的波導口方向。
　　3、把天線反射面轉(zhuǎn)向正南方向，松開仰角調(diào)節(jié)杠，讓反射面上下調(diào)節(jié)靈活方便。然后根據(jù)所要捕捉的衛(wèi)星定點的經(jīng)度和調(diào)式所在地的地理位置，向東或向西一點一 點轉(zhuǎn)動天線反射面來改變反射面的方位。每轉(zhuǎn)動一點方位后緩慢上下調(diào)節(jié)重復如此直至出現(xiàn)信號，確認是所要接收的衛(wèi)星節(jié)目，然后保持信號強度暫固定仰角，進行 下一步方位角微調(diào)。
　　4、使天線反射面朝單一方向水平轉(zhuǎn)動，觀察電視圖像。使捕捉到衛(wèi)星信號從有到無，從強信號到弱信號轉(zhuǎn)至信號剛好消失，在腳架立術托盤交接處上下畫一條直線 與地面垂直作記號，再反轉(zhuǎn)天線，使衛(wèi)星信號圖像在電視機中從弱到強，再從強到弱，轉(zhuǎn)至信號圖像剛好消失，在方位托盤記號處向下延伸立柱上畫一直，這時立柱 上已有兩條直線作記號。重復以上步驟反復幾次，確認立柱二記號點位置無誤后，把方位托盤記號轉(zhuǎn)至立柱二記號點之間的中心線位置，這就是所要調(diào)試衛(wèi)星的方位 角位置。把緊固方位角的螺絲堅固，方位角調(diào)試完畢。
　　5、微調(diào)仰角：用微調(diào)方位角的方法，在仰角調(diào)節(jié)桿上取二點作記號，用同樣方法進行仰角微調(diào)。
　　6、饋源焦距及極化方向微調(diào)：用調(diào)方位角和仰角的方法微調(diào)焦距和極化方向。當饋源長度有限，焦距微調(diào)不適合以上方法時，這時電視圖像畫面噪聲波點已委少或 已沒有了噪波點，可在饋源中塞點紙使畫面出現(xiàn)較多的噪波點，然后調(diào)節(jié)饋源觀察電視畫面調(diào)至器噪波點減至最少，即調(diào)準了焦距。 7、至此，系統(tǒng)接收調(diào)試完畢，撤去現(xiàn)場調(diào)試設備，連接好高頻頭與室內(nèi)接收機的同軸電纜，如果是多戶接收或進CATV系統(tǒng)側(cè)裝上功分器，有必要時加裝線路放大器。
　　衛(wèi)星天線角度計算公式
　　衛(wèi)星天線安裝主要調(diào)整三個角度，按先后次序分別為仰角、方位角、高頻頭極化角。
　　方位角計算公式：Az=arctg(tgX/sinY)
　　仰角計算公式：El=arctg[(cosXcosY-0.1513)/(1-cos²Xcos²Y)開根]
　　極化角=X（當X為正值，高頻頭順時針轉(zhuǎn)動X度，反之逆時針轉(zhuǎn)動）
　　X=衛(wèi)星經(jīng)度-接收地經(jīng)度
　　Y=接收地緯度
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(jié)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(jié)構(gòu)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)最小。
　　·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(jié)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。
　　2）ASES衛(wèi)星天線
　　該衛(wèi)星天線由位于美國奧蘭多、具有100多年歷史的哈里斯（HARRIS）公司研制。哈里斯公司的天線設計采用傳統(tǒng)的可展開桁架式結(jié)構(gòu)天線。該公司已具有20年研制展開式大天線的經(jīng)驗，包括L、S、X和Ku頻段的天線，如美國的數(shù)據(jù)跟蹤中繼衛(wèi)星（TDRSS）4.8米的衛(wèi)星天線，已經(jīng)過飛行驗證，具有很強的實力和信譽。
　　ASES衛(wèi)星采用兩個12米的可展開桁架式結(jié)構(gòu)天線分別用于發(fā)射和接收，偏置網(wǎng)狀透明反射器在結(jié)構(gòu)及展開驅(qū)動機構(gòu)方面完全繼承了原有天線的特點，具有較高的精度和可靠性。
　　3）TORSS衛(wèi)星天線
　　4.8米直徑的可展開桁架式結(jié)構(gòu)無線，總重52磅；
　　反射器是由18個石墨環(huán)氧樹脂桁架、反射面、中心樞紐控制機構(gòu)及馬達驅(qū)動展開系統(tǒng)組成；
　　中心支撐構(gòu)件由6個石墨翼支架、石英環(huán)氧樹脂屏蔽罩、鋒窩子反射器和頂端的錐型體組成；
　　饋源部件包括旁瓣跟蹤和5個KU頻段饋源。
　　4）GALILEO衛(wèi)星天線
　　4.8米直徑的可展開桁架式結(jié)構(gòu)天線，總重76磅；
　　18個鋼性的增強型碳纖維環(huán)氧樹脂桁架；
　　利用可調(diào)整的鈹支撐桿系統(tǒng)支撐饋源；
　　鉬鍍金的網(wǎng)狀拋物面反射面；
　　雙賦形卡塞格倫反射面和頂點饋電（APEX－FEEK）反射器。
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