同步衛(wèi)星接收天線的調(diào)整

1、同步衛(wèi)星接收天線的調(diào)整自1965年人類(lèi)利用靜止衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球通信以來(lái)，同步 衛(wèi)星通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展。隨著電視技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)星電視作為一種先進(jìn)的廣播形式，因其收視質(zhì)量高、覆蓋范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)已深受大眾喜愛(ài)。不少單位和個(gè)人都安裝上了衛(wèi)星電視接收天線。然而，調(diào)整天線使其處于最佳工作狀態(tài)卻不是一件容易的事情，沒(méi)有必備的工具和技術(shù)參數(shù)則幾乎是不可能的。這里向大家介紹一種使用羅盤(pán)儀調(diào)整同步衛(wèi)星接收天線的簡(jiǎn)易方法。 一、準(zhǔn)備工作在正式調(diào)整衛(wèi)星接收天線開(kāi)始之前，尚有許多準(zhǔn)備工作要做。首先要擁有一只能測(cè)量?jī)A角的羅盤(pán)儀，這是必備工具，其次必須知道天線所在地的經(jīng)緯度和預(yù)收衛(wèi)星的經(jīng)度，這幾個(gè)參數(shù)決定了天線的仰角和方

2、位角。再次，了解衛(wèi)星信號(hào)的強(qiáng)度也很重要，它有助于確定該使用多大口徑的天線接收。這些均可從有關(guān)資料和其他地面站得到。最后，還要知道這顆衛(wèi)星上預(yù)收節(jié)目的下行頻率、極化方式。他們是調(diào)整天線的依據(jù)。準(zhǔn)備工作完成后，可著手下一步驟。 二、仰角和方位角的計(jì)算1、這里我們先把仰角和方位角的概念解釋一下：仰角是指接收站天線仰望衛(wèi)星的視線與水平面構(gòu)成的夾角。而方位角是指在接收點(diǎn)水平面上作一條接收站仰望衛(wèi)星的視線的正投影線，從接收點(diǎn)的正北方開(kāi)始，順時(shí)針（即北東南西）方向轉(zhuǎn)到這條正投影線的角度。 2、明白了仰角和方位角的概念后，我們可以按下面兩個(gè)公式將其計(jì)算出來(lái)： 式中：AZ為方位角； EL 為仰角； q 為衛(wèi)星定

3、點(diǎn)經(jīng)度； j 為地面站經(jīng)度； b 為地面站緯度； R 為地球半徑，6378.1公里； H 為衛(wèi)星距地面的垂直高度，35786.5公里。 按上述公式計(jì)算時(shí)尚未考慮磁偏角的影響。磁偏度是地球磁場(chǎng)南極向西偏離地球地理北極產(chǎn)生的，當(dāng)用地磁北極定向時(shí)，須將地理南極定向的角度AE加上地磁偏度。 3、從上述公式中不難看出：天線方位角及仰角的計(jì)算是比較復(fù)雜的。如果使用計(jì)算器您仍覺(jué)得困難的話，下面這段C程序或許可以幫助您，您只須將它輸入計(jì)算機(jī)中，經(jīng)編譯執(zhí)行后可按提示迅速算出在武漢市接收某一衛(wèi)星時(shí)天線的仰角和方位角。改變程序中的地面站經(jīng)度LONGITUDE和緯度LATITUDE，即可計(jì)算其他地區(qū)的接收參數(shù)。 #

4、include "math.h" # define LONGITUDE 114.28*0.01745333 # define LATITUDE 30.63*0.01745333 main() float az,el,r1,r2,Q; printf("請(qǐng)輸入衛(wèi)星經(jīng)度:"); scanf("%f",&Q); Q=Q*0.01745333; r1=Q-LONGITUDE; r2=tan(r1); az=180-atan(r2/sin(LATITUDE)*57.2956455; r2=cos(r1)*cos(LATITUDE); el

5、=sqrt(1-r2*r2); r2=r2-0.151; el=atan(r2/el)*57.2956455; printf("方位角為%3.2f ,仰角為%3.2fn",az,el); 三、衛(wèi)星接收機(jī)參數(shù)的調(diào)整若衛(wèi)視節(jié)目是模擬制式，則最好選用帶有調(diào)諧頻率指示的衛(wèi)星接收機(jī)。衛(wèi)星接收機(jī)的調(diào)諧頻率可按下式計(jì)算： fIF=fOSC-fIN式中：fIF為調(diào)諧頻率； fOSC為高頻頭本振頻率，對(duì)于C波段高頻頭多為5150MHZ，對(duì)于Ku波段而言，目前國(guó)內(nèi)使用的高頻頭主要有兩種本振頻率：11.30GHZ和11.25GHZ，使用時(shí)應(yīng)注意加以區(qū)分； fIN為衛(wèi)星信號(hào)下行頻率。 如接收機(jī)不帶

6、調(diào)諧指示，則應(yīng)找出當(dāng)前衛(wèi)星與預(yù)收衛(wèi)星共同的下行頻率，并以當(dāng)前衛(wèi)星為參照將接收機(jī)調(diào)諧于此頻率，然后按要求將接收機(jī)的伴音副載波、去加重、中音頻帶寬調(diào)至合適的接收狀態(tài)。 若衛(wèi)視節(jié)目是數(shù)字制式，則希望所用的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)反應(yīng)時(shí)間盡量快些。另外，接收機(jī)的靈敏度是否高也很重要。筆者就曾因使用靈敏度不高的接收機(jī)調(diào)整天線而吃盡苦頭。 調(diào)整數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的參數(shù)比調(diào)整模擬機(jī)稍復(fù)雜些，除調(diào)諧頻率fIF的計(jì)算與模擬接收方式一樣外，還有符號(hào)率、糾錯(cuò)方式（部分接收機(jī)可自動(dòng)識(shí)別）等，均必須正確設(shè)置，否則將一無(wú)所獲，這一點(diǎn)與接收模擬信號(hào)是完全不同的。 四、極化變換器的調(diào)整我們知道，電磁波的傳播具有兩種類(lèi)型、四種極化方式，即圓

7、極化和線極化兩種類(lèi)型，左旋圓極化、右旋圓極化、垂直線極化和水平線極化四種方式。天線接收線極化波是不用極化變換器的，而接收?qǐng)A極化波時(shí)則需要將圓極化波轉(zhuǎn)換成線極化波以適應(yīng)于波導(dǎo)的傳輸。 線極化波是指電磁波中電場(chǎng)矢量端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線。電磁波中電場(chǎng)矢量方向與衛(wèi)星軌道平面垂直，即為垂直極化波；電場(chǎng)矢量方向與衛(wèi)星軌道平面平行，即為水平極化波，右旋極化波是符合右 手定則的電磁波，左手圓極化波是符合左手定則的電磁波。 極化變換器的作用就是將線極化波變?yōu)閳A極化波或?qū)A極化波變?yōu)榫€極化波，也稱(chēng)為移相器。圖2和圖3中分別示出了兩種類(lèi)型天線的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為這兩種天線接收不同極化波時(shí)極化變換器的安裝示意圖，

8、從圖中可以看出：對(duì)圓極化波而言，前饋天線和后饋天線是有區(qū)別的，該類(lèi)型波每經(jīng)反射一次，極化方向要反轉(zhuǎn)一次，而前饋天線和后饋天線的反射次數(shù)是不同的。至于線極化波，反射是不會(huì)改變其方向的。 有了這些知識(shí)，就可以將天線的極化變換器調(diào)至所需的狀態(tài)。目前我國(guó)的衛(wèi)星信號(hào)多使用線極化波，接收這些信號(hào)只需轉(zhuǎn)動(dòng)圓矩變換波導(dǎo)和高頻頭的方向即可，無(wú)需使用極化變換器。 五、天線方位角及仰角的調(diào)整如何調(diào)整天線的仰角及方位角這一問(wèn)題對(duì)許多人來(lái)說(shuō)卻是一件難事。這里向大家介紹兩種行之有效的方法：相對(duì)值法與絕對(duì)值法。 1、相對(duì)值法：此法是先計(jì)算出接收當(dāng)前衛(wèi)星與接收預(yù)收衛(wèi)星時(shí)天線仰角與方位角的差值，然后對(duì)天線進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。舉例來(lái)

9、說(shuō)，在武漢市調(diào)整原接收中星五號(hào)(115.5°E)的天線至接收亞太1A號(hào)(134°E)，天線的方位角及仰角分別為： 中星五號(hào) AZ=177.6°；EL=54.3° 亞太1A號(hào) AZ=144.9°；EL=48.3° 顯然方位角應(yīng)減少即向東轉(zhuǎn)177.6°-144.9°=32. 7°，仰角應(yīng)下調(diào)54.3°-48.3°=6.0° 由于在調(diào)整中是取相對(duì)值進(jìn)行的，測(cè)量位置本身的偏差在計(jì)算中已經(jīng)被消除了，因此對(duì)羅盤(pán)的測(cè)量位置要求不高，只要保持測(cè)量位置不變即可。此法較適合于天線換星操作和偏饋天

10、線。 2、絕對(duì)值法：此法只需計(jì)算出天線最終仰角及方位角，而無(wú)需考慮當(dāng)前狀態(tài)。以羅盤(pán)讀數(shù)作參考也能較快將天線調(diào)至所需位置，但在使用羅盤(pán)時(shí)一定要嚴(yán)格選擇測(cè)量位置，盡量減小由于測(cè)量位置選擇不當(dāng)引起的誤差。 這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)具體情況選擇使用或結(jié)合使用。 天線仰角及方位角的調(diào)整對(duì)于接收C波段模擬電視信號(hào)或許不算太困難，但對(duì)于接收數(shù)字電視信號(hào)特別是Ku波段電視信號(hào)就沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。筆者建議務(wù)必按以下步驟進(jìn)行，除非條件不具備。 1、首先接收該衛(wèi)星上C波段模擬電視信號(hào)，以求將天線大致對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，在多數(shù)情況下這一條件都能得到滿足。 2、其次接收C波段數(shù)字電視信號(hào)或者改換Ku波段高頻頭接收該波段模擬電視信

11、號(hào)，這一條件不一定能滿足。 3、最后接收Ku波段數(shù)字電視信號(hào)。 有些Ku波段天線不能換C波段高頻頭，但也應(yīng)盡可能從2做起，我想其中的道理就不必多說(shuō)了。這樣做看似麻煩，卻極有必要。否則麻煩會(huì)更大，不信您試試。 六、微調(diào)經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)步驟，大多數(shù)情況下是能收到衛(wèi)星信號(hào)的，但接收效果不一定理想，為此必須進(jìn)行微調(diào)。 1、仰角、方位角的微調(diào)：反復(fù)微調(diào)仰角及方位角，注意監(jiān)視器上圖像、伴音的變化情況，直到圖像、伴音信號(hào)達(dá)到最佳狀態(tài)。在微調(diào)期間，一定要注意分清天線的主瓣和旁瓣，以主瓣接收信號(hào)，收視效果明顯要優(yōu)于旁瓣。 2、 饋源及極化的調(diào)整：完成仰角及方位角的微調(diào)后應(yīng)將其稍微固定，然后適當(dāng)移動(dòng)饋源的位置，調(diào)整焦

12、距。同時(shí)由于我國(guó)衛(wèi)星廣播采用線極化方式傳送，因此務(wù)必對(duì)極化進(jìn)行細(xì)心的調(diào)整。最終的目標(biāo)是使模擬接收機(jī)的輸入信號(hào)電平最強(qiáng)，數(shù)字接收機(jī)的誤碼率最低，以保證監(jiān)視器上信號(hào)最佳。 3、調(diào)試完畢后，整個(gè)衛(wèi)星接收系統(tǒng)已處于最佳工作狀態(tài)，可將饋源、極化器、仰角和方位角等固定好。 七、做好記錄對(duì)天線的各種狀態(tài)、參數(shù)、接收信號(hào)情況等做好詳細(xì)記錄并不復(fù)雜，但對(duì)今后的工作大有好處。 至此，衛(wèi)星接收天線的調(diào)整工作才算全部完成了。 八、距離高度同步衛(wèi)星是指與地球相對(duì)靜止的衛(wèi)星，這種衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心就是地心。因此，它的軌道平面必須與赤道平面重合，并且它必須位于赤道上空一定的高度上。下面我們計(jì)算同步