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(lái)的微弱信號(hào)，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(diǎn)天線是由球面和拋物面組合而成。衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)拋物面天線的反射后集中到它的焦點(diǎn)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(diǎn)。
　　正焦天線依其焦點(diǎn)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(zhǎng)盤面越淺，如問(wèn)那一種比較好用，則是各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　正焦天線尋找衛(wèi)星，通常只要知道該衛(wèi)星當(dāng)?shù)氐慕邮昭鼋牵�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(hào)測(cè)試儀器很容易就可以找到你要的衛(wèi)星。當(dāng)你定位完成時(shí)，此時(shí)盤面中央、LNB及3萬(wàn)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(hào)反射。由于天線體積龐大，制作過(guò)程通常在模具上使用純手工來(lái)制作。
　　此天線由于是一體成型。所以可以保證有絕對(duì)的真圓度及拋物曲面的精準(zhǔn)度。完全避開組合型天線因組合不當(dāng)。而導(dǎo)致"側(cè)瓣"或"多焦"的困擾。
　　因精準(zhǔn)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(diǎn)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(diǎn)是:因是一體成型。
　　所以在運(yùn)送及高樓作業(yè)上上有一定的難度。
　　FRP天線可用來(lái)接收C與Ku頻段衛(wèi)星信號(hào)。一般運(yùn)用在有線電視系統(tǒng)、TVRO及衛(wèi)星通訊系統(tǒng)相關(guān)制造業(yè)。
　　由于FRP天線堅(jiān)固耐用。國(guó)內(nèi)有線電視系統(tǒng)。從早期至今約有九成使用過(guò)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(huì)對(duì)準(zhǔn)度有相當(dāng)?shù)挠绊懀�故�?duì)天線組合技師的專業(yè)組合技術(shù)要求很高。
　　此類型天線因受制于天線曲率精準(zhǔn)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(gè)人接收為主。
　　模具沖壓成型鐵盤天線
　　鐵盤天線是個(gè)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(lái)接收Ku頻段衛(wèi)星。160cm-180cm天線可視衛(wèi)星功率大小來(lái)收C頻段衛(wèi)星。一體成型天線價(jià)格便宜好安裝且信號(hào)增益穩(wěn)定定。
　　唯一缺點(diǎn)是100cm以上搬運(yùn)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(lái)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(jià)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(lái)反射衛(wèi)星信號(hào)。
　　SNC天線可用來(lái)接收C和Ku衛(wèi)星訊號(hào)。但在接收Ku頻時(shí)。需特別注意各片天線組合時(shí)盤面間是否有高低落差及盤面間是否平整，因?yàn)樾┪⒌牟罹鄷?huì)導(dǎo)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(wù)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(wàn)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(shè)天線位于北半球的任何緯度，當(dāng)你的天線已修正到所有同步衛(wèi)星都可接收到時(shí)，此時(shí)天線的極軸角是正對(duì)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(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速齒輪組再加上鏈條所組合而成的推動(dòng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)并由定位器來(lái)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(dāng)天線要移動(dòng)到別顆衛(wèi)星時(shí)。只需輸入這顆衛(wèi)星代號(hào)。天線將自動(dòng)移到此衛(wèi)星。
　　架設(shè)此系統(tǒng)需要有相當(dāng)豐富的接收經(jīng)驗(yàn)才架設(shè)的來(lái)，因?yàn)樵诓煌�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(cuò)一樣就無(wú)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(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(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(jué)。
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)星天線的安裝：
　　安裝拋物面天線時(shí)，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(gè)別一點(diǎn)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(zhǔn)備好的基座上，校正水平，然后堅(jiān)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?qiáng)支架和反射板裝在反射板托盤上，在反射板與反射板相聯(lián)接時(shí)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(jiān)固。這里 提起注意的是分瓣反射板有些廠家是無(wú)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(diǎn)，這三瓣須三分安裝在里面，否則饋源支架裝上后不對(duì)稱饋源與天 線的反射焦點(diǎn)不能重合影響信號(hào)增益甚至收不到信號(hào)。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(dǎo)口必須對(duì)準(zhǔn)、對(duì)齊、波導(dǎo)口內(nèi)則要平整，兩波導(dǎo)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(duì)準(zhǔn)拋物面天線中心位置集中焦點(diǎn)。
　　介紹一種計(jì)算天線焦距簡(jiǎn)單計(jì)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(jì)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(méi)有調(diào)試儀器情況下進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試方法。系統(tǒng)調(diào)試必須把接收機(jī)、電視機(jī)拿到安裝天線現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試，安裝現(xiàn)場(chǎng)必須有電源。以上準(zhǔn)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(jī)所接收的頻道頻率調(diào)準(zhǔn)。有的衛(wèi)星接收機(jī)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(jī)的接收輸入中頻頻率。當(dāng)碰上這情況時(shí)，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(hào)的極化方式粗調(diào)饋源，按極化要求調(diào)好饋源的波導(dǎo)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(diǎn)的經(jīng)度和調(diào)式所在地的地理位置，向東或向西一點(diǎn)一 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)天線反射面來(lái)改變反射面的方位。每轉(zhuǎn)動(dòng)一點(diǎn)方位后緩慢上下調(diào)節(jié)重復(fù)如此直至出現(xiàn)信號(hào)，確認(rèn)是所要接收的衛(wèi)星節(jié)目，然后保持信號(hào)強(qiáng)度暫固定仰角，進(jìn)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(dòng)，觀察電視圖像。使捕捉到衛(wèi)星信號(hào)從有到無(wú)，從強(qiáng)信號(hào)到弱信號(hào)轉(zhuǎn)至信號(hào)剛好消失，在腳架立術(shù)托盤交接處上下畫一條直線 與地面垂直作記號(hào)，再反轉(zhuǎn)天線，使衛(wèi)星信號(hào)圖像在電視機(jī)中從弱到強(qiáng)，再?gòu)膹?qiáng)到弱，轉(zhuǎn)至信號(hào)圖像剛好消失，在方位托盤記號(hào)處向下延伸立柱上畫一直，這時(shí)立柱 上已有兩條直線作記號(hào)。重復(fù)以上步驟反復(fù)幾次，確認(rèn)立柱二記號(hào)點(diǎn)位置無(wú)誤后，把方位托盤記號(hào)轉(zhuǎn)至立柱二記號(hào)點(diǎn)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(jiān)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(diǎn)作記號(hào)，用同樣方法進(jìn)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(dāng)饋源長(zhǎng)度有限，焦距微調(diào)不適合以上方法時(shí)，這時(shí)電視圖像畫面噪聲波點(diǎn)已委少或 已沒(méi)有了噪波點(diǎn)，可在饋源中塞點(diǎn)紙使畫面出現(xiàn)較多的噪波點(diǎn)，然后調(diào)節(jié)饋源觀察電視畫面調(diào)至器噪波點(diǎn)減至最少，即調(diào)準(zhǔn)了焦距。 7、至此，系統(tǒng)接收調(diào)試完畢，撤去現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試設(shè)備，連接好高頻頭與室內(nèi)接收機(jī)的同軸電纜，如果是多戶接收或進(jìn)CATV系統(tǒng)側(cè)裝上功分器，有必要時(shí)加裝線路放大器。
　　衛(wèi)星天線角度計(jì)算公式
　　衛(wèi)星天線安裝主要調(diào)整三個(gè)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(jì)算公式：Az=arctg(tgX/sinY)
　　仰角計(jì)算公式：El=arctg[(cosXcosY-0.1513)/(1-cos²Xcos²Y)開根]
　　極化角=X（當(dāng)X為正值，高頻頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)X度，反之逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）
　　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(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(guò)，消除了金屬對(duì)金屬之間的接觸，將使無(wú)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(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。
　　2）ASES衛(wèi)星天線
　　該衛(wèi)星天線由位于美國(guó)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(shè)計(jì)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(yàn)，包括L、S、X和Ku頻段的天線，如美國(guó)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(guò)飛行驗(yàn)證，具有很強(qiáng)的實(shí)力和信譽(yù)。
　　ASES衛(wèi)星采用兩個(gè)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(dòng)機(jī)構(gòu)方面完全繼承了原有天線的特點(diǎn)，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(wú)線，總重52磅；
　　反射器是由18個(gè)石墨環(huán)氧樹脂桁架、反射面、中心樞紐控制機(jī)構(gòu)及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)展開系統(tǒng)組成；
　　中心支撐構(gòu)件由6個(gè)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(gè)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(gè)鋼性的增強(qiáng)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(diǎn)饋電（APEX－FEEK）反射器。
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