衛(wèi)星天線調(diào)整的三大參數(shù)精

1、資料圖紙交流中心給站長留言電工技術(shù)論壇電子技術(shù)論壇有線電視技術(shù)論壇晶體管資料查詢衛(wèi)星接收天線調(diào)整的三大參數(shù)廣州電子技術(shù)網(wǎng) 思維衛(wèi)星廣播電視從模擬到數(shù)字，從C波段到Ku波段，從傳輸?shù)街辈サ陌l(fā)展非常迅速，我國有線電視的信源多數(shù)來自于衛(wèi)星。利用衛(wèi)星傳送技術(shù)進(jìn)行覆蓋是我國廣播電視傳輸?shù)囊粋€(gè)重要組成部分，如村村通廣播電視工程中利用 衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行覆蓋的就占了很大的比例。為此，衛(wèi)星接收是廣電機(jī)構(gòu)技術(shù)人員所必須掌握的一門技術(shù)。要進(jìn)行衛(wèi)星接收，關(guān)鍵點(diǎn)是衛(wèi)星接收天線的定位，它包括：天線的方位角、仰角和饋源的極化角這三大參數(shù)。1、1、方位角圖1圖2從地球的北極到南極的等分線稱為經(jīng)線（0-180度），把地球分為東方西

2、方，偏東的經(jīng)線稱為東經(jīng)，偏西方的經(jīng)線稱為西經(jīng)。從地球的東到西的等分線稱緯線 （0-90度），把地球分為南北半球， 以赤道為界（赤道的緯度為0）, 北半球的緯線稱北緯，南半球的緯線稱南緯。我國處于北半球的東方，約在東經(jīng)75 135度，北緯18 55度之間。所有的廣播電視衛(wèi)星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步軌道的不同經(jīng)度上，平時(shí)我們慣稱多少度的衛(wèi)星，這個(gè)度指的是地球的經(jīng)線，衛(wèi)星在地球上的投影稱為星下點(diǎn)，它是位于赤道上，經(jīng)度與衛(wèi)星經(jīng)度相同的地方。如亞太6號(hào)衛(wèi)星的星下點(diǎn)是位于赤道上的東經(jīng)134度的位置，我們?cè)趯ば菚r(shí)，如果你所在的地方（北半球）的經(jīng)度大于星下點(diǎn)的經(jīng)度，那么天線的方位角必定

3、時(shí)正南（以正南為基準(zhǔn)）偏西，反過來，如果你所在的位置的經(jīng)度小于 星下點(diǎn)的經(jīng)度，那么天線的方位角是正南偏東。衛(wèi)星天線的方位角計(jì)算公式是：A = arctg tg（W s-少g）/sin 0 （1）公式（1）中的少g是接收站經(jīng)度，少s為衛(wèi)星的經(jīng)度，。為接收站的緯度。圖1是衛(wèi)星的方位角示意圖。方位角的調(diào)整方法很簡單，首先用指南針找到正南方，天線方向正對(duì)正南方，如果計(jì)算的角度A是負(fù)值，則天線向正南偏西轉(zhuǎn)動(dòng) A度，如果A是正值，則天線向正南偏東方向轉(zhuǎn)動(dòng)A度。即可完成方位角的調(diào)整。2、2、仰角仰角是接收站所在地的地平面水平線于天線中心線所形成的角度，如圖2所示。仰角的計(jì)算公式是:1T cost vs- g

4、)4)( 0.15L27ji =firria -.，ylTOOS ( V e- W仰角的調(diào)整最好是用量角器加上一個(gè)垂針作成的仰角調(diào)整專用工具進(jìn)行調(diào)整。方位角和仰角的調(diào)整順序是，先調(diào)整好仰角，在調(diào)整方位角。3、極化角國內(nèi)或區(qū)域衛(wèi)星一般都是線極化，線極化分為水平極化（以 Eli表示）和垂直極化（以 E1表示）。地面接收 天線極化的定義是以衛(wèi)星接收點(diǎn)的地平面為基準(zhǔn)，天線饋源（或極化器）矩形波導(dǎo)口窄邊平行于地平面，則電場(chǎng)矢 量平行于地平面，定義為水平極化；反之饋源矩形波導(dǎo)口窄邊垂直于地平面定義為垂直極化如圖3所示。垂直-垂直。假定衛(wèi)星波束中心地面接收天線與衛(wèi)星輻射電磁波必須滿足極化匹配的條件，與衛(wèi)星同

5、經(jīng)度，那么與星下點(diǎn)同經(jīng)度（但緯度不同）的非星下點(diǎn)接收天線能很好地與衛(wèi)星輻射電磁波匹配，而與星 下點(diǎn)不同經(jīng)度的非星下點(diǎn)接收天線的極化必須旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度（即極化角，這個(gè)極化角也等于星下點(diǎn)的接收天線所在 的地平面與非星下點(diǎn)的接收天線所在的地平面之間的交角）才能與衛(wèi)星電波相匹配。如圖 4所示極化角的產(chǎn)生圖4地面接收天線的極化角P可用下式計(jì)算：P = arctgsin（-少 g）/tg -1（3）從公式可以看出極化角是衛(wèi)星與接收站經(jīng)度差及接收站緯度的函數(shù)。相同經(jīng)度的接收站，p值為0;相同緯度的地球站，經(jīng)度差越大，p絕對(duì)越值大，這從直觀上也容易理解。如果波束中心與星下點(diǎn)的經(jīng)度不同，以上式計(jì)算將存在誤差，但公

6、式（1）可作為接收站極化調(diào)整的理論基礎(chǔ)依據(jù)。如果衛(wèi)星波束中心與衛(wèi)星經(jīng)度不同甚至相差較大，那么只需將公式（3）中的衛(wèi)星經(jīng)度少s換成波束中心勺經(jīng)度少c就可以了。當(dāng)然計(jì)算結(jié)果也只是一個(gè)理論值， 實(shí)際的極化角由具體調(diào)整來確定。P = arctg sin （-勺 g ）d tg -少c：波束中心的經(jīng)度。一般實(shí)際的極化角在公式 3和4兩個(gè)計(jì)算Z果之間，更接近公式（3）的計(jì)算結(jié)果。31、極化調(diào)整3-1-1極化干擾分析衛(wèi)星電視系統(tǒng)產(chǎn)生極化不匹配主要原因是接收站天線極化匹配不良（極化角調(diào)整不準(zhǔn)）。單極化系統(tǒng)，極化不匹配會(huì)產(chǎn)生極化損耗使接收信號(hào)降低。對(duì)于雙極化系統(tǒng)，多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器所使用的下行頻率可能是有相同的，為此不

7、同 的轉(zhuǎn)發(fā)器之間的信號(hào)是依靠不同的極化進(jìn)行隔離的，所以極化如不匹配不僅產(chǎn)生極化損耗，還會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)極化系統(tǒng) 之間的同頻正交極化干擾，這種一個(gè)極化系統(tǒng)的信號(hào)對(duì)另一個(gè)極化系統(tǒng)信號(hào)的干擾體現(xiàn)為噪聲的增加，使接收信號(hào) 載噪比大大降低，嚴(yán)重時(shí)有明顯干擾，甚至無法收看。下面來分析一下這種極化干擾的產(chǎn)生原因，以亞洲衛(wèi)星二號(hào)為例，見圖3所示。F MHZ0,707亞洲2號(hào)衛(wèi)星3E、鼬轉(zhuǎn)發(fā)器情況圖5從圖中可看出，3A轉(zhuǎn)發(fā)器和3B轉(zhuǎn)發(fā)器所使用的下行頻率有部分是相同的。亞洲衛(wèi)星二號(hào)的3B轉(zhuǎn)發(fā)器有5個(gè)SCPC數(shù)字電視載波，每個(gè)載波輸出功率回退3dB （轉(zhuǎn)發(fā)器輻射總功率的 0.707倍），下行極化方式是水平極化，用ELRP

8、 口表示其地面信號(hào)的電場(chǎng)強(qiáng)度（或電平）；3A轉(zhuǎn)發(fā)器只有一個(gè) MCPC （香港STAR TV）數(shù)字電視載波，無輸出功率回退，下行極化方式是垂直極化，用EIRPL表示其地面信號(hào)的電場(chǎng)強(qiáng)度（或電平） 。則得到下式：EIRP±= EIRP II + 3dBEIRPXZ EIRP | = 1/0.707=1.414所以有 E1 1.414E |El天線極化匹配不良分析圖6假定使用單極化接收天線，準(zhǔn)備接收水平極化的“江西衛(wèi)視” ，而饋源未作調(diào)整，極化匹配處于標(biāo)準(zhǔn)的水平極 化狀態(tài)，接收地點(diǎn)是南昌，根據(jù)計(jì)算極化角P1 = -28° o從圖4的極化干擾分析中得知，衛(wèi)星水平極化波耦合到饋源水平

9、極化端口的主極化分量為E II _0=E II cosp1,衛(wèi)星垂直極化波偶合到饋源水平極化端口的反極化分量為E±_0=E±cos（90-p1）o忽略所有其它噪聲的干擾，則水平極化的載噪比是：（C/N） = 20lg | （E II cosPI） / E ± cos （90-P1） |=20lg | E II cos（-28） / 1.414E II cos （90+28） | =2.5db顯然此數(shù)值明顯低于數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的門限，也就是說上述狀態(tài)下根本收不到“江西衛(wèi)視”節(jié)目。3 2極化角的調(diào)整調(diào)整極化角之前，先計(jì)算理論值，其值有三種情況：P> 0, P=0,

10、 P<0,對(duì)應(yīng)的極化角調(diào)整方向是，當(dāng) P=0時(shí)，接 收站與衛(wèi)星同經(jīng)度，其極化為理想的水平（或垂直）極化；當(dāng) P>0,此時(shí)接收天線的方位角是南偏東，前饋天線饋 源順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（站在天線的前），后饋天線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) （站在天線的后）；當(dāng)PV0,此時(shí)接收天線的方位角是南偏西， 前饋天線饋源逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，后饋天線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在實(shí)際的極化角調(diào)整中，可分二步走：a .粗調(diào)：先按計(jì)算所得的仰角、方位角和極化角調(diào)整天線指向及饋源旋轉(zhuǎn)角度，使仰角、方位角最佳并鎖定 天線指向。b .細(xì)調(diào)：用頻譜儀分析儀、 AGC電壓或衛(wèi)星接收機(jī)中的信號(hào)強(qiáng)度指示條等方法精確調(diào)整。由于頻譜儀價(jià)格高，所以在實(shí)際操作中都使用方便簡

11、單的AGC電壓法和衛(wèi)星接收機(jī)中的信號(hào)強(qiáng)度指示條法。3 21 AGC電壓調(diào)整法AGC （自動(dòng)增益控制）電壓調(diào)整法是利用衛(wèi)星接收機(jī)輸出的AGC電壓來調(diào)整接收天線的極化匹配。該法無需昂貴儀器，只要帶有 AGC電壓輸出的衛(wèi)星接收機(jī)和萬用表即可，適合普通用戶。調(diào)整步驟如下：設(shè)高頻頭為單極化（水平極化）的。首先把天線饋源（或極化器）矩形波導(dǎo)口窄邊平行于地 平面，并將接收機(jī)設(shè)置相應(yīng)的頻道和參數(shù)，使之能收到電視信號(hào)（水平極化的信號(hào)），緩慢旋轉(zhuǎn)饋源，旋轉(zhuǎn)的方向和角度以計(jì)算值P為基準(zhǔn)，找到 AGC電壓的最大點(diǎn)，此即為極化最佳匹配位置，鎖定饋源，極化調(diào)整即告結(jié)束。極化調(diào)整好以后，圖像清淅、穩(wěn)定、無干擾，聲音悅耳、無

12、噪聲，某一端口只能接收某種極化的節(jié)目。極化 匹配不好的系統(tǒng)最常見現(xiàn)象是：圖像噪波多，出現(xiàn)大面積色塊畫面時(shí)更明顯，有不穩(wěn)定的短白線干擾，或兩種不同 極化的節(jié)目在一個(gè)端口上均能收到。 AGC電壓調(diào)整法一般用在模擬衛(wèi)星電視的場(chǎng)合。3-2-2信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整法當(dāng)接收數(shù)字衛(wèi)星電視，因?yàn)閿?shù)字衛(wèi)星接收機(jī)絕大多數(shù)沒有AGC電壓輸出端口，所以 AGC電壓調(diào)整法受到限制。信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整法是利用衛(wèi)星接收機(jī)自帶的信號(hào)檢測(cè)功能來完成，無需任何儀器。自帶的信號(hào)檢測(cè)功能的接收機(jī)，當(dāng)進(jìn)入安裝調(diào)試功能界面時(shí)，會(huì)顯示兩條指示條。一條稱為信號(hào)強(qiáng)度指示條， 其值用來表示，另一條稱為信號(hào)質(zhì)量指示條（稱為C/N指示條更貼切些），其值也是用來表

13、示。 信號(hào)強(qiáng)度指示條用來表示接收機(jī)與饋源鏈路的好壞情況，與是否接收到信號(hào)無關(guān)，此指示條可用來檢測(cè)接收機(jī)與饋源的連接是否正 常和饋源是否有故障。信號(hào)質(zhì)量指示條使用來表示接收到的信號(hào)的好壞，它是作天線調(diào)試的主要參考依據(jù)。信號(hào)質(zhì) 量指示條根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱分別用紅色、黃色、綠色表示，隨著信號(hào)的逐步增強(qiáng)，除指示條的值不斷變大外，指示條 顏色也從紅到黃再到綠變化，當(dāng)指示條的顏色為黃色時(shí)表示接收機(jī)以鎖定信號(hào)，即信號(hào)電平已達(dá)門限值，當(dāng)顏色變 綠時(shí)，表示已能順利地解碼出圖像。本振頻率：LNBF雙本振下行頻率：色燈符號(hào)率：UR400極性;水平2ZK開關(guān)：關(guān)DisEqc:關(guān)定 |信號(hào)強(qiáng)度：T。%信號(hào)質(zhì)量二£

14、5%圖7信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整法也屬于峰值法。其步驟如下：首先正確連接饋源-接收機(jī)，并使接收機(jī)進(jìn)入天線安裝調(diào)試狀態(tài)，此時(shí)監(jiān)視器上有一定的信號(hào)強(qiáng)度指示，這 一指示值反映了饋源-接收機(jī)物理鏈路的損耗大小。按接收節(jié)目的參數(shù)設(shè)置接收機(jī)，然后緩慢旋轉(zhuǎn)饋源，旋轉(zhuǎn)的方 向和角度以計(jì)算值 P為基準(zhǔn)，使信號(hào)質(zhì)量的指示條達(dá)到最大值和顏色為綠色后鎖定饋源，此時(shí)極化匹配調(diào)整即告完 成。接收界面如圖 7。4、高頻頭相關(guān)問題圖8衛(wèi)星接收天線高頻頭有五種，分別是： 單極化、單本振、單輸出高頻頭； 雙極化、單本振、單輸出高頻頭； 雙極化、單本振、雙輸出高頻頭； 雙極化、雙本振、單輸出高頻頭； 雙極化、雙本振、雙輸出高頻頭。單極化高頻頭

15、只有一根探針（垂直或水平），這種高頻頭只能接收一個(gè)極化方向的信號(hào)，如果要接收另一極化方向的信號(hào)，就要旋轉(zhuǎn)高頻頭進(jìn)行調(diào)整。雙極化高頻頭有兩根互為正交的探針（一個(gè)垂直探針，一個(gè)水平探針），可同時(shí)接收垂直極化信號(hào)和水平極化信號(hào)。早前出品的C波段高頻頭，只有一根探針，它以高頻頭矩型接口的寬邊和地面平行時(shí)為典型狀態(tài)，作為極化 角的“0”度，這時(shí)在接收垂直極化信號(hào)狀態(tài)，要接收水平極化信號(hào)，就需要轉(zhuǎn)動(dòng)高頻頭，使矩形接口的寬邊和地面 垂直（如圖3）。如果要接收?qǐng)A極化波，就需轉(zhuǎn)動(dòng)波導(dǎo)管，使其中的介質(zhì)片呈向左的45度角或向右的45度角。圖8是一種雙極化、雙本振、單輸出的C波段高頻頭，這種高頻頭里面有兩個(gè)降頻器同時(shí)

16、工作，一個(gè)工作在垂直極化，一個(gè)工作在水平極化。本振也分為垂直極化本振和水平極化本振，因?yàn)槭褂貌煌谋菊耦l率所以輸出的中頻也不同，混合后互不干擾，通常定義為垂直使用高本振即5750MHZ ,水平使用低本振 5150MHZ。C波段頻率為36004200MHZ o因此水平極化節(jié)目的中頻是950 1550MHZ 垂直極化節(jié)目的中頻是 1550 2150MHZ ,兩種中頻信號(hào)通過混合器合成一路信號(hào)輸出。再通過功分器分成若干路給多臺(tái)接收機(jī)收看，每臺(tái)接收機(jī)只需通過選擇不同的本振（如將垂直極化節(jié)目的本振頻率設(shè)定為5750M ,水平極化節(jié)目設(shè)置為 5150M）就可以收到不同極化的節(jié)目。圖9打開雙極化高頻頭前面的

17、蓋子向里望去，有兩根短探針，這就是天線的振子，和地面垂直的那根探針是垂直 極化振子，和地面平行的那根探針是水平極化振子。雙極化高頻頭中的兩根探針是互為90度排列的，一般是垂直振子在時(shí)鐘面六點(diǎn)的位置上；水平振子在時(shí)鐘面三點(diǎn)的位置上，這時(shí)是雙極化高頻頭極化角“0”度位置。而單極化高頻頭中的一根振子，垂直在時(shí)鐘面六點(diǎn)的位置上時(shí)是垂直極化角的“0”度，同樣，單極化高頻頭中的一根振子，水平在時(shí)鐘面三點(diǎn)的位置上時(shí)是水平極化角的“0”度。圖9是雙極化高頻頭的振子位置圖。對(duì)于雙極化、單本振、單輸出的高頻頭，這種高頻頭內(nèi)設(shè)計(jì)了一個(gè)13V/18V的轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)接收機(jī)通過同軸電纜向高頻頭提供18V的電壓時(shí)，這個(gè)轉(zhuǎn)換

18、開關(guān)就讓水平極化的信號(hào)通過，而當(dāng)接收機(jī)向高頻頭提供 13V的電壓時(shí)，這個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)就讓垂直極化的信號(hào)通過。具備這種功能的接收機(jī)，它的界面上都有一個(gè)“極化”選擇的選項(xiàng)，這種 高頻頭在某一時(shí)刻只能輸出一個(gè)極化的信號(hào)。對(duì)于雙極化、雙本振、雙輸出的高頻頭，高頻頭的兩個(gè)輸出端各自輸出不同的極化信號(hào)，兩個(gè)輸出端要外接 一個(gè)二選一的轉(zhuǎn)換開關(guān)，此開關(guān)的接通狀態(tài)是由接收機(jī)的0/22KHZ系統(tǒng)控制的，接收機(jī)通過對(duì)選擇開關(guān)的控制，從而達(dá)到選擇某一極化信號(hào)的目的。對(duì)于雙極化、單本振、雙輸出高頻頭，其每個(gè)輸出端口均可輸出水平、垂直極化節(jié)目，供兩臺(tái)接收機(jī)使用， 在每臺(tái)接收機(jī)中均可任意收看水平、垂直節(jié)目，不會(huì)對(duì)另一臺(tái)接收機(jī)產(chǎn)

19、生干擾，這種高頻頭不需要開關(guān)控制。帶有0/22K開關(guān)功能的接收機(jī)，其22KHZ的開關(guān)脈沖是疊加在供電直流電源上的，當(dāng)接收機(jī)設(shè)置為22K關(guān)時(shí)，接收機(jī)無22KJZ開關(guān)脈沖信號(hào)輸出，22K選擇開關(guān)處于常閉端導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)接收機(jī)設(shè)置為22K開時(shí)，接收機(jī)有22KHz的方波模擬脈沖信號(hào)輸出， 經(jīng)22K開關(guān)內(nèi)部整流電路的整流后得到直流電壓驅(qū)使22K選擇開關(guān)由常閉端導(dǎo)通切換為常開端導(dǎo)通，從而達(dá)到切換的目的。從這也可以看處，22K開關(guān)只能完成二選一的開關(guān)轉(zhuǎn)換，這和 13V/18V轉(zhuǎn)換開關(guān)功能是一樣的。DiSEqC （英文為 Digital Satellite Equipment Control ,直譯為：數(shù)字衛(wèi)星設(shè)備控制）有1.0、1.1、1.2、2.0 等版本標(biāo)準(zhǔn)，它是利用數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)發(fā)出控制指令給相應(yīng)的設(shè)備，如切換開關(guān)、切換器、天線驅(qū)動(dòng)設(shè)備、高頻頭 等，來控制這些設(shè)備