掀开卫星电视书籍,介绍馈源的内容篇幅相当少。而我们在现实卫视领受中,有关馈源手艺脱手太多,如圆极化领受手艺、正馈天线Ku领受手艺、偏馈天线C波段领受手艺等,这些都与馈源手艺有关,年夜都都要脱手廉价。如不美观你把握了馈源理论,你可肆意设计建造;如不美观对其中部门不不太清嚣张,你可测量正规制品馈源猜陈列计事理;懂知甚少或完全不懂就仿制,照抄的也许能用搬了家也许效不美观欠安。任何设计建造,最后还得试悠揭捉?正,连系具体情形在尝试中更正设计误差,取得最佳收视效不美观步崆最终目的。在圆极化领受手艺中,众所周知是加极化片,加极化片取得最佳收视效不美观,这琅缦沔有学问,这其中搜罗极化片材质、厚度、最佳长度、极化片几何形壮等。理论上你建造的极化片的波长、介质缩短糸数取值若干好多生怕没若干好多人能切确说清嚣张。本文及后面的专题文章,试图年夜理论和实践中把馈源手艺说清嚣张。
抛闻缦沔卫星领受天线,是由反射面和馈源两部门组成的,馈源是向抛闻缦沔天线供给电磁辐射的初级辐射源,其浸染是将高频电流或波导能量改酿成电磁辐射能量。简单说馈源的首要功能是将天线收集的旌旗灯号聚积送给高频头,馈源在领受系统中的浸染长短常主要的。它必需尽量有用地汇聚有用旌旗灯号,并除去杂讯,适配欠好的馈源会增添系统噪声。馈源还起着选择极化的功能,馈源配合欠好,会呈现两种极化旌旗灯号彼此干扰,这在双极化单输出高频头不加极化片领受圆极化波最较着。馈源工作频段较宽,C频段带宽0.8GMHz,Ku波段带宽2GMHz以上,设计时取值中心介质缩短波长。我也剖析过单本振双本振Ku馈源,统一厂商的馈源也没啥分歧,声名馈源工作频段仍是较宽的。
为了验正以上馈源理论,也曾作过加年夜馈源盘心想提高增益的做法。6年前用1.5米正馈天线收166E Ku承平洋卫视,用偏馈Ku高频头加波导管收下了两个频点,加年夜Ku馈源盘直经约9cm收下了4个频点,再加年夜馈源盘至13cm,也没发现有多年夜效不美观,那时用高斯贝尔500型机,讯号强度很难辩别细小增益,如那时有讯噪比机型检测的话,9cm馈源盘估测至少提高了0.3～0.4db。前年一时兴起,抉择采用接圈比例增年夜Ku频段馈源槽数,这种接圈尝试作法是用统一只Ku头便于迅速拆接对比又不破损原馈源结构,保证尝试验正精度。原Ku馈源槽为3槽,再增4槽共7槽,可谓是超级馈源了。精心设计建造尝试验正,在0.9米偏馈天线上7槽馈阅暌闺三槽馈源对比讯噪比反而降低了0.2db,尝试加接馈源见图1。尝试验正了并不是馈源盘越年夜增益越高,要与天线匹配馈源巨细适当才有最佳增益。
图1
馈源是由波导管和波纹喇叭两部门组成,此刻一体化高频头C频段把高频头和波导管合在一路制造,Ku频段一体化高频头体积较小把馈源合在一路制造。圆波导是馈源的焦点部门,其内径为电波经由过程介质缩短后的一个波长。C频段凡是取质ё仝6.3cm摆布,Ku频段取质ё仝2.1cm摆布,因为C频段和Ku频段波长之比为3:1,同理C频段和Ku频段波导管的直径比也是3:1,因为各出产厂商中心波长介质缩短系数取值有差异,是以波导管径也有所分歧。为了取得以上数据,现实测量过几种具有代表性的C频段一体双极化单输出高频头参数(见表1),百昌O.S-222管径最年夜，普斯PX-1000次之,PBI-1800管径较小,按照波导管径,我们可推算出C频段4GMHz时的介质缩短糸数。年夜图2看这三种高频头,普斯PX-1000最长,而PBI-1800最短。须指出的是,一体化高频头波导管和高频头连成一体,便利出产和使用,扣除高频头部门,现实波导管长度设计为中心波长1.5λ或2λ(λ缩短波长)摆布。便于参考表1最后还列出了尺度单极化波导管参数。在高频领受器材设计中,波长(λ)取值很主要,取波长整数或半波(λ/2)及四分之一波长(λ/4)等，首要目的是高频电路阻抗匹配才有较高的接生效率。
图2
常见C频段一体、分体高频头波导管参数 表1
高频头型号管内径(cm) 波导管深度(cm) 波导管深度(cm) 深度/直径比 O.S-222 6.4 0.85 16.3 2.5/1 PX-1000 6.2 0.82 17.4 2.8/1 PBI-1800 5.9 0.78 15.0 2.5/1 单极化波导管 6.1 0.81 13.1 2.1/1
我们再来看波纹馈喇叭,虽然种类较多,但归类只有两、三种,主若是按照天线类型设计制造的,目的是与卫星天线匹配提高卫星天线接生效率,但这些波纹喇叭馈源合用于线极化同样也合用圆极化波。
①前馈形馈源:用于前馈(正焦)天线年夜多使用平面喇叭源或(又称环形馈源),C频段和Ku频段式样不异,Ku频段波纹喇叭可理解为C频段波纹喇叭的缩小版(缩小比例1:3)。C频段波纹喇叭(馈源盘)与波导管为分体式,Ku频段因为体积较小设计为一体式。以C频段馈源盘为例(图3),有单槽、双槽、三槽馈源盘,凡是合理使用和削减遮挡面积,小型天线用小型馈源盘,年夜型天线用年夜馈源盘。精度相当好的1.2米以下正焦天线,还可省去馈源盘,尝试验正小型正馈天线馈源增益与遮当部门刚好抵消,有无馈源盘对旌旗灯号无影响(图4),可见馈源盘的增益随天线精度的提高而削弱。通俗C频段天线所配馈源,馈源盘与馈源筒配合可调成天线张角,凡是焦径比0.38的天线,馈源筒伸出馈源盘1cm(同理Ku频段正馈源波导管应伸出0.3cm),此刻年夜都天线馈源盘与支杆天线固定,这就要看天线出产厂商的焦点精度了,否则赐顾帮衬天线焦点知足不了馈源张角。这里顺便谈一下馈源盘增益,就通俗C频段天线馈源盘搭配合理馈源张角正确,视天线精度差异一般可提高增益0.5db摆布,相反就会提高天线噪声最高可这达20°K,损失踪了部门天线增益。合理搭配对提高卫星领受糸统载噪比有益处。对波纹馈源设计,波纹槽宽W≤λ/4、槽深h为λ/4～λ/2,按其用途,槽的形壮有三角形、矩形和梯形等。如不美观细心不雅察看馈源槽宽,发现并非是等距的,宽窄分歧的槽距设计有利于提高工作宽段内凹凸频率的幅频特征增益接近。近年滥暌剐些非正规高频头厂商为降低成本,高频头外壳用铁质,馈源盘的槽深用λ/8设计,这种高频头效率多高能用多久就很难说了。
图3
图4
②圆锥形馈源:我们常见的圆锥形馈源首要用在偏馈天线上,偏馈天线上的Ku高频头就是圆锥形馈源(图5),是按照偏馈天线张角(约70°)设计制造的,馈源内喇叭口张角也是在70°摆布。此外有部门发烧友受地形限制,用小型偏馈天线领受C频段高场强卫星节目,也用到偏馈天线C频段圆锥喇叭馈源,不知何人何时把它叫高效馈源,其实也并不高效。设计事理可视为偏馈Ku频段圆锥形馈源的3倍放年夜版,与偏馈天线张角对应匹配领受,为顺应C波段收视需要,作了部门批改改良,见图6。
图5
图6
③后馈型馈源:后馈型馈源其实也属于圆锥形馈源类(图7),配合锥形聚焦反射源,与偏馈天线圆锥形馈源喇叭张角有所分歧,设计在30°摆布。首要用在商用年夜型(4.5米以上)天线上。一般收视也用不上它。
图7
前些年的查帕尔极品电动馈源,精巧的设计与领受机配合可实现C/Ku、线极化圆极化自动转换领受。但此刻出产的数字领受机,也没响应的驱动电路和接口了,作为保藏的古玩最适合。
在卫星电视领受中,正确选择馈源很主要。在圆极化领受中,用线极化馈源不正确加极化片理论上会损失踪3db的天线增益;偏馈Ku馈阅暌姑在正馈天线领受,会损失踪3db的天线增益;偏馈天线领受C波段,C波段馈源筒不配高效馈源,会损失踪3db天线增益。在馈源手艺中这个损失踪3db增益的概念,相当于只用了天线面积的一半。在研究馈源中发现,这只是一个理论数据,现实发此刻上述馈源失踪配的情形下,有用收视旌旗灯号略年夜于天线面积的一半,即增益损失踪小于3db。
本文最后介绍点不常用馈源,随一体高频头手艺的成长,部门馈源也将走入历史,但在卫星电视领受中也曾作出过不成磨灭的进献。
①单极化C频段馈源:表1中的单极化波导管就是它(图8),与单极化高频头法兰毗牵连用,馈源筒内在高频头接口端设计有圆矩过度区域。与低噪声高频头配合,增益普遍优于双极化一体高频头,有部门发烧友在偏馈天线收视C频段还时而用到它。
图8
②双极化C频段馈源:此刻个体领受多用一体双极化单输出高频头,而在集中收转或多用户领受中普遍使用双极化馈源,寄暌姑两只单极化高频头配合双极化馈源彼此垂直同时领受广播卫星转发的水平极化波和垂直极化波,就须用双极化馈源。在工程舷?领受中最常见,今朝新系统凡是用双极化双输出或双本振高频头庖代双极化馈源。常见有两种类型,一种馈源的两个法兰盘位于一个平面上,主、副腔体波导传送用1/4波长金属条输送,见图9。而另一种馈源的两个法兰盘位于彼此垂直的平面上,波导传送为腔体幅射,见图10。
图9
图10
③单极化Ku频段馈源:单极化Ku频段馈源配合单极化Ku首级头子受,以前工程上用,见图11,古玩级此刻也没人用了,被双极化多输出一体头所庖代。
图11
④C/Ku复合馈源:2003年春,本文作者在SVEC2.4米极轴天线始创了图12中的C/Ku复合馈源,应用在极轴天线中C/Ku一网打尽,是极轴天线最佳选择的C/Ku复合馈源。在网上揭晓后仿制的双星馈源,领受亚二、亚S3风摩了一两年。
图12
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