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卫星接收天线调整的三大参数

2011-12-29 01:14| 发布者: 123456000000| 查看: 24| 评论: 0

摘要: 卫星广播电视年夜模拟到数字,年夜C波段到Ku波段,年夜传输到直播的成长很是迅速,我国有线电视的信源年夜都来自于卫星。操作卫星传送手艺进行笼盖是我国广播电视传输的一个主要组成部门,如村村通广播电视工程中操作 ...

卫星广播电视年夜模拟到数字,年夜C波段到Ku波段,年夜传输到直播的成长很是迅速,我国有线电视的信源年夜都来自于卫星。操作卫星传送手艺进行笼盖是我国广播电视传输的一个主要组成部门,如村村通广播电视工程中操作卫星旌旗灯号进行笼盖的就占了很年夜的比例。为此,卫星领受是广电机构手艺人员所必需把握的一门手艺。

要进行卫星领受,关头点是卫星领受天线的定位,它搜罗:天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三年夜参数。

1、 方位角

年夜地球的北极到南极的等分线称为经线(0-180度),把地球分为东方西方,偏东的经线称为东经,偏西方的经线称为西经。年夜地球的东到西的等分线称纬线(0-90度),把地球分为南北半球,以赤道为界(赤道的纬度为0),北半球的纬线称北纬,南半球的纬线称南纬。我国处于北半球的东方,约在东经75-135度,北纬18-55度之间。所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的分歧经度上,日常平常我们惯称若干好多度的卫星,这个度指的是地球的经线,卫星在地球上的投影称为星下点,它是位于赤道上,经度与卫星经度不异的处所。如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置,我们在寻星时,如不美观你地址的处所(北半球)的经度年夜于星下点的经度,那么天线的方位角必按时正南(以正南为基准)偏西,反过来,如不美观你地址的位置的经度小于星下点的经度,那么天线的方位角是正南偏东。

卫星天线的方位角计较公式是:A=arctg{tg(ψs-ψg)/sinθ}----------(1)

公式(1)中的ψg是领受站经度,ψs为卫星的经度,θ为领受站的纬度。图1是卫星的方位角示意图。

方位角的调整体例很简单,首先用指南针找到正南方,天线标的目的正对正南方,如不美观计较的角度A是负值,则天线向正南偏西动弹A度,如不美观A是正值,则天线向正南偏东标的目的动弹A度。即可完成方位角的调整。

2、 仰角

仰角是领受站地址地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度,如图2所示。

仰角的计较公式是:

. -----------------⑵

仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。

方位角和仰角的调整挨次是,先调整浩揭捉?角,在调整方位角。

3、极化角

国内或区域卫星一般都是线极化,线极化分为水平极化(以E‖暗示)和垂直极化(以E⊥ 暗示)。地面领受天线极化的界说是以卫星领受点的地平面为基准,天线馈源(或极化器)矩形波导口窄边平行于地平面,则电场矢量平行于地平面,界说为水平极化;反之馈源矩形波导口窄边垂直于地平面界说为垂直极化如图3所示。

地面领受天线与卫星辐射电磁波必需知足极化匹配的前提,即水平-水平,垂直-垂直。假定卫星波束中心与卫星同经度,那媚暌闺星下点同经度(但纬度分歧)的非星下点领受天线能很好地与卫星辐射电磁波匹配,而与星下点分歧经度的非星下点领受天线的极化必需扭转一个角度(即极化角,这个极化角也等于星下点的领受天线地址的地平面与非星下点的领受天线地址的地平面之间的交壤)才能与卫星电波相匹配。如图4所示

地面领受天线的极化角P可用下式计较:

P = arctg[sin(ψs-ψg)/tgθ] ------------------------------- (3)

年夜公式可以看出极化角是卫星与领受站经度差及领受站纬度的函数。不异经度的领受站, p值为0;不异纬度的地球站,经度差越年夜,p绝对越值年夜,这年夜直不美观上也轻易理解。如不美观波束中心与星下点的经度分歧,以上式计较将存在误差,但公式(1)可作为领受站极化调整的理论基本依据。 如不美观卫星波束中心与卫星经度分歧甚至相差较年夜,那么只需将公式(3)中的卫星经度ψs换成波束中心的经度ψc就可以了。当然计较结不美观也只是一个理论值,现实的极化角由具体调整来确定。 P = arctg [sin (ψc -ψg ) / tgθ] -------------------------------- (4) ψc:波束中心的经度。

一般现实的极化角在公式3和4两个计较结不美观之间,更接近公式(3)的计较结不美观。

3-1、极化调整

3-1-1 极化干扰剖析

卫星电视系统发生极化不匹配首要原因是领受站天线极化匹配不良(极化角调整禁绝)。单极化系统,极化不匹配会发生极化损耗使领受旌旗灯号降低。对于双极化系统,多个转发器所使用的下行频率可能是有不异的,为此分歧的转发器之间的旌旗灯号是依靠分歧的极化进行隔离的,所以极化如不匹配不仅发生极化损耗,还会发生两个极化系统之间的同泼魅正交极化干扰,这种一个极化系统的旌旗灯号对另一个极化系统旌旗灯号的干扰浮现为噪声的增添,使领受旌旗灯号载噪频年夜年夜降低,严重时有较着干扰,甚至无神通看。下面来剖析一下这种极化干扰的发生原因 ,以亚洲卫星二号为例,见图3所示。

年夜图中可看出,3A转发器和3B转发器所使用的下行频率有部门是不异的。亚洲卫星二号的 3B转发器有5个SCPC数字电视载波,每个载波输出功率回退3dB(转发器辐射总功率的0.707倍),下行极化体例是水平极化,用ELRP‖暗示其地面旌旗灯号的电场强度(或电平);3A转发器只有一个MCPC(喷香港STAR TV)数字电视载波,无输出功率回退,下行极化体例是垂直极化,用EIRP⊥暗示其地面旌旗灯号的电场强度(或电平)。则获得下式:

EIRP⊥= EIRP‖+ 3dB

EIRP⊥/ EIRP‖=1/0.707=1.414

所以有E⊥≈1.414E‖

假定使用单极化领受天线,筹备领受水平极化的“江西卫视”,而馈源未作调整,极化匹配处于尺度的水平极化状况,领受地址是南昌,按照计较极化角P1=-28°。年夜图4的极化干扰剖析中得知,卫星水平极化波耦合到馈源水平极化端口的主极化分量为E‖_0=E‖cosp1,卫星垂直极化波巧合到馈源水平极化端口的反极化分量为E⊥_0=E⊥cos(90-p1)。忽略所有其它噪声的干扰,则水平极化的载噪比是:

(C/N) = 20lg|(E‖cosP1) / [E⊥cos(90-P1)]|

= 20lg|E‖cos(-28) / [1.414E‖cos(90+28)]|=2.5db

显然此数只窬淘低于数字卫星领受机的门限,也就是说上述状况下根柢收不到“江西卫视”节目。

3-2 极化角的调整

调整极化角之前,先计较理论值,其值有三种情形:P>0,P=0, P<0,对应的极化角调整标的目的是,当P=0时,领受站与卫星同经度,其极化为理想的水平(或垂直)极化;当P>0,此时领受天线的方位角是南偏东,前馈天线馈源顺时针扭转(站在天线的前),后馈天线逆时针扭转(站在天线的后);当P<0,此时领受天线的方位角是南偏西,前馈天线馈源逆时针扭转,后馈天线顺时针扭转。

在现实的极化角调整中,可分二步走:

a.粗调:先按计较所得的仰角、方位角和极化角调成天线指向及馈源扭转角度,使仰角、方位角最佳并锁定天线指向。

b.细调:用频谱仪剖析仪、AGC电压或卫星领受机中的旌旗灯号强度指示条等体例切确调整。

因为频谱仪价钱高,所以在现实操作中都使用便利简单的AGC电压法和卫星领受机中的旌旗灯号强度指示条法。

3-2-1 AGC电压调整法

AGC(自动增益节制)电压调整法是操作卫星领受机输出的AGC电压来调整领受天线的极化匹配。该法无需昂贵仪器,只要带有AGC电压输出的卫星领受机和万用表即可,适合通俗用户。

调整轨范如下:设高频头为单极化(水平极化)的。首先把天线馈源(或极化器)矩形波导口窄边平行于地平面,并将领受机设置响应的频道和参数,使之能收到电视旌旗灯号(水平极化的旌旗灯号),迟缓扭转馈源,扭转的标的目的和角度以计较值P为基准,找到AGC电压的最年夜点,此即为极化最佳匹配位置,锁定馈源,极化调整即告竣事。

极化调整好往后,图像清淅、不变、无干扰,声音悦耳、无噪声,某一端口只能领受某种极化的节目。极化匹配欠好的系统最常见现象是:图像噪波多,呈现年夜面积色块画面时更较着,有不不变的短白线干扰,或两种分歧极化的节目在一个端口上均能收到。AGC电压调整法一般用在模拟卫星电视的场所。

3-2-2 旌旗灯号强度调整法

当接神通字卫星电视,因为数字卫星领受机绝年夜年夜都没有AGC电压输出端口,所以AGC电压调整法受到限制。

旌旗灯号强度调整法是操作卫星领受机自带的旌旗灯号检测功能来完成,无需任何仪器。

自带的旌旗灯号检测功能的领受机,当进入安装调试功能界面时,会显示两条指示条。一条称为旌旗灯号强度指示条,其值用%来暗示,另一条称为旌旗灯号质量指示条(称为C/N指示条更贴切些),其值也是用%来暗示。旌旗灯号强度指示条用来暗示领受机与馈源链路的口角情形,与是否领受到旌旗灯号无关,此指示条可用来检测领受机与馈源的毗连是否正常和馈源是否有故障。旌旗灯号质量指示条使用来暗示领受到的旌旗灯号的口角,它是作天线调试的首要参考依据。旌旗灯号质量指示条按照旌旗灯号的强弱分袂用红色、黄色、绿色暗示,跟着旌旗灯号的慢慢增强,除指示条的值不竭变年夜外,指示条颜色也年夜红到黄再到绿转变,当指示条的颜色为黄色时暗示领受机以锁定旌旗灯号,即旌旗灯号电平已磁缦闩限值,当颜色变绿时,暗示已能顺遂地解码出图像。

旌旗灯号强度调整法也属于峰值法。其轨范如下:

首先正确毗连馈源-领受机,并使领受机进入天线安装调试状况,此时看管器上有必然的旌旗灯号强度指示,这一指示值纺暌钩了馈源-领受机物理链路的损耗巨细。按领受节目的参数设置领受机,然后迟缓扭转馈源,扭转的标的目的和角度以计较值P为基准,使旌旗灯号质量的指示条达到最年夜值和颜色为绿色后锁定馈源,此时极化匹配调整即告完成。领受界面如图7。

4、高频头相关问题

卫星领受天线高频头有五种,分袂是:

① 单极化、单本振、单输出高频头;

② 双极化、单本振、单输出高频头;

③ 双极化、单本振、双输出高频头;

④ 双极化、双本振、单输出高频头;

⑤ 双极化、双本振、双输出高频头。

单极化高频头只有一根探针(垂直或水平),这种高频头只能领受一个极化标的目的的旌旗灯号,如不美观要领受另一极化标的目的的旌旗灯号,就要扭转高频头进行调整。双极化高频头有两根互为正交的探针(一个垂直探针,一个水平探针),可同时领受垂直极化旌旗灯号和水平极化旌旗灯号。

早前出品的C波段高频头,只有一根探针,它以高频头矩型接口的宽边和地面平行时为典型状况,作为极化角的“0”度,这时在领受垂直极化旌旗灯号状况,要领受水平极化旌旗灯号,就需要动弹高频头,使矩形接口的宽边和地面垂直(如图3)。如不美观要领受圆极化波,就需动弹波导管,使其中的介质片呈向左的45度角或向右的45度角。

图8是一种双极化、双本振、单输出的C波段高频头,这种高频头琅缦沔有两个降频器同时工作,一个工作在垂直极化,一个工作在水平极化。本振也分为垂直极化本振和水平极化本振,因为使用分歧的本振频率所以输出的中频也分歧,同化后互不干扰,凡是界说为垂直使用高本振即5750MHZ,水平使用低本振5150MHZ。C波段频率为3600——4200MHZ。是以水平极化节目的中频是950——1550MHZ垂直极化节目的中频是1550——2150MHZ,两种中频旌旗灯号经由过程同化器合成一路旌旗灯号输出。再经由过程功分器分成若干路给多台领受机收看,每台领受机只需经由过程选择分歧的本振(如将垂直极化节目的本振频率设定为5750M,水平极化节目设置为5150M)就可以收到分歧极化的节目。

打开双极化高频头前面的盖子向里望去,有两根短探针,这就是天线的振子,和地面垂直的那根探针是垂直极化振子,和地面平行的那根探针是水平极化振子。双极化高频头中的两根探针是互为90度枚举的,一般是垂直振子在时钟面临点的位置上;水平振子在时钟面庞点的位置上,这时是双极化高频头极化角“0”度位置。而单极化高频头中的一根振子,垂直在时钟面临点的位置上时是垂直极化角的“0”度,同样,单极化高频头中的一根振子,水平在时钟面庞点的位置上时是水平极化角的“0”度。图9是双极化高频头的振子位置图。

对于双极化、单本振、单输出的高频头,这种高频头内设计了一个13V/18V的转换开关,当领受机经由过程同轴电缆向高频头供给18V的电压时,这个转换开关就让水平极化的旌旗灯号经由过程,而当领受机向高频头供给13V的电压时,这个转换开关就让垂直极化的旌旗灯号经由过程。具备这种功能的领受机,它的界面上都有一个“极化”选择的选项,这种高频头在某一时刻只能输出一个极化的旌旗灯号。

对于双极化、双本振、双输出的高频头,高频头的两个输出端各自输出分歧的极化旌旗灯号,两个输出端要外接一个二选一的转换开关,此开关的接通状况是由领受机的0/22KHZ系统节制的,领受机经由过程对选择开关的节制,年夜而达到选择某一极化旌旗灯号的目的。

对于双极化、单本振、双输出高频头,其每个输出端口均可输出水平、垂直极化节目,供两台领受机使用,在每台领受机中均可肆意收看水平、垂直节目,不会对另一台领受机发生干扰,这种高频头不需要开关节制。

带有0/22K开关功能的领受机,其22KHZ的开关脉冲是叠加在供电直流电源上的,当领受机设置为22K关时,领受机无22KJZ开关脉冲旌旗灯号输出,22K选择开关处于常闭端导通状况。当领受机设置为22K开时,领受机有22KHZ的方波模拟脉冲旌旗灯号输出,经22K开关内部整流电路的整流后获得直流电压差遣22K选择开关由常闭端导通切换为常初步导通,年夜而达到切换的目的。年夜这也可以看处,22K开关只能完成二选一的开关转换,这和13V/18V转换开关功能是一样的。

DiSEqC(英文为Digital Satellite Equipment Control,直译为:数字卫星设备节制)有1.0、1.1、1.2、2.0等版本尺度,它是操作数字卫星电视领受机发出节制指令给响应的设备,如切换开关、切换器、天线驱动设备、高频甲等,来节制这些设备的工作状况。其工作过程是数字卫星领受机内部在同步时钟脉冲配合下,DiSEqC节制旌旗灯号是以不持续数字旌旗灯号形式调制在22KHZ及高频头电源上,再经由过程与高频头相连的同轴电缆线传送到相关的设备上。DiSEqC1.0常用于对多入一出中频切换器的节制若干好多星领受),DiSEqC1.1是1.0的扩充版本,DiSEqC1.2则插手驱动并节制敦促杆或极轴座的功能;DiSEqC2.0具有和受控设备进行双向交互的功能,受控设备的工作状况和相关参数可回传给领受机,为此领受机可实现对受控设备进行更切确更智能化的节制。

近年,良多卫星领受快乐喜爱者都在进行一锅多星或多锅一机的领受试验,显然在这种情形下,13V/18V或0/22K开关的节制量是不够的,为此可使用DisEqc节制体例的多选一开关,把这三种形式的开关同化使用就可搭建出一锅多星或多锅一机的领受平台。

图10是12星一机的领受连线图。开关节制旌旗灯号组成结构是:DisEqc旌旗灯号→调制于22KHZ→22KHZ叠加在高频头供电直流电压上。其工作过程是:首先级受机发送受DisEqc旌旗灯号调制的22KHZ旌旗灯号到四选一开关进行初选,然后领受机再发送没加调制的22KHZ旌旗灯号进行再选择,因为此时22KHZ膳缦慊有DisEqc旌旗灯号,所以不影响四选一开关,最后经由过程对供电电压的选择来确定要领受的卫星。经由过程这样的组合选择,年夜而完成在12颗卫星中任选领受其一一颗卫星的过程。


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