前言:初涉极化片己有8年多了,这8年一向对此收视手艺在作切磋,笔者揭晓的文章正好是历史的见证,小小的极化片其实有很高的手艺含量,其磨练指标就是插入增益。
就今朝极化片的建造Ku波段理当是对劲的,C波段受限材料取之不易,还有研制的空间。
作者序:本文简述了极化片建造增益与波长、材料、几何形啄暌剐关,建造极化片用优选法量身定制………
卫星信盛传送的极化体例有两种尺度,即线极化和圆极化。圆极化分左旋(L)和右旋(R)极化。圆极化波雨、雪衰减小,穿透电离层能力强,不受地球南北极磁场发生的法拉地效应,安装调试简单(不用调整极化)；制造机能较好的线极化LNB比圆极化LNB轻易的多,其效率较高,圆极化LNB凡是用线极化LNB改制。而我国即将启用的直播卫星采用的是圆极化,一是国际划定受呵护的波束、频段、极化体例避免可能引起的干扰,二还有降低雨、雪及电离层的衰减。我国地舆前提处于中纬度地域,卫星下行多用线极化,也可用圆极化。在收视中可收卫星圆极化的节目也不少,C频段主若是国际通信卫星和俄星节目,Ku频段部沐日星和国内直播卫星电视。在卫星天线章节我们也知道,卫星天线和馈源合用于线极化领受,同样也适合圆极化领受。用于圆极化的馈源需在线极化馈源的基本上改制,采用的是馈源移相手艺,使用的体例较多,最适合便利改制的体例是线极化高频头加装极化片来收圆极化波。
本文作者最初试用加极化片是在2000年尾,之前90E俄星GORIZONE-28初上数字节目,3645 L 15905功率健旺,长江流域用1.5米天线不加极化片可与88E ST-1一头双星。2000年尾俄星YAMAL-102升空替代GORIZONE-28,一夜间90E俄星节目消逝踪无影无踪,在网上发芽该频点符码率由15905改为28000,改为正确符码率后也影子,证实新替代卫星波束与原波束纷歧样。前些年在报刊上曾简单介绍过单极化高频头加极化片可用于圆极化,材料为特富龙,极化片插入波导管与探针成45°角,这样就可以将圆极化旌旗灯号改酿成线极化旌旗灯号。那时对特富龙是什么类塑材料,极化片是什么外形一概不知。个体收视数字卫星用的是双极化单输出高频头,用双极化高频头加极化片查阅所有关卫视领受资料也无介绍。追求网上手艺撑持,热心的网友也无可寻的现存资料,在寻星2000年论坛上,王卫东师长教师供给了查帕尔馈源中极化片的资料,按照供给的极化片年夜体数据,用有机玻璃脱手建造第一个极化片在双极化单输出高频头上获得了成功,虽然用1.5米天线收视90E不理想(艰难磁缦闩限),却意外收下了80E快车6A的两个数字频点。历史见证网上有一帖,《一次成功的网上合作》。后揭晓过两篇有关圆极化领受的文章,2001年春发了首篇《自已脱手加极化片下俄星》,事理上初探了极化片在双极化高频头的应用,同年秋天在《电子报》举办2001金秋联谊会上,商家展台上就见双极化单输出高频头馈源筒内就增添了极化片卡槽,感伤的是高频头厂商应用动作真快,同时兴慰高频头厂商认可了发烧友的创作。四年前还写过一篇《谈谈圆极化的领受》,综合解答了在双极化高频头加极化片中碰着的具体问题,几年的圆极化馈源研究,这一篇应该是圆极化领受手艺的终结篇。自我的极化片文章揭晓后,一些发烧友也揭晓过近似文章,效不美观是能提高旌旗灯号质量就好,对极化片的长度说法纷歧,短的三、四十毫米,长的有八十多毫米,对一些初入道和不曾深切研究极化片的发烧友很费解。对极化片的最佳长度正确的应是若干好多,本文最终应获得一个诠释。在此初度提出一个不雅概念,对不周品牌的线极化高频头,用于圆极化波收视极化片应量身定制。
前些年内地Ku频段没有圆极化节目,对Ku频段用线极化高频头加极化片收视圆极化节目无年夜实践。2005年10年十月下旬,122E喷香港天浪直播节目圆极化波束扩展,为内地收视Ku频段圆极化节目缔造了前提,对Ku频段圆极化领受研究供给了实践机缘。以下是我当岁首度建造Ku极化片的过程,这些体例有利于读者尝试建造借鉴,建造一个高品质的极化片仍是很费时的,不外一次精心成功的建造终身受用仍是值得同。对于圆极化理论及极化片的插入体例等早已谈判过了,本文只谈现实操作。
在脱手尝试建造极化片之前,要汇集资料弄清圆极化波的事理,参考前人建造的成功经验,拟定尝试方案,作好筹备工作,尝试时记实验正数据,对重点数据要一再多体例尝试,追求最佳的或具有打破性尝试效不美观,这才是我们尝试工作的目的。前辈在这方面也作过无数成功尝试,我们要经由过程实践把握这些手艺,吸收成功经验和精化,切磋最佳收视前提,但愿在某些方面有所立异和打破,创作出精品或极等第是我们尝试研究的最终目的。
我们对高频头、馈源设计有所体味,对被加装极化片的高频头参数要弄清,本振频率合适领受频率规模。极化片尝试测试频率应取高频首级头子受频段的中段,以保证领受频段内的幅频特征增益,天浪直播节目所用频点,正适合双本振Ku高频头的中段尝试测试。因为各品牌高频头波长缩短系数取值分歧,导致分歧品牌的高频头馈源波导管直径和长度存在较年夜差异,这些差异也导致极化片长宽纷歧,波导管内径抉择极化片宽度,波导管长度抉择了极化片的最佳谐振长度,且波导管内径/长度比值纷歧, 这些因数就抉择了不能用统一规格的极化片。要想圆极化波转线极化波有较高增益,极化片对应高频头必需量身定制,才能达到预期的最佳接生效不美观。这是我的不雅概念,现实情形确是这样。首先测量馈源内所插极化片波导管的内径,这个内径就是波长缩短系数的一个波长值(λ),尝试极化片的长度是以这个值来换算的,简单说一个正方型的极化片取值就是一个波长(λ),以此类推,也可所以整数,需要时还要取λ/2、λ/4值。
尝试的体例和前提很主要,我们知道正常卫星的旌旗灯号全天是周期性转变的,正常情形下其转变幅度在0.3～0.5db规模内,尝试要取得精准的数据,一要选择精采的天色,二要尽可能短的时刻完成单项测试工作。尝试体例的应用我常采用的是优选法,在六、七十年优选法流行用于科学尝试和手艺刷新中,在卫星电视领受手艺中应用仍是可行可取的。
此次研究的是Ku频段圆极化波收视手艺,主若是尝试验正Ku频段用线极化高频头加极化片收视圆极化波中涉及手艺项目,其中搜罗极化片材质、厚度、最佳长度、极化片几何形壮等。首先选用极化片的材质,特富龙、手机号空卡、VCD类碟片料、有机玻璃等,这些原料取材轻易且有不少成功经验。尝试用优选法分年夜的两阶段进行,首先测定极化片的最佳长度,次要测定极化片材质、厚度、几何外形等。
优选法量身定制精选Ku极化片长度:
手机号空卡裁剪便利,按1λ、2λ、3λ、4λ裁剪出数个长度的极化片供测试用。在卫星天线上现实测试,测量出增益最高极化片之一并保留,作为第一次尝试尺度片;比照一次尝试尺度极化片再建造两个长度分袂增添λ/2、削减λ/2的极化片,再次上天线测试,在三只极化片中选增益最高之一保留,作为第二次尝试尺度片;比照二次尝试尺度极化片再建造两个长度分袂增添λ/4、削减λ/4的极化片,再一次上天线测试,拔取增益最高之一作尺度片保留;再用前面的体例,建造两个长度分袂增添λ/8、削减λ/8的极化片,再一再以上第四次尝试。四次优选法尝试了十几个长度的极化片,终于发生了一个、二个或三个讯噪比没啥分歧的极化片,拔取中心数据为量身定做型尺度极化片。尝试告诉我们一个主要数据,极化片最佳长度许可误差最年夜可在在λ/4规模内,即最佳长度可±λ/8信噪比(旌旗灯号质量)无转变。四次优选尝试足够了,这时增益一般情形下能提高到2db(讯噪比,下同)摆布。通俗直头Ku高频头如百昌、PBI、ASK类,极化片插入波导管内径为18mm,即1个介质缩短系数尺度波长(λ)值。我们最后保留定型尺度极化片作其它改型参考。
Ku极化片最佳几何外形:
网上及平面媒体均介绍过燕尾槽形Ku极化片效不美观不错,资料不够具体。按照电磁波理论匹配及适用美不美观猜测,燕尾槽长度应取λ/2,扣除燕尾槽去空面积,现实双燕尾槽极化片长度应在尝试尺度极化片加λ/2才对。下来建造上天线尝试,与我猜测的数据相符,燕尾极化片与尝试尺度极化片增益相当。燕尾极化片的最年夜益处是,调试极化片最佳点有相对较年夜的幅度,而通俗长条形极化片最佳调试点相当窄,不轻易调准峰值点,对比来说,燕尾极化片调试轻易得多。
Ku极化片的厚度:
在建造C波段极化片时,要求厚度在6mm,Ku频段与C频段有3倍数关系,顺理推导Ku极化片的厚度应在2mm。尝试证实了这一揣度是正确的。手机卡片单层厚不足1mm,要双层胶合厚近2mm,增益可提高0.2db,胶合用502快干胶,在极化片边缘少许即可,不能用AB之类胶,否则会影响增益。以我对馈源手艺研究多次尝试判定,线极化高频头加极化片收视圆极化波,用帝霸901讯噪比测试,在精度相当好的天线上,增益最高能晋升2.3db(讯噪比)也达极限。极限增益与天线精度有关,如不美观天线精度不良,很难达到极限2.3db,凡是低于2.0db以下。
Ku极化片材质对增益的影响:
在厚度、几何尺寸不异的情形下,VCD碟片、手机卡片(双层)增益最高(2.3db)、特富龙次之(2.2db)、有机玻璃(2.0～2.1db)(注:以上括号内的数据,是用高精度中卫0.55米天线测出的),遥控器电路纤维板不能用。
图13是作者尝试用过的部门Ku极化片,图14是作者为百昌双本振(O.S 22M)用优选法量身定制的Ku极化片,三个极化片虽然几何外形纷歧样,效率增益根基一致,具体尺寸在图片内(注:λ=18mm即高频头波导管内径)。百昌Ku头用以上加极化片馈源腔很合适,并不影响高频头防护塑盖回复中兴,见图15。此次只尝试了直头型高频头,对于那些长波导管型的L头,极化片的长度必定会比直头型高频头长,猜测至少4λ～5λ,也就是极化片长度可能长达80mm摆布,有前提的快乐喜爱者自已量身去定制吧,相信会成功。其实加极化片并不神祕,只要材质、插入体例正确,随便一个恰当长度增益均可会获得晋升,尺寸凑巧也许达理想值。写到这里作者有一个设法,建议高频头制造商,优化建造Ku极化片,作为高频头的附件,省饶暌姑户建造的麻烦,一个塑料片也不会增添若干好多成本。
体味了Ku频的高频头极化片邃密的建造过程,回头来看C频段极化片建造,相对轻易得多。前面介绍过,C频段高频头馈源筒长度设计在1.5λ～2λ间,现实建造极化片长度在1λ～1.5λ间优选。前面研究Ku极化片时也知极化片长度许可误差在尺度片的基本上可±λ/8,也知一般高频头口径(λ)在59mm～63mm间,如不美观要极化片长度切确到λ/8,其极化片长度也许可误差在8mm规模内,如不美观尺度片±λ/8许可误差,其极化片长度最年夜许可误差可达16mm,这就不难理解文章前面提到的极化片多种长度问题,也好象对增益没太年夜影响。我斗劲切确测试过配O.S-222(λ=64mm)极化片长度的峰值点为1.25λ即80mm。最后不要忘了C波段极化片厚度应在6mm,量身定制极化片随高频头的口径分歧,波长缩短λ的取值也分歧,馈源筒长短差异,极化片也长度纷歧,只有用优选法去测试。考虑高频头加极化片美不美观适用,所有C波段极化片下端以馈源筒内径端口平齐尺度测试。还有在增益上通俗C波段天线加极化片要挑战2.3db极限值难度极高,凡是只能达1.8db摆布。
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