衛(wèi)星天線,作為專門用于收集和處理衛(wèi)星發(fā)出的高頻電磁波信號的裝置,其重要性不言而喻。為了能夠有效接收衛(wèi)星發(fā)送的微弱信號,并確保其達(dá)到高頻頭輸入電平的標(biāo)準(zhǔn),必須根據(jù)不同頻率和發(fā)送方式選擇適當(dāng)?shù)慕邮仗炀€。而衛(wèi)星天線的通信器件,則主要包括反射器、饋源、高頻頭、功分器和饋線等關(guān)鍵組件,它們共同構(gòu)成了無線電波的輸入端口。
接收天線的關(guān)鍵組件及其作用
反射器,通常被俗稱為“鍋”,其核心功能是反射和聚焦衛(wèi)星所發(fā)出的高頻電磁波信號。為了實(shí)現(xiàn)這一目的,它常常采用拋物面天線的設(shè)計(jì),這種天線利用其獨(dú)特的聚焦特性,能夠?qū)⑿l(wèi)星信號經(jīng)過一次或多次反射后,地匯聚到天線的焦點(diǎn)上。之后,這些聚焦的電磁波信號會(huì)通過饋源和波導(dǎo),被地傳輸至高頻頭(LNB)。
饋源,作為位于天線反射面焦點(diǎn)處的關(guān)鍵裝置,其核心任務(wù)是匯聚衛(wèi)星信號的能量,并將其穩(wěn)定地饋送給高頻頭。這一過程確保了衛(wèi)星信號能量的化利用,為后續(xù)的信號處理提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
高頻頭是接收天線中不可或缺的部件,它負(fù)責(zé)對接收到的衛(wèi)星下行頻率信號進(jìn)行放大和變頻處理。首先,高頻頭會(huì)放大衛(wèi)星高頻信號,然后利用本機(jī)振蕩電路將其轉(zhuǎn)換成中頻950MHz-2050MHz的信號,以便于通過同軸電纜進(jìn)行傳輸,并由衛(wèi)星接收設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
功分器是一種將高頻頭接收的衛(wèi)星信號分成多路信號的設(shè)備。它確保了數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)和數(shù)據(jù)接收卡能夠同時(shí)接收并處理多路衛(wèi)星信號,從而大大提高了接收系統(tǒng)的靈活性和效率。
后,饋線是連接高頻頭和接收機(jī)的重要部分。它負(fù)責(zé)將高頻頭的輸出信號傳輸?shù)浇邮諜C(jī)的射頻輸入插口。在選擇饋線時(shí),應(yīng)確保選用適當(dāng)?shù)拈L度和規(guī)格,以避免過長或過短導(dǎo)致的信號損失或接觸不良的問題。同時(shí),也要注意做好防水處理和固定工作,以確保饋線的穩(wěn)定性和耐用性。
接收天線的定位
接收天線的定位涉及三個(gè)關(guān)鍵參數(shù):天線的方位角、仰角以及饋源的極化角。為了準(zhǔn)確計(jì)算出這些角度,我們需要了解接收衛(wèi)星的經(jīng)度信息,同時(shí)結(jié)合本地接收點(diǎn)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。通過這些參數(shù)的設(shè)定,天線能夠?qū)崿F(xiàn)對衛(wèi)星信號的接收。
在探討接收天線的定位時(shí),我們涉及了幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù),包括方位角、仰角和極化角。為了深入理解這些參數(shù)如何影響天線的接收效果,我們需要進(jìn)一步探討衛(wèi)星的位置與本地經(jīng)緯度的關(guān)系。
首先,方位角(A)是指從正北方向順時(shí)針測量到天線指向衛(wèi)星的夾角。仰角(E)則表示天線指向衛(wèi)星的垂直角度。而極化角(P)則涉及到信號的極化方向,對于接收效果同樣至關(guān)重要。
在實(shí)際情況中,我們需要綜合考慮接收站的經(jīng)度(Ф1)、衛(wèi)星的軌位經(jīng)度(Ф2)以及接收站緯度(β)等多個(gè)因素。這些參數(shù)不僅關(guān)系到天線如何對準(zhǔn)衛(wèi)星,還直接影響著接收信號的質(zhì)量和強(qiáng)度。
值得一提的是,我國位于北半球的東方,經(jīng)緯度范圍大致在東經(jīng)75-135度,北緯18-55度之間。而廣播電視衛(wèi)星則通常分布在地球赤道上空約35786.6公里的高空同步軌道上,其經(jīng)度與地球的經(jīng)線相關(guān)。因此,在接收衛(wèi)星信號時(shí),我們需要根據(jù)本地經(jīng)緯度推測天線對準(zhǔn)衛(wèi)星的方向和角度,以確保接收。
在尋星過程中,我們需要根據(jù)地理位置來調(diào)整天線的方位角。如果接收地點(diǎn)的經(jīng)度大于星下點(diǎn)的經(jīng)度,那么天線的方位角就會(huì)偏向正南的西方;相反,如果接收地點(diǎn)的經(jīng)度小于星下點(diǎn)的經(jīng)度,方位角則會(huì)偏向正南的東方。同時(shí),緯度也會(huì)影響天線的仰角。緯度越高,天線仰角越低;緯度越低,仰角則越高。在赤道上,天線仰角將達(dá)到90度,因?yàn)樾l(wèi)星幾乎就在頭頂上方。
為了更方便地計(jì)算具體接收角度,我們可以利用一些在線軟件,如尋星精靈。這款軟件允許我們選擇地方名稱和接收的衛(wèi)星,并會(huì)以圖形方式展示天線接受的角度,使得調(diào)整過程更加直觀易懂。
天線調(diào)整的步驟如下:
首先,我們需確定方位角。使用指南針找到正南方,確保天線方向?qū)?zhǔn)正南。若計(jì)算的角度A為負(fù)值,則天線需向正南偏西方向轉(zhuǎn)動(dòng)A度;若A為正值,則天線應(yīng)向正南偏東方向轉(zhuǎn)動(dòng)A度,從而完成方位角的調(diào)整。
接下來是仰角的調(diào)整。一個(gè)簡單的方法是利用量角器配合垂針制成的仰角調(diào)整工具進(jìn)行測量。
后,我們進(jìn)行極化角的調(diào)整。對于線極化而言,接收水平信號時(shí),“0”度極化角意味著高頻頭的矩形接口寬邊需與地面垂直;而接收垂直信號時(shí),“0”度則表示寬邊需與地面平行。若極化角P為正值,天線饋源應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(站在天線前觀察);若P為負(fù)值,則逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。需注意,對于圓極化,通常無需調(diào)整極化角。