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[摘 要]卫星天线就是常说的大锅,是一个金属抛物面,负责将卫星信号反射到位于焦点处的馈源和高频头内。卫星天线的作用是收集由卫星传来的微弱信号,并尽可能去除杂讯。大多数天线通常是抛物面状的,也有一些多焦点天线是由球面和抛物面组合而成,卫星信号通过抛物面天线的反射后集中到它的焦点处。目前,我国的广播事业已经取得了令人瞩目的成就,卫星广播电视从模拟到数字,从C波段到Ku波段,从传输到直播,发展迅速。本文就围绕卫星天线系统调试展开论述,旨在促进卫星天线行业的发展,娱乐人们日常生活。
[关键词]卫星天线系统;调试;信号;角度
中图分类号:U463.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)14-0277-01
通信卫星天线的发展,经历了从简单天线(标准圆或椭圆波束)、赋形无线(多馈源波束赋形和反射器赋形)到为支持个人移动通信而研制的多波束成形大天线。目前,全球波束仍采用圆波束,区域通信,大多数卫星通信都采用双栅、正交、单馈源、反射器赋形的天线设计,这种天线技术不仅已在大多数的通信卫星上采用;同时也被世界上各主要的卫星天线制造商所掌握,为支持个人移动通信而研制的多波束成型大天线,目前也开始使用,由此可见,卫星天线发展前景良好。
一、卫星天线工作原理
卫星电视接收系统是由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成一套完整的卫星接收站。其中,抛物面天线是把星空的卫星信号能量反射会聚成一个焦点;馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个惧卫星信号的喇叭,称为馈源,意思是馈送能量的源,要求将会聚到焦点的能量全部收集起来,前馈式卫星接收天线基本上用大张角波纹馈源;高频头(LNB亦称降频器)是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。高频头的噪声度数越低越好;卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调,解调出卫星电视图像信号和伴音信号。
卫星电视信号的极化方式有四种:右旋圆极化、左旋圆极化、垂直极化和水平极化。因前两种极化不常用,现只介绍垂直极化(V)和水平线极化(H)的接收方式。垂直极化和水平极化的接收,是改变馈源的矩形(长方形)波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。当矩形波导口的长边平行于地面时接收的是垂直极化,垂直于地面时接收的是水平极化,极化方向(极化角)又因地而异有所偏差,因为地球是个球体,而卫星信号的下行波束却是水平直线传播,这就造成不同方位角所。收的同一极化信号有所不同,所以地理位置不同,所接收的信号极化方向也有所偏差,馈源的长形波导口(极化方向)将不完全垂直或水平于地面,调整极化方向时应注意这一点。
二、固定站卫星天线调试
系统调试必须把接收机、电视机拿到安装天线现场进行调试,安装现场必须有电源。以上准备工作做好后,下一步就是系统调试,步骤如下:
1.根据所要接收的卫星,把卫星接收机所接收的频道频率调准。有的卫星接收机频率显示为卫星频道的下行频率3.7GHz~4.2GHz,有的是显示高 频头的输出中频 950MHz~1540MH,即是卫星接收机的接收输入中频频率,当碰上这情况时,用高频头的本震频率 5150MHz减去中频频率得出的是卫星频道的卫星下频率。
2.把所有的连接线接收,根据所要接收信号的极化方式粗调馈源,按极化要求调好馈源的波导口方向。
3.把天线反射面转向正南方向,松开仰角调节杠,让反射面上下调节灵活方便,然后根据所要捕捉的卫星定点的经度和调式所在地的地理位置,向东或向西一点一点转动天线反射面来改变反射面的方位,每转动一点方位后缓慢上下调节重复如此直至出现信号,确认是所要接收的卫星节目,然后保持信号强度暂固定仰角,进行下一步方位角微调。
4.使天线反射面朝单一方向水平转动,观察电视图像。使捕捉到卫星信号从有到无,从强信号到弱信号转至信号刚好消失,在脚架立术托盘交接处上下画一条直线与地面垂直作记号,再反转天线,使卫星信号图像在电视机中从弱到强,再从强到弱,转至信号图像刚好消失,在方位托盘记号处向下延伸立柱上画一直,这时立柱上已有两条直线作记号。重复以上步骤反复几次,确认立柱二记号点位置无误后,把方位托盘记号转至立柱二记号点之间的中心线位置,这就是所要调试卫星的方位角位置,把紧固方位角的螺丝坚固,方位角调试完毕。
5.微调仰角,用微调方位角的方法,在仰角调节杆上取二点作记号,用同样方法进行仰角微调。
6.微调馈源焦距及极化方向,用调方位角和仰角的方法微调焦距和极化方向。当馈源长度有限,焦距微调不适合以上方法时,这时电视图像画面噪声波点已委少或已没有了噪波点,可在馈源中塞点纸使画面出现较多的噪波点,然后调节馈源观察电视画面调至器噪波点减至最少,即调准了焦距。
至此,系统接收调试完毕,撤去现场调试设备,连接好高频头与室内接收机的同轴电缆,如果是多户接收或进CATV系统侧装上功分器,有必要时加装线路放大器。
在实际操作中,有几点值得注意:一是要根据有关资料清楚所收视卫星电视节目信号下行极化方式是垂直还是水平极化。高频头长方形一端(与馈源相连接面)的宽边垂直大地的是水平极化,窄边垂直大地的是垂直极化,这点很重要。二是要根据相关资料确定数字卫星接收机上参数与所收节目相符,否则接收不到所要收视节目的信号。
三、卫星天线调试后的维护工作
广播电视节目是靠卫星接收系统来完成的,系统是由卫星接收天线、高频头、馈源、第一中频电缆、功分器和卫星接收机等几部分组成,但是由于卫星天线处于室外,常年都暴露在外,受到冷热变化、阳光照射、大风、酸雨腐蚀等天气的影响,会对卫星天线表面的涂覆造成损害,出现腐蚀等问题,因此,在卫星天线使用的过程中,要定期对其进行清理保养、维护等工作。卫星天线安装调试完成后,在确定接收某卫星的电视信号后,其方位角、仰角、馈源极化角保持基本不动,为了消除卫星信号变化带来的影响,可以根据实际收测效果,定期或不定期对天线进行微调,以使其始终处于最佳接收状态。为防止卫星天线遭受雷击,在天线上方应安装避雷针,浇筑基座时应使基座与天线一起可靠接地,接地电阻应小于4欧姆,在雷雨季节到来之前必须仔细检查避雷接地系统是否良好。从室外卫星天线高频头到室内卫星接收机的馈线宜穿金属管套,金属管套与电缆馈线的屏蔽网应可靠接地,天线的户外接地线不要与室内卫星接收机、调制器、放大器等接地线共用,要分别接地,馈源内不得有水气、水珠或异物。在冬季如果馈源和反射面上有积雪、冰凌,要采取措施及时清除,以保证其电性能正常。高频头与馈线的连接处常年暴露在外,宜用GSB密封胶或环氧树脂密封。在有台风的地区,应特别注意天线的安全,必要时应将天线俯仰驱动到90度,即天线口径朝天,在四周用钢丝绳拉紧天线并固定,以减小风压负荷,防止天线损坏。一般使用两年左右应对天线重新油漆一次,气候条件恶劣的地区,油漆的周期还可缩短,以油漆没有剥落为原则。对天线传动系统的活动支点、轴承、丝杆等应定期涂注润滑油。调整方位和俯仰的丝杆保护罩不得破损,以便更换或接收别的卫星信号时能调节自如。
四、结语
总之,为了更好的保持信号稳定,卫星天线的调试和维护是重中之重,天线调好后,在紧固螺丝时天线指向可能有所变化,应边观察信号边进行修整,确保天线始终处于最佳接收位置。
参考文献
[1] 薛清华.浅述卫星信号接收系统的调试和维护[J].视听界(广播电视技术),2011,06:35-38
[2] 赖云祥,沈丽萍.卫星天线安装调试中出现的具体问题与解决方法[J].中国有线电视,2011,Z3:2031-2033
[关键词]卫星天线系统;调试;信号;角度
中图分类号:U463.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)14-0277-01
通信卫星天线的发展,经历了从简单天线(标准圆或椭圆波束)、赋形无线(多馈源波束赋形和反射器赋形)到为支持个人移动通信而研制的多波束成形大天线。目前,全球波束仍采用圆波束,区域通信,大多数卫星通信都采用双栅、正交、单馈源、反射器赋形的天线设计,这种天线技术不仅已在大多数的通信卫星上采用;同时也被世界上各主要的卫星天线制造商所掌握,为支持个人移动通信而研制的多波束成型大天线,目前也开始使用,由此可见,卫星天线发展前景良好。
一、卫星天线工作原理
卫星电视接收系统是由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成一套完整的卫星接收站。其中,抛物面天线是把星空的卫星信号能量反射会聚成一个焦点;馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个惧卫星信号的喇叭,称为馈源,意思是馈送能量的源,要求将会聚到焦点的能量全部收集起来,前馈式卫星接收天线基本上用大张角波纹馈源;高频头(LNB亦称降频器)是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。高频头的噪声度数越低越好;卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调,解调出卫星电视图像信号和伴音信号。
卫星电视信号的极化方式有四种:右旋圆极化、左旋圆极化、垂直极化和水平极化。因前两种极化不常用,现只介绍垂直极化(V)和水平线极化(H)的接收方式。垂直极化和水平极化的接收,是改变馈源的矩形(长方形)波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。当矩形波导口的长边平行于地面时接收的是垂直极化,垂直于地面时接收的是水平极化,极化方向(极化角)又因地而异有所偏差,因为地球是个球体,而卫星信号的下行波束却是水平直线传播,这就造成不同方位角所。收的同一极化信号有所不同,所以地理位置不同,所接收的信号极化方向也有所偏差,馈源的长形波导口(极化方向)将不完全垂直或水平于地面,调整极化方向时应注意这一点。
二、固定站卫星天线调试
系统调试必须把接收机、电视机拿到安装天线现场进行调试,安装现场必须有电源。以上准备工作做好后,下一步就是系统调试,步骤如下:
1.根据所要接收的卫星,把卫星接收机所接收的频道频率调准。有的卫星接收机频率显示为卫星频道的下行频率3.7GHz~4.2GHz,有的是显示高 频头的输出中频 950MHz~1540MH,即是卫星接收机的接收输入中频频率,当碰上这情况时,用高频头的本震频率 5150MHz减去中频频率得出的是卫星频道的卫星下频率。
2.把所有的连接线接收,根据所要接收信号的极化方式粗调馈源,按极化要求调好馈源的波导口方向。
3.把天线反射面转向正南方向,松开仰角调节杠,让反射面上下调节灵活方便,然后根据所要捕捉的卫星定点的经度和调式所在地的地理位置,向东或向西一点一点转动天线反射面来改变反射面的方位,每转动一点方位后缓慢上下调节重复如此直至出现信号,确认是所要接收的卫星节目,然后保持信号强度暂固定仰角,进行下一步方位角微调。
4.使天线反射面朝单一方向水平转动,观察电视图像。使捕捉到卫星信号从有到无,从强信号到弱信号转至信号刚好消失,在脚架立术托盘交接处上下画一条直线与地面垂直作记号,再反转天线,使卫星信号图像在电视机中从弱到强,再从强到弱,转至信号图像刚好消失,在方位托盘记号处向下延伸立柱上画一直,这时立柱上已有两条直线作记号。重复以上步骤反复几次,确认立柱二记号点位置无误后,把方位托盘记号转至立柱二记号点之间的中心线位置,这就是所要调试卫星的方位角位置,把紧固方位角的螺丝坚固,方位角调试完毕。
5.微调仰角,用微调方位角的方法,在仰角调节杆上取二点作记号,用同样方法进行仰角微调。
6.微调馈源焦距及极化方向,用调方位角和仰角的方法微调焦距和极化方向。当馈源长度有限,焦距微调不适合以上方法时,这时电视图像画面噪声波点已委少或已没有了噪波点,可在馈源中塞点纸使画面出现较多的噪波点,然后调节馈源观察电视画面调至器噪波点减至最少,即调准了焦距。
至此,系统接收调试完毕,撤去现场调试设备,连接好高频头与室内接收机的同轴电缆,如果是多户接收或进CATV系统侧装上功分器,有必要时加装线路放大器。
在实际操作中,有几点值得注意:一是要根据有关资料清楚所收视卫星电视节目信号下行极化方式是垂直还是水平极化。高频头长方形一端(与馈源相连接面)的宽边垂直大地的是水平极化,窄边垂直大地的是垂直极化,这点很重要。二是要根据相关资料确定数字卫星接收机上参数与所收节目相符,否则接收不到所要收视节目的信号。
三、卫星天线调试后的维护工作
广播电视节目是靠卫星接收系统来完成的,系统是由卫星接收天线、高频头、馈源、第一中频电缆、功分器和卫星接收机等几部分组成,但是由于卫星天线处于室外,常年都暴露在外,受到冷热变化、阳光照射、大风、酸雨腐蚀等天气的影响,会对卫星天线表面的涂覆造成损害,出现腐蚀等问题,因此,在卫星天线使用的过程中,要定期对其进行清理保养、维护等工作。卫星天线安装调试完成后,在确定接收某卫星的电视信号后,其方位角、仰角、馈源极化角保持基本不动,为了消除卫星信号变化带来的影响,可以根据实际收测效果,定期或不定期对天线进行微调,以使其始终处于最佳接收状态。为防止卫星天线遭受雷击,在天线上方应安装避雷针,浇筑基座时应使基座与天线一起可靠接地,接地电阻应小于4欧姆,在雷雨季节到来之前必须仔细检查避雷接地系统是否良好。从室外卫星天线高频头到室内卫星接收机的馈线宜穿金属管套,金属管套与电缆馈线的屏蔽网应可靠接地,天线的户外接地线不要与室内卫星接收机、调制器、放大器等接地线共用,要分别接地,馈源内不得有水气、水珠或异物。在冬季如果馈源和反射面上有积雪、冰凌,要采取措施及时清除,以保证其电性能正常。高频头与馈线的连接处常年暴露在外,宜用GSB密封胶或环氧树脂密封。在有台风的地区,应特别注意天线的安全,必要时应将天线俯仰驱动到90度,即天线口径朝天,在四周用钢丝绳拉紧天线并固定,以减小风压负荷,防止天线损坏。一般使用两年左右应对天线重新油漆一次,气候条件恶劣的地区,油漆的周期还可缩短,以油漆没有剥落为原则。对天线传动系统的活动支点、轴承、丝杆等应定期涂注润滑油。调整方位和俯仰的丝杆保护罩不得破损,以便更换或接收别的卫星信号时能调节自如。
四、结语
总之,为了更好的保持信号稳定,卫星天线的调试和维护是重中之重,天线调好后,在紧固螺丝时天线指向可能有所变化,应边观察信号边进行修整,确保天线始终处于最佳接收位置。
参考文献
[1] 薛清华.浅述卫星信号接收系统的调试和维护[J].视听界(广播电视技术),2011,06:35-38
[2] 赖云祥,沈丽萍.卫星天线安装调试中出现的具体问题与解决方法[J].中国有线电视,2011,Z3:2031-2033