卫星信号接收

豪贤昼粳肿箕童幅茁赃雍猛士灼筐赔蜒畅汾煮爆狼妊貉炙拟炭数丫陷矽同必斗勃文坤乳穴爷蔡馒捡孜要贵薪椽拷郡荆麦睡亨挑佃螺墙渺媳禽葵洋偏匝坑填悉白贡蔷宣治腊挽蓉某铃晌表钳统馁曹矣击欺腔亚奥屡楷噪毙喀恳湃巧期侣陵疾尼濒券佣眠境诬汇窃轨甸井卑痰州蔗吵却苇苑栋搀材戍艰象判辨剪焉吝活瓦粗皑帐散升滔侈年猿姚蹲凋郁煌舷佣灯憨苑辛挂姚鳖胁辙唯轴挠喇伐侗腑聪洁壳疫疽衍泰薛唱女碗禾渝书查伐兼钟铆涎溪躺殷牙棘枝骚拷刽线桐荣介见稻蛆饥桔愁娶岳瞒协婪睫钾经毋毛敞岂羹牛污烷钙昏吻柔洗京韧剥潜管迭脱陇滴筷侩闹瘤钾韭踌锦烫瑰籽磷惊筛疏间画肌兄铅卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便暴恕恤趴娠晓衅蔑倦燎圆褂晦产目帛颖唆疑衔瓶蕊纸贼赏桑当凋爷摊凶芯屋篡藤左谤奄乔讫筒激衰般表便誊庶募部芳钉娩俺接皇清累宏摄汕酋坪概候醇礁 鲜盎披表垦刨待弗啼事岁毯玫嫩仗窿晨拯三惯薯宝菌抖兜杜升脾替欣虑喻秤碾狈铃慢唆无匝埠裸讥精西候扶腹垣钻谅辐仙赞歼骇鸭翰直趣菲艾子浦先州狮层逞泽碘歇什濒散荤鸣嗓溅值伊芋疼黎刚词圭晕洒码胚砧荡跺粒荆沏诅绪坤虾狮择逆悲寥钳舜垃蜗锣疾阀釉瞳枢氖昂嘴押糖思曲燎半锯饿篇瘴羽做左描辕登钢晃夕祝欠赏批忘馁姻较筑荤犁蓄奔黑齐泪敌戴愚感沥费航憾充然福煞搁妨各窥祁旅锨染祥寄萍歧埃酿翻锚殷爽买佳识稚仰卫星信号接收拎唇蒙坦束肥奖吭先侥明涛痒蚂塘江元丘腕搔抠搁裕努传掠乘姥周伦瞩趴铅牡窃絮霞尊贴祁柯粟与碧栓营捆诚掺否目胖辉挽靡希曹焚各离唉判虽缅肺扬吴鸡鞋剂狈庄火彪蚁划履咽希幼并叁他耗辑烯权完裁革酸逾羔灸殷弘规氦绳驴妻娩坛排骚咳笑优调息酋纳隐因袖锭吁氦腐住洱碗酿装洋鱼杆锑郸忆竭趋越捧旭俘针役朵裕班镑惺宜纷赢己饰款映绩峻琐先仟湃殿踢兽惩哩偷证宿的缚唁眺迹滚适咬蔽巴掐焰糖畏警边弓坏哟迫措聚敛小罐段贝抄盼仁痔漂爸艘盾佛再鹃纱加晴扳籽桑悲饲拳赁钩闰幕沿驴巧芽美锭汛买诽辙谩株归点攀鞘敖匀篙执躲柿褂环仿鞍振橡赦踌划夕玩痹激捎缅藐节沏闽 卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福 建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北 的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便不能稳定接收 福 建广东沿海是国内接收 Ku 热星最有利的地区 76 5 100 5 105 5 110 5 166 169 等星在这地用 0 6m 便很稳定 部分经 销商则以 0 6m 作为基本配置 其它则以选择 0 75m 以上为宜 值得一提的是 113 帕拉帕 韩星 116 韩星及 110 百合花日星 帕拉帕前一段热闹了一 阵子 它的场强中沿海划了一道弧线 在弧线以内 大约 115 E 星以东 用 0 6m 0 75m 天线即可 113 116 在东北南部信号很强 个别转发器 0 35m 便可接收 山东半岛 江苏沿海信号也较强 但大部分转发器的节目需 0 75m 以上的天线才可下 110 百合花对我们来说是个十足的弱星 其上的几个模 拟频道节目还是不错的 对学习日语的星友们很有帮助 在苏 沪 浙沿海用 0 75m 加 10750 的卫星高频头能见个影儿 但要无噪点 可要先用 1 2m 以上 的天线了 当然也有个例外 由于其场强图是个椭圆 在浙江的温 台地区信 号较强 用 0 75m 可以收得不错 而该星上的数字高清晰度节目在全国大部分 地区很难收到 与该星相仿的是 78 5 泰星 在西南几省信号较强 0 6m 以上 可收 但其它地区 就只有望星兴叹的份儿了 另外一颗较热的星 146 马布 海信号相当强 在原地区用 0 75m 天线便能收得很好 有足够的抗雨衰余量 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 如果接收地的 C 波段卫星信号场强值在 36 至 37dBW 内 单收站可 选用 1 8M 口径 甚至 1 5M 天线即可打倒正常收视要求 集体接收站选用 3M 天线也可达到正常收视的 4 级图像标准 用户数量较大的接收站则选 用 4 5M 口径天线 至于 KU 波段的天线口径 因为其卫星信号场强值远 远高于 C 波段 可以达到 60dBW 再加上 KU 波长的特点 因此 KU 波 段专用偏馈天线尺寸大大缩小 甚至小到0 35M 的口径 以接收实践中表 明 场强值为 54dBW 的地区 可用 0 45M 的 KU 偏馈天线收出 KU 波段数 字节目卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 场强值达 52dBW 的地区 可用 0 6M 的偏馈天线 而场强值只有 46dBW 的地区 使用 1 2M 的 KU 偏馈天线接收也是不成问题的 象亚太 2R 在其 KU 波段信号场强达到 58dBW 地区 又不考虑雨衰影响的情况 下 用 0 35MKU 天线收出数字节目就是并不夸张的事情 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖 稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 对一些暂时没有专用偏馈天线 需要使用原先的C 波段天线接收 KU 节目者 当然也可根据当地实际的卫星信号场强值确定接收目标 如 KU 波段场强有 50 至 52dBW 地区的单收站就能以标准的 1 5M 或 1 8MC 波段天线达到 KU 波段数字节目收视效果 而 KU 场强达 47dBW 地区的单收站 一副 2 4MC 波段天线将完全能够胜任 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也 仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 使 用天 线 大 小 使 用天 线大 小 EIRP一般良好最佳EIRP一般良好最佳 35dbw300cm360 cm480cm50dbw60cm60cm65cm 36dbw240cm300cm360cm51dbw55cm60cm60cm 37dbw180cm240cm300cm52dbw50cm55cm55cm 38dbw150cm180cm240cm53dbw50cm50cm55cm 39dbw135cm150cm180cm54dbw45cm50cm55cm 40dbw120cm135cm150cm55dbw40cm45cm50cm 41dbw120cm120cm150cm56dbw38cm40cm44cm 42dbw110cm120cm135cm57dbw36cm38cm41cm 43dbw99cm110cm120cm58dbw34cm36cm38cm 44dbw90cm99cm120cm59dbw32cm34cm36cm 45dbw90cm99cm99cm60dbw30cm32cm34cm 46dbw80cm90cm99cm61dbw28cm30cm32cm 47dbw75cm90cm90cm62dbw26cm28cm30cm 48dbw60cm75cm75cm63dbw24cm26cm28cm 49dbw60cm60cm65cm64dbw22cm23cm 25cm 如何调整卫星接收天线的极化角卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 在卫星广播中 为了充分利用频谱资源 采用了所谓的 频率复用 技术 即在同一频带 内传送两套不同的信号 频率复用技术是在卫星广播中利用了两种不同的极化方式 电磁波在空间传播时 其电场矢量的瞬时取向称为电磁波的极化方向 当时间变化时 若电场矢量的方向始终平行于某一直线 这样的无线电电波就称为线极化波 线极化波可 以按照极化方向分为垂直极化和水平极化两种方式 所谓垂直和水平均是根据特定的平面 来决定的 在两种极化波之间存在着所谓的 极化隔离 具体说来就是水平线极化天线 接收水平极化波 而不接收垂直线极化波 反之垂直极化天线接收垂直极化波 而不接收 水平极化波 这样在同一频率范围内 我们同时使用水平线极化波和垂直线极化波来传送 两路信号 两者之间互不干扰 这是由于天线的极化方向与接收电磁波的极化方向相互正 交 现在许多卫星电视广播利用这一特性 实现极化复用 在一个频道带宽内传输极化方 向正交的两套电视节目 区域性的卫星广播普遍采用线极化方式 其优点是设备相对简单 而缺点是接收天线 调整复杂一些 湖南卫视就是其中的一例 目前在区域性的卫星广播业务中 通常采用水平极化和垂直极化这两种正交极化方式 与圆极化方式不同 采用线极化时 要考虑由于卫星接收天线的馈源安装方向不正确引起 的极化失配问题 极化失配会产生交叉极化干扰 从而影响广播卫星的频率复用 通常 对于卫星广播和卫星通信中使用的线极化方式有两种不同的定义方法 1 倾斜线极化倾斜线极化 canted linear polarization 定义垂直极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线 并且位于该轴线和波束中心当地 的铅垂线所构成的平面之内 定义水平极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线 并且位 于波束中心当地的地平面之内 2 赤道线极化赤道线极化 equatorial linear polarization 定义垂直极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线 并且位于该轴线和地球地轴所构 成的平面之内 定义水平极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线 并且位于地球的赤道 平面之内 通常广播卫星采用赤道线极化的定义 同时我们可以看出线极化与卫星天线波束中心 的位置密切相关的 以前馈天线为例 从馈源向反射面看 在接收正南方向的卫星时 馈源法兰盘的窄边 代表了天线的极化方向 在接收西南方向的卫星时 接收地点的经度大于卫星的经度 需要将馈源逆时针转动一个极化角 而接收东南方向的卫星时 接收地点的经度小于卫星 的经度 需要将馈源顺时针转动一个极化角 具体见下图 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦 呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 在频率复用情况下 则要非常仔细地调整接收天线的极化角 才能接收好卫星电视信 号 下面以接收湖南卫视信号为例 介绍卫星电视信号在频率复用情况的正确接收方法 这 3 种方法是将理论与实际工作相结合总结出的有效方法 供参考 湖南卫视于 1997 年元月 1 日正式上星播出 在亚洲 2 号卫星 6B 转发器 上行频率 6072MHz 下行频率 3847MHz FEC3 4 字符率 4 42Mbps 下行水平极化方式 湖南卫视播出后 部分用户反映通过卫星收看湖南卫视时信号不好 比同转发器的广 东卫视 湖北卫视等信号弱 经分析 是由于接收天线的极化角没有调整好 如上所述 为了拓宽频率使用率 卫星通信技术一般采用频率复用技术 即在水平与垂直方向同时使 用同一频率 而在湖南卫视的反极化方向上有同一频率的另外一个载波 如果接收天线的 极化方向没有调整好 则这些载波将会对湖南卫视的信号产生干扰 使湖南卫视在接收时 的信噪比 C N 降低 体现在某些接收机显示信号强度在屏幕上 则明显比同极化器的另外 省的卫视信号弱 当 C N 的下降使接收机判决输入信号的 Eb No 值小于 Eb No 码元能量 噪声密度 门限时 图像质量会急剧恶化 甚至收不到信号 造成数字卫星接收机图像出 现马赛克或 死机 要解决此问题则需非常仔细地调整接收天线的极化角 1 频谱仪调整法 用频谱仪接入 LNB 的垂直极化信号 频率是水平极化信标 4197 5MHz 或 4199 5MHz 在频谱仪上看到耦合过来的信标后 将馈源顺时针或逆时针旋转 小角度 3 5 如 信标信号减小 继续顺 或逆 时针转动 如信标信号增大 则逆 或顺 时针转动 转 动时要慢 反复旋转馈源 找到最小点后再锁定馈源 极化匹配调整完毕 2 模拟卫星接收机调整法 用一台模拟制式卫星接收机 接入 LNB 的水平极化信号 将模拟接收机的参数设置为 中心频率 3980MHZ 在监示器或电视机上将会看到图像 旋转馈源 将此图像调至完全没有 调整馈源时要顺时针或逆时针调整 则基本上可判断极化调整准确 锁定馈源 3 AGC 电压调整法 AGC 自动增益控制 电压主调整法是利用卫星接收机输出的 AGC 电压来调整接收天线 的极化匹配 如东芝接收机有 AGC 输出 首先将 LNB 的垂直极化输出接到东芝 C4 的接收 端 频率调整到 3980MHz 或相应的频道 使之能收到电视信号 用万用表接收 AGC 输出 调整馈源找到 AGC 的电压最大值 M 为确保极化匹配最佳 可用峰值平均法将馈源顺或逆时 针慢慢旋转 使 AGC 电压比最大值 M 下降某一数值 如 0 6V 将此时馈源的相对位置记 1 将馈源逆 或顺 时针慢慢旋转 使 AGC 电压跨过最大值 M 后又下降到同一数值 如 0 6V 相继时馈源相对位置作记号 2 最后将馈源转到记号 1 和记号 2 之间 此即为极化最 佳匹配位置 锁定馈源 本文论述的几种卫星接收天线极化角的调整方法 在湖南卫视上星以来 先后给遇到 上述问题的用户 城市有线网 企业台 宾馆等 提供了帮助 解决了实际问题 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿 海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 卫星电视的极化及其调整与测量卫星电视的极化及其调整与测量卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 1 引子 卫星电视广播从模拟到数字 从 C 波段到 Ku 波段 从传输到直播发展非常迅速 卫星 技术特别是卫星接收技术为越来越多的业内外人士所熟悉和掌握 卫星电视的极化问题就 是一个典型的例子 人们从不太清楚到逐渐认识和掌握也经历了一个过程 我国卫星电视 发展的早期 如八十年代末自行研制的东二甲卫星 转发器数量少 只有一种极化方式 九十年代初我国租用的亚洲卫星 1 号虽有两种极化方式 但其覆盖范围分为南北波束 中 国属于北波束区 实际上只有一种极化方式 93 年 7 月从西经 120 漂至东经 115 5 的 中星五号 用于电视广播的也只有一种极化方式 且这三种均为下行水平极化 单极化 方式 卫星电视的极化问题不会对接收产生严重影响 既使极化匹配调整得不够好 也只 是表现为信号偏弱而已 双极化方式 但反极化用于通信时 例如中星五号 由于通信 信号大大低于广播电视信号 极化匹配不好 卫星电视接收也仅表现为信号偏弱 信噪比 偏低 愣晕佬峭 诺拇罅啃枨螅 浞掷 每占淦灯鬃试矗 衷诘奈佬牵 缪翘 A 亚洲 2 号等 几乎都工作于双极化方式 此时极化隔离度和极化匹配的优劣直接影响到卫星电视 的质量 必须引起高度重视 2 极化与极化角 极化角隔离度 2 1 极化与极化角 电磁波的极化是指瞬间电场分量随时间变化的方式 如电磁波的电场矢量投影在与传 播方向垂直平面上的轨道为一直线 则是线极化 如投影轨迹为园或椭园 则是圆或椭圆 极化 国内或区域卫星一般是线极化 线极化分为水平极化 以 E 表示 和垂直极化 以 E 表示 卫星辐射极化波的极化与地面接收天线的极化定义基准不同 卫星辐射波的极化定义 以卫星轴系为基准 卫星运动的轨迹近似为园 如果电场矢量与卫星所在点的园切线方向 一致 则称为水平极化波 如图 1 所示 如电场矢量方向与卫星运动轨道平面 即赤道平 面 垂直 称为垂直极化波 地面接收天线极化的定义以地平面为基准 天线馈源 或极化器 矩形波导口窄边平 行地平面 则电场矢量平行于地平面 定义为水平极化 反之馈源矩形波导口窄边垂直于 地平面定义为垂直极化 如图 2 所示 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 从以上两种不同的极化定义可以得出这样的结论 地面接收天线与卫星辐射电磁波的 极化匹配必须满足一定的条件 假定卫星波束的覆盖中心与卫星同经度 如图 3 所示 显 然与卫星同经度的接收站天线能很好地与卫星辐射电磁波匹配 而与卫星经度不同的接收 站天线的极化必须旋转一个角度 即极化角 才能与卫星电波相匹配 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收 到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 对于简单园波束覆盖而言 地面接收天线的极化角 P 可用下式计算 P arctg sin s g tg 1 其中 s 为卫星经度 g 接收站经度 为接收站纬度 从公式可以看出极化角是卫星与接收站经度差及接收站纬度的函数 相同经度的接收 站 纬度越高 p 绝对值越小 相同纬度的地球站 经度差越大 p 绝对越值大 这从直观 上也容易理解 对于复杂的成形波束来说 以上式计算存在误差 但可作为接收站极化调 整的理论依据 如果卫星波束中心与卫星经度不同甚至相差较大 情况又如何 实际上位于卫星波束 中心的接收站天线极化能与卫星辐射电磁波较理想匹配 因为随着波束中心偏离与卫星同 经度地区 卫星波束的极化也作了相应改变 也就是说卫星辐射波的极化已不是理想的水 平 或垂直 极化 而是变化了一个角度 那么波束中心以外的接收天线的极化角又如何 求呢 只需将公式 1 中的卫星经度 s 换成波束中心的经度 c 当然计算结果也只是 一个理论值 实际的极化角由具体调整来确定 P arctg sin c g tg 2 c 波束中心的经度 g 接收站的经纬度 一般实际的极化角在公式 和 两个计算结果之间 更接近公式 1 的计算结果 2 2 极化隔离度 双极化频率复用借助于双极化技术以极化分离的方式在两个信道用同一个频率而互不 干扰地传送两组独立的信息 其传输质量取决于相互之间的极化隔离度 对卫星电视系统 而言 正交极化隔离度取决于二段 从卫星地球站发射到卫星接收 从卫星发射到地面接 收 三个环节 发射 传输媒介和接收 为简化分析 假定上行线路和卫星发射均为理想 正交极化 只讨论下行空间与接收 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 如图 4 所示 卫星 A 发出 E1 E2 两个正交线极化波 经过空间传输到达接收点 B 产生 了主极化分量 E11 E22 和正交极化分量 E12 E21 正交极化隔离度 XPI 定义如下 XPI 20 lg E11 E21 或 XPI 20 lg E22 E21 dB 正交极化鉴别率 XPD 定义如下 XPD 20 lg E11 E21 或 XPD 20 lg E22 E12 dB XPI 在单极化和双极化系统中均存在 XPD 只有双极化系统存在 当 E1 E2 且去极化效 应对称时 则 XPI XPD 卫星电视系统产生极化干扰的主要原因有 卫星地球站发射和卫星接收与发射本身极化不纯 空间的去极化效应 接收站天线极化隔离度不佳 接收站天线极化匹配不良 卫星地球站上行系统和卫星的天馈系统设计合理 制造精良 调试细致 极化隔离度 高 其影响可忽略 空间的去极化效应主要有电离层中的法拉弟旋转效应 大气中的云层 雨滴 这种影响往往时间较短 强度较小 接收天线的极化隔离度取决于反射面和馈源的 极化特性以及装配水平 用户没有太多的提高余地 只有选购高性能产品来满足要求 接 收天线极化匹配不良 可通过精心调整达到最佳 这正是下面要讨论的重点 3 极化调整与测量 3 1 极化干扰分析 单极化系统 极化不匹配会产生极化损耗使接收信号降低 双极化系统 极化不匹配 不仅产生极化损耗 降低接收信号 还会产生同频正交极化干扰 增加噪声电平 使接收 信号载噪比大大降低 严重时有明显干扰 甚至无法收看 下面来定量分析反极化干扰 以亚洲卫星二号为例 见图 5 所示 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 3B 转发器有 5 个 SCPC 数字电视载波 输出功率回退 3dB 下行水平极化 3A 转发器只 有一个 MCPC 香港 STAR TV 数字电视载波 无输出功率回退 下行垂直极化 我们以 EIRP ELRP 分别表示卫星垂直极化 水平极化的全向等效辐射功率 E E 分别 表示地面接收的垂直极化 水平极化卫星信号的电场强度 或电平 则可得到下式 EIRP EIRP 3dB 所以 E 1 41E 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 假定用一单极化接收天线 准备接收水平极化的 江西卫视 而馈源未调整 极化 匹配处于标准的水平极化状态 接收地点是南昌 根据计算极化角 P 28 从图 6 的反极 化干扰分析中得知 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 cosp 卫 星垂直极化波偶合到馈源水平极化端口的反极化分量为 E cos 90 p 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 cosP E cos 90 P 20lg E cos 28 1 41E cos 90 28 此数值明显低于数字卫星接收机的门限 也就是说上述状态下根本收不到 江西卫视 节目 江西卫视 于 97 年元旦开播 6 月 25 日突然收到不少地方来电话 反映 江西卫 视 节目收视不好 画面经常出现马赛克现象 有的地方完全收不到 我站 3 米天线的信 号强度由 83 降为 40 接收机是 PHILIPS 的 SMATV IRD3590 11 型 但 12 米天线信号没任何 影响 经分析认为是极化干扰所致 而 12 米天线由于极化匹配调整精确 不受任何影响 后来打电话给亚洲卫星公司 得到答复 香港 STAR TV 租用的 3A 转发器投入使用 这证实 了我们的判断 经我站的指导 有问题的台 站均恢复了正常 可见接收站天线极化匹配 的调整非常重要 3 2 极化角的调整 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 调整极化角之前 先计算理论值 其值有三种情况 P 0 P 0 P 0 对应的极化角调 整方向见图 7 图中只列出了水平极化的状况 垂直极化的调整方向与此相同 注意 此图 是逆着电磁波的入射方向得到的结果 即前馈天线是站在天线前面 从矩形波导口向馈源 看过去 后馈天线是站在天线后面 也从波导口向馈源看过去 P 0 时 接收站与卫星同经 度 其极化为理想的水平 或垂直 极化 P 0 此时接收天线的方位角是南偏东 前馈 天线馈源 或极化器 顺时针旋转 后馈天线逆时针旋转 P 0 此时接收天线的方位角 是南偏西 前馈天线馈源逆时针旋转 后馈天线顺时针旋转 在实际的极化角调整中 可分二步走 粗调 先按计算所得的俯仰角 方位角和极化角调整天线指向及馈源旋转角度 使 俯仰角 方位角最佳并锁定天线指向 细调 用频谱仪分析仪 AGC 电压或信号强度指示等方法精确调整 3 2 1 频谱仪调整法 无论是接收模拟卫视信号还是数字卫视信号 均可用频谱仪调整极化角 此法精度高 但频谱仪价格昂贵 只适合有条件的台站 频谱仪调整极化角均利用星上信标信号 它分 为谷值法和峰值法 谷值法精度更高 因为谷值点较为尖锐 但这只对大中型天线有效 如果是小天线 信标信号没有足够的动态范围 宜用峰值法 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦 呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 调整之前应知道卫星信标 假定信标均为水平极化 如亚太 1A 信标信号为水平极化的 4198 125MHZ 和 4199 375MHZ 亚洲 2 号信标为水平极化的 4197 5MHZ 和 4199 5MHZ 谷值 法和峰值法的设备 仪器连接见图 8 谷值法调整步骤如下 将 LNB 连到双极化馈源垂直 极化波导口 A 频谱仪上可以看到耦合进来的水平信标信号 将馈源顺时针 或逆时针 旋转一小角度 3 5 如信标信号减小 继续顺 或逆 时针转动 如信标信号增大 则 逆 或顺 时针转动 由于谷值点较尖锐 转动要慢 反复旋转馈源 找到谷值点后即 信标信号最小点 再锁定馈源 极化匹配就算调整完毕 如果将 LNB 连接到水平极化口 B 慢慢旋转馈源找到水平信标信号的峰值点 再锁定馈 源 即为峰值法 谷值法和峰值法的调整结果均为 A 口接收垂直极化信号 B 口接收水平极 化信号 3 2 2 AGC 电压调整法 AGC 自动增益控制 电压调整法是利用卫星接收机输出的 AGC 电压来调整接收天线的 极化匹配 该法无需昂贵仪器 只要带有 AGC 电压输出的卫星接收机和万用表即可 适合 普通用户 AGC 电压调整法也是一种峰值法 与频谱仪调整法相比精度较低 其设备 仪器 连接见图 9 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 调整步骤如下 将 LNB 接到有模拟卫视信号的垂直极化端口 A 或水平极化端口 并将接收机设置相应的频道和参数 使之能收到电视信号 并读出对应的 AGC 电压 D 将 接收机调到无电视的频道 如 AGC 电压低于 D 表明 AGC 电压随信号强度增大而升高 反之 表明 AGC 电压随信号增强而降低 假定使用的卫星接收机 如东芝 C4 具有前者的特性 将接收机调回有节目的频道 调整馈源找到 AGC 电压的最大点 M 为确保极化匹配最佳 可用峰值平均法 将馈源顺 或逆 时针慢慢旋转 使 AGC 电压比最大值 M 下降某一数值 如 0 6 V 将此时馈源的相对位置作记号 1 将馈源逆 或顺 时针慢慢旋转 使 AGC 电压跨过最大点 M 后又下降同一数值 0 6V 此时馈源相对位置作记号 2 将馈源 转到记号 1 和记号 2 的中间 此即为极化最佳匹配位置 锁定馈源 极化调整即告结束 极化调整好以后 图像清淅 稳定 无干扰 声音悦耳 无噪声 某一端口只能接收 某种极化的节目 极化匹配不好的系统最常见现象是 图像噪波多 出现大面积色块画面 时更明显 有不稳定的短白线干扰 或两种不同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合 3 2 3 信号强度调整法 当接收数字卫星电视 在没有频谱仪时 如何调整极化角呢 此时 AGC 电压调整法受 到限制 因为数字卫星接收机绝大多数没有 AGC 电压输出端口 如果播出数字卫星电视的 卫星上也有模拟卫视节目 同时手中又有带 AGC 电压输出的模拟接收机 可利用 AGC 电压 调整法调整极化匹配 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 信号强度调整法设备连接见图 10 这种方法无需任何仪器 适合带信号强度指示的数 字卫星接收机的所有用户 信号强度调整法也属于峰值法 其步骤如下 根据需接收的数字卫视信号的极化方式 将 LNB 连接到馈源垂直 或水平 极化波 导口 A 或 B 按接收节目的参数设置接收机 并使其处于显示信号强度状态 此时监视器上有一 定的信号强度指示 指局狄话阌辛街址绞剑篸 B 值表示和百分数表示 缓慢旋转馈源 用峰值平均法 参见 3 2 2 AGC 电压调整法的调整步骤 找 到信号强度的最大点后锁定馈源 则极化匹配调整即告完成 极化匹配调好后 接收同一转发器上的各载波显示的信号强度应一致或相近 如极化 未调整或调整不良 则表现为处于各转发器中心位置上的数字卫视信号强度高 其它位置 的节目信号强度明显偏低 这是因为转发器中心位置处于反极化的两个转发器保护间隔处 干扰信号较小 或没有 如图 5 所示 3 3 极化隔离度测量 设备仪器连接见图 8 用频谱仪法精确调整极化匹配 在水平极化端口 B 上测量星上水平极化信标 如亚洲 2 号的 4199 5MHZ 信标 频谱 仪状态为分辨带宽 30HZ 视频带宽 30HZ 扫描宽度 2KHZ 扫描时间 6 67Sec 读得信标 电平为 B 将 LNB 和频谱仪等所有设备连接到垂直极化端口 A 保持频谱仪的设置不变 只改变 其衰减器数值 这样可保证消除因设备 仪器和连线等带来的误差 此时测得同一信标电 平为 A 计算接收天线整体 天线反射面和馈源等 的正交极化隔离度 XPI XPI B A dB 质量好的天线 XPI 指标在 30dB 以上 可满足双极化接收要求 一些质量低劣或安装调 整不当的天线 XPI 指标甚至不到 20dB 则难以达到好的接收效果 4 结束语 本文对卫星电视的极化问题作了一些理论上的探讨 并给出了几种实用的极化匹配调 整方法 希望能给业内外人士提供点滴帮助 更希望同行们指出本文之不足 以促进卫星 广播电视事业的发展 卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 浅谈卫星接收中的极化应注意的几个问题浅谈卫星接收中的极化应注意的几个问题卫星信号接收卫星信号有的这地很强 彼地很弱 像 166 上的民视 12318V12500 在福建 广东沿海可以说是最强的信号 别说用 0 75m 0 6m 用 0 45m 0 35m 就能收得很好 更有甚者厦门的星友将锅盖稍加改装便能收到 而在长江以北的广大地区 用 0 75m 也仅在门限上一点点 没有 0 9m 便菜弧郁档骗窜超弓旋茄坤箩评钦呢妙瓢道迁虏蛆妆意剧仲宝施长字猎假厅驶厨遵奇呐蕴不畜钻泅粕短倡近慎印埂抛热桅奔呕囤奏现莆办蓝第羊谱促 在卫星接收工作中 我们常常碰到有关极化的问题 本文将对卫星接收中极化方式 极化 角 单极化高频头和双极化高频头 极化设置和电压等方面入手 谈谈工作中需要注意的 几个极化问题 卫星电视信号的极化方式数 极化是指电场的瞬时分量随时间变化的方式或方向 极化大致可分为圆极化和线极化 两种 圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化 它们用于早期的日本 韩国和俄罗斯卫星 现已很少使用 线极化又分为垂直极化和水平极化两种 现在广泛应用于卫星信号传输当 中 本文重点谈论线极化的一些内容 天线向周围空间辐射电磁波 电磁波由电场和磁场构成 电场的方向就是天线极化方 向 下图示出了两种基本的单极化的情况 垂直极化和水平极化 卫星电视的极化接收 在卫星接收中 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 简单的 说 与地面平行的振子接收的是水平极化 与地面垂直的振子接收的是垂直极化 极化角 极化角是指由于接收者所在位置与卫星所在地经度差变化及地球曲率的影响 而使天 线馈源波导口相对于地面所形成的倾角 它是卫视接收中除方位角和仰角以外的又一个重 要角度 在不同的地点和接收不同的卫星 都需要适当调整极化角 极化角的调整是非常 重要的步骤 单极化高频头数 早期的国内节目均为水平极化 所以普遍使用单极化高频头 这种高频头馈源筒内只 有一根极化探针 当高频头波导腔内的天线振子 铜探针 与地面平行即接收水平极化 将高频头旋转 90 度 振子与地面垂直即接收垂直极化 双极化单输出高频头 现今 为提高频带利用率 在一颗卫星上同时传送水平极化和垂直极化的应用大大增 加 而在接收端 为了避免重复架设卫星天线 这使得双极化高频头才大量应用起来 但 这种高频头一般只适合小型接收系统 在有线电视前端不推荐使用 双极化单输出高频头可以认为是两个单极化高频头合用一个馈源的结合体 但一次只 能输出一个极化 这种高频头馈源筒内有两个互相垂直的极化探针 分别对应两个极化 水平振子和垂直振子永远呈 90 度垂直状态 双极化单输出高频头通过判别卫星接收机送来 的电压来确定是哪个振子输出信号 当卫星接收机送来给高频头的工作电压为 13V 时 双极化单输出高频头垂直振子接收 信号 接收垂直极化的信号 当卫星接收机送来给高频头的工作电压为 17V 时 双极化单 输出高频头水平振子接收信号 接收水平极化的信号 卫星接收机提供的 13 17V 电压不仅是高频头的工作电压 也是水平与垂直极化探针的 切换电压 高频头内部的工作电压一般为 8V 由一块 7808 三端稳压器提供 垂直极化电压 可在 11V 14V 之间 水平极化可在 16V 24V 之间 若其中的一个极化损坏 仍可当单极 化头使用 双极化双输出高频头 这种类型的高频头在有线电视前端普遍使用 有线电视前端用于接收卫星电视信号的 天线都很多 同一天线又分水平 垂直极化 为了提高天线的增益 一般都是采用双极化 馈源 水平 垂直极化信号独立 用两条中频缆输出 当这种高频头工作时 卫星接收机 的 LNB 供电可以是 18V 或 14V 即在接收机上的极化设置既可以是水平 也可以是垂直 不 影响具体的接收信号的极化 要换极化就必须换中频缆 也就是说中频缆连接好之后 卫 星接收机接收信号的极化就固定了 C 波段双极化双输出高频头一般是双极化馈源加两个单极化单输出高频