关键词:卫星天线方位角仰角极化方式调整方法
中图分类号:TN8285文献标识码:B
1转星接收
由于亚洲2号卫星出现技术故障,致使我国23个省级的上星电视节目转向亚洲3S星。“亚洲3S”是一颗同步广播通讯卫星,它定点在东经1055°,地球赤道上空36000m的同步轨道上。有28个C波段转发器,我国租用了其中8个,有效全向辐射功率(EIRP)服务区大于41dBW。
广电总局要求全国卫星地面站从2003年12月26日开始用较短的时间完成转星工作。我们周口电视台地面站始建于1985年,是由一座6m卫星接收天线和4台卫星接收机组成。
上世纪90年代后期,由于各省台节目上星,1996年我们又组建了一座4m天线的卫星接收站,2003年由于中央台信号源增加,我们又建了一座22m天线的卫星接收站。目前,6m卫星接收天线接收的是亚太1A卫星上的中央一套节目,该天线无须调整。我们只对4m天线和22m天线进行转星调整,由于这次转星调试方法得当,仅用了半天时间完成了两副天线的转星调整工作。
2卫星接收天线调整的关键
在这次转星天线调试过程中,我们摸索到一些经验,即卫星接收天线调整的关键是要掌握好方位角、仰角、极化方式3大要素。确定天线的方位角和仰角可以根据本地区的经、纬度和卫星轨道的位置进行计算。例如:周口市的地理位置是东经11438°,北纬3337°,亚洲3S卫星轨道位置是东经1055°。
天线仰角是指抛物面天线中心MN与水平线OM之间的夹角H(如图1)。天线方位角是指:从接收点的正北方向开始,顺时针方向至天线中心线在水平面上正投影线的角度。根据以下公式:
z为天线所指卫星的径度;x为地面站径度;φ为地面站纬度;R为地球半径;h为卫星高度;R/(R+h)=01513。
经计算得出周口市接收亚洲3S卫星的天线仰角为5034°,方位角南偏162°。
这里需要指出,我国处于北半球,地球赤道在我国的南边,由于静止轨道平面与赤道平面重合,因此,我国任何地方建立的接收站其天线方位均指向东南、南及西南区域的方向,只有南半球国家的接收站天线才会指向北方。根据调整天线的3大要素,首先把卫星接收天线调整到计算出来的角度上,然后确定极化方式,卫星接收天线极化方式应与卫星下行极化方式保持一致,我们接收的亚洲3S卫星上的14V转发器下行极化方式为垂直极化,因此,我们将馈源矩形波导口宽边与地面平行,如果下行极化为水平极化,则必须将波导口窄边与地面平行。
接收天线焦距位置可以调整,馈源应处于天线焦距的边线上,不宜偏离过多。做好上述工作,就可以利用数字卫星接收机来接收信号。
根据转发器下行频率、符码率、纠错方式等确定预接收频道的电视节目。如:接收河南台卫视节目,其下行频率为4116MHz,符码率为442Mbit/s,调试信号时,一般都是接上监视器监看图像质量。确定天线最佳接收位置有多种方式,这里介绍实用的两种方式,一种是工程测量法(适用于天线配装有角度尺),另一种是中心点投影调试法。
工程上计算出来的方位角是对真北(或真南)而言,如果用罗盘仪测出的磁北(或磁南),因此,还要考虑当地的磁偏角,即计算出来的方位角加上当地的磁偏角即是天线的实际指向。
对于有配装角度尺的天线,应该先调天线仰角,再调方位角的指向。实际对角度时,首先把天线中心方向调为水平,再把角度尺角度校正为0°,上仰天线至需要角度。
然后松开天线水平方向的紧固螺母,水平推动天线至出现图像,即达到Eb/No门限值以上,若监视器上即将出现马赛克现象,再细调仰角、方位角、焦距直到图像清晰。对于没有配装角度尺的天线可采用中心点投影调试法。调天线方位角时,选择正午时在地面上垂直竖一根木杆,那么这木杆的投影所指的方向就是真正的南北方向。
以此方向为圆点作半圆,划出等分刻度线,调整天线,使接收到的信号由弱变强、再变弱,并在刻度线上做好标记,然后,朝相反方向转动天线,同样使天线处于刚接收不到信号的位置,在刻度线上再做上标记,从这两个标记之间取出中心点,为接收天线方位角的最佳位置。
调试仰角时,根据计算出的仰角,由几何知识可知:图中∠θ=∠H=∠β,在调整前,从天线顶端C点用细线拉一直线至D点,然后掉一重物使直线自然下垂,用量角器即可量出∠β。
如计算出周口市的仰角是5034°,调整天线使∠β=5034°即可。若进一步细调,仍采用使接收到的信号由弱变强,由强变弱、做好刻度线,并在接收信号最强时做好标记,最后再将方位角、仰角反复微调,使接收天线位置达到最佳点,并锁定天线。
使用这种方法需要注意:转动天线速度不宜过快,最好是每转动一个刻度稍作停顿、观察数字接收机信号强度是否变化以及变化的趋势,天线左右移动时,两方位之间刻度线上的距离,随着天线直径的变化而变化,直径大的天线移动角度范围较大,反之,移动的角度较小,越是小天线调整越要仔细。
另外,若原来天线接收的是亚洲2号星位置,可先调好极化方式,将数字卫星接收机设定好一组亚洲3S星上的节目参数,按照以上两种方式的调试步骤缓慢转动天线,并微调天线仰角,直到该频道节目出现后再细调锁定,也能很快完成转星工作。
经过以上方法对天线进行调整,比较准确地确定了接收亚洲3S卫星天线的位置,用4米卫星接收天线,接收的图象信号质量达到45级以上,用22m卫星接收天线可使接收的图像质量达到4级。
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