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        C/Ku波段兼容接收衛(wèi)星天線的選配

        2018-05-23 06:10:42李學(xué)偉
        西部廣播電視 2018年8期
        關(guān)鍵詞:衛(wèi)星天線高頻頭中衛(wèi)

        李學(xué)偉

        1 接收地點的EIRP值決定了衛(wèi)星接收天線口徑

        轉(zhuǎn)發(fā)器及EIRP:在同一衛(wèi)星上有多個轉(zhuǎn)發(fā)器,每個轉(zhuǎn)發(fā)器都有自己的賦形波束和等效全向輻射功率(EIRP),通過衛(wèi)星的EIRP場強覆蓋圖,我們可以查得該衛(wèi)星信號的轉(zhuǎn)發(fā)波段波束輻射功率。在接收地點的EIRP值決定了所使用的天線口徑大小和高頻頭的噪聲系數(shù)。

        從亞洲地區(qū)部分廣播電視同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器下行頻率中國地區(qū)波束(EIRP)值例表1中可以看出,目前,C波段EIRP值一般在44.5~36 dB,Ku波段EIRP值一般在58~46 dB,至于接收地點天線口徑的選擇和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的EIRP值有著密切的關(guān)系,EIRP值越小需要選擇接收天線口徑越大,反之EIRP越大則選擇接收天線可以進一步縮小。為解決廣播電視節(jié)目信號無線數(shù)字化覆蓋創(chuàng)造接收技術(shù)條件,隨著現(xiàn)代衛(wèi)星電視廣播技術(shù)的日趨發(fā)展,廣播電視電視衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器EIRP功率值不斷增大,相應(yīng)的地面接收衛(wèi)星天線可以小型化,不僅可以降低接收天線的成本,而且占用空間小。

        2 兼容接收C/Ku波段衛(wèi)星天線增益與口徑的選擇

        C/Ku波段兼容接收衛(wèi)星電視廣播節(jié)目信號,其衛(wèi)星接收天線是關(guān)鍵,衛(wèi)星接收天線一定要選擇高精度的名牌天線,國內(nèi)知名品牌衛(wèi)星天線主要有:中衛(wèi)、斯威克、三威、華達、高斯貝爾等型號天線,現(xiàn)以中衛(wèi)(JONSA)正饋天線和偏饋天線規(guī)格參數(shù)表2、表3為例作參考。

        表1 亞洲地區(qū)部分衛(wèi)星中國地區(qū)波束(EIRP)

        表2 中衛(wèi)(JONSA)正饋天線規(guī)格參數(shù)表

        表3 中衛(wèi)(JONSA)偏饋天線規(guī)格參數(shù)表

        從參數(shù)表2和表3中可知,各規(guī)格口徑天線在接收C波段4.0 GHz(dB)和Ku波段12.5 GHz(dB)的天線增益理論值,及根據(jù)實際衛(wèi)星信號當(dāng)?shù)谽IRP值和綜合考慮接收環(huán)境、天氣雨衰等影響因素來選擇衛(wèi)星接收天線口徑。

        正饋C波段天線用于C/Ku波段兼容接收時,既要考慮接收C波段信號天線的增益也要兼顧接收Ku波段信號的天線增益,由偏饋天線接收原理得知,偏饋天線反射面是在正饋拋物面反射天線半徑區(qū)域截取一塊的原理作為偏饋天線反射面的,那么1.5m C波段天線半徑R為0.75 m,由此得知,1.5m C波段天線用在接收Ku波段信號時理論上只能達到0.75~0.9 m偏饋Ku波段天線的效果。隨著衛(wèi)星天線制造工藝的進步,近幾年有C/Ku波段兼容接收天線面世,從表2、表3參數(shù)對比中可以看出,如正饋P1501規(guī)格(整板天線)在接收C波段4.0 GHz天線增益為34.31 dB,用于接收Ku波段12.5 GHz時天線增益為44.26 dB相當(dāng)于偏饋S150天線的增益,這是從理論上按照天線反射面積給出的理論值,但在實際應(yīng)用上,Ku波段高頻頭(LNB)用于正饋天線接收時,由于高頻頭饋源支架是專為C波段高頻頭中心正焦而設(shè)計的,用于Ku波段高頻頭接收時焦點和焦距及安裝的誤差等因素勢必影響?zhàn)佋葱实慕档停蛊溆迷诮邮誎u波段信號時天線效率不可能達到75%,如果仔細算一下面積和效率之比,1.5m C波段天線效率只要達到45%即可與1.2 m偏饋Ku波段天線增益相當(dāng),如果選擇好支架夾具和高效饋源及采用精品高增益Ku波段高頻頭等因素對接收的效率應(yīng)該有一定的提高,所以,選配1.5 m正饋(整板天線)接收Ku波段12.5 GHz信號時相當(dāng)于1.2 m偏饋Ku波段天線的接收增益43.32 dB,同時又能滿足接收C波段4.0 GHz信號增益為34.31 dB。決定天線效率的主要因素是天線拋物面的制造精度和拋物面的材質(zhì)及結(jié)構(gòu),相同條件下,整板天線的效率要比分瓣的高5%,只有高精度、高性能的天線才能保證天線的高增益接收,所以,正饋C波段天線用于兼容接收C/Ku波段信號,應(yīng)采用1.5 m以上高精度天線確保穩(wěn)定接收數(shù)字電視廣播信號的技術(shù)條件。

        偏饋Ku波段天線用于C/Ku波段兼容接收衛(wèi)星電視廣播信號的天線口徑選擇,從表3中衛(wèi)(JONSA)偏饋天線規(guī)格參數(shù)可以看出,S120規(guī)格(1.2m)偏饋Ku波段天線用于接收C波段4.0 GHz信號時天線增益為32.78 dB,用于接收Ku波段12.5 GHz信號時天線增益為43.32 dB。從天線增益參數(shù)值及應(yīng)用于實際接收驗證,在我國高緯度東北地區(qū),黑龍江省中北部接收地點,東經(jīng)126°5',北緯47°36',采用中衛(wèi)1.2 m偏饋Ku波段天線兼容接收60°E~180°E之間的廣播電視同步衛(wèi)星C/Ku波段數(shù)字信號,用于接收C波段信號時更換偏饋Ku波段天線專用C波段高頻頭夾具和C波段雙極化單輸出高頻頭及饋源或高效饋源,C波段下行頻率當(dāng)?shù)谽IRP值在33 dB以上的電視廣播信號基本能夠達到穩(wěn)定接收下載,從實際接收驗證了“中衛(wèi)1.2 m偏饋Ku波段天線”在用于接收C段波段4.0 GHz信號時天線增益為32.78 dB的參數(shù)收視性能,由此得知,在接收C波段4.0 GHz信號時,天線增益小于33 dB以下規(guī)格偏饋天線將無法收到下載4.0 GHz信號,實際接收證明在高緯度,東北地區(qū)用偏饋天線兼容接C/Ku波段電視廣播信號天線口徑不應(yīng)小于1.2 m。

        無論是正饋天線還是偏饋天線,在選擇天線口徑時一定要選擇高精度、高增益相應(yīng)口徑大些的天線才能保證天線接收的高增益。因為衛(wèi)星天線反射面積與天線增益是成正比的,在實際衛(wèi)星信號接收時還要查閱該衛(wèi)星的輻射波束EIRP場強圖是否覆蓋當(dāng)?shù)貐^(qū)域,有些國家的衛(wèi)星是定向區(qū)域波束,如果接收地點不在輻射區(qū)內(nèi),那么將無法收到此衛(wèi)星信號,即使在輻射區(qū)邊緣內(nèi)EIRP值低于天線增益也很難接收到。中國地域遼闊,國土面積大,由于接收地點所在經(jīng)緯度不同,有的地區(qū)能接收到國外某衛(wèi)星節(jié)目,有的地區(qū)就收不到,就是有這方面原因。

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