王勇 黃光翠

【摘要】現(xiàn)如今有線電視系統(tǒng)已經(jīng)得到了普及，人們均選擇收看衛(wèi)星有線電視節(jié)目。但是衛(wèi)星接收天線被安置在戶外，容易受到環(huán)境因素的影響，對(duì)其應(yīng)用效果造成不利影響。所以提高其應(yīng)用效果并采取有效的日常維護(hù)措施具有重要意義。本文首先對(duì)目前應(yīng)用最為廣泛的兩種衛(wèi)星接收天線的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并提出有效的日常維護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星接收天線;節(jié)目傳輸系統(tǒng);應(yīng)用;日常維護(hù)

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.05.012

對(duì)衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)來說，接收天線是其主要組成部分，也是接收站的重要前端設(shè)備，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的保障作用。接收天線屬于一種電磁波收集器，其主要原理為將通過反射面收集到的通過衛(wèi)星向地面輻射的微弱電磁波進(jìn)行有效聚集，并將其轉(zhuǎn)化為高頻電流，之后傳輸至高頻頭進(jìn)行處理。因此衛(wèi)星接收天線對(duì)節(jié)目傳輸系統(tǒng)的重要性不言而喻，其質(zhì)量水平對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有決定性影響。目前卡塞格倫天線與環(huán)焦天線是廣播發(fā)射臺(tái)節(jié)目傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的兩種接收天線。二者互為備份，各有利弊，發(fā)揮其特有功能，保證節(jié)目傳輸?shù)姆€(wěn)定性。本文對(duì)其具體應(yīng)用以及日常維護(hù)措施展開分析。

1. 卡塞格倫天線概述

1.1 結(jié)構(gòu)

該衛(wèi)星接收天線屬于后窺式天線的一種，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，主要包括下述幾個(gè)部分。（1）主反射面;該反射面主要是一個(gè)旋轉(zhuǎn)拋物面，其焦點(diǎn)在F，焦距是f。（2）副反射面;該反射面主要為旋轉(zhuǎn)雙曲面。反射面中焦點(diǎn)C，也就是虛焦點(diǎn)，與拋物面的焦點(diǎn)F重合，另外一個(gè)焦點(diǎn)C'，也就是實(shí)焦點(diǎn)，位于拋物面定點(diǎn)位置周圍。主反射面與副反射面的焦點(diǎn)重合，同時(shí)需要使用金屬支架將副反射面固定在主反射面上。（3）饋源;喇叭便是饋源，其相位中心在雙曲面的實(shí)焦點(diǎn)上，也就是焦點(diǎn)C'。

1.2 基本原理

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型卡塞格倫天線進(jìn)行分析，其主要根據(jù)卡塞格倫光學(xué)望遠(yuǎn)鏡原理進(jìn)行制作，其結(jié)構(gòu)的三個(gè)部分共軸。其中卡塞格倫天線拋物面焦點(diǎn)F與雙曲面的虛焦點(diǎn)互相重合;同時(shí)饋源相位中心位實(shí)焦點(diǎn)C'上。并且上述焦點(diǎn)均存在于焦軸的堆成位置。在這一過程中通過饋源相位中心點(diǎn)C'輻射的球面波，最先傳輸至副反射面，通過副反射面能夠?qū)㈦姴ǚ瓷渲林鞣瓷涿?，再通過主反射面進(jìn)行反射，之后順沿軸向平行方向進(jìn)行傳輸。

雙曲面的基本特點(diǎn)包括下述兩個(gè)方面：（1）通過雙曲面的實(shí)焦點(diǎn)C'發(fā)出射線通過雙曲面反射后，反射的路徑能夠與虛焦點(diǎn)C向拋物面發(fā)出的射線路徑保持一致;（2）通過實(shí)焦點(diǎn)C'發(fā)出的各條射線通過雙曲面和拋物面二次反射達(dá)到拋物面口面的過程中，經(jīng)過路程相同，饋源輻射球面波通過二次反射轉(zhuǎn)化為等相位，與軸向輻射的平面波相平行。這便是卡塞格倫天線的基本應(yīng)用原理。

1.3 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)相對(duì)緊奏，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)與饋源喇叭的有效連接，進(jìn)而能夠減少由于饋電波導(dǎo)較長導(dǎo)致的噪聲問題。因?yàn)樵撎炀€具有主反射面與負(fù)反射面，因此調(diào)整相對(duì)簡單，能夠有效提高其使用效率。除此之外，與拋物面天線直接射向地面有所不同，通過饋源喇叭輻射的通過副反射鏡邊緣出現(xiàn)的電波主要是射向天空，進(jìn)而能夠有效減少大地反射導(dǎo)致的噪聲問題。因?yàn)樵撎炀€使用后饋方式，饋源喇叭具有一定的尺寸，因此具有良好的極化去偶性能。同時(shí)其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在頻帶寬、駐波比小等，多數(shù)情況下駐波比僅為1.0-1.5，并且具有一定的前后比，多為60-65db。除此之外，相較于標(biāo)準(zhǔn)的拋物面天線，卡塞格倫天線具有更高的效率，在65%左右。如果需要對(duì)兩個(gè)反射面進(jìn)行合理調(diào)整，能夠?qū)⑻炀€的效率提高到70%以上，所以將卡塞格倫天線作為一種集體接收地面站天線效果理想。對(duì)接收衛(wèi)星信號(hào)頻段進(jìn)行分析，卡塞格倫天線在臺(tái)站多接收C波段的數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)，具有穩(wěn)定的工作頻段。同時(shí)C波段技術(shù)趨于完善，不會(huì)受到氣候因素影響，傳輸具有良好的穩(wěn)定性。所以在實(shí)際工作階段，卡塞格倫天線屬于主要接收天線。

其不足主要體現(xiàn)在天線笨重、價(jià)格高昂，并且二次反射面的面積較大，會(huì)對(duì)一次反射面造成一定的影響。所以對(duì)小口徑天線的應(yīng)用效果不理想，無法將其作為家用接收天線?？ㄈ駛愄炀€接收的C波段衛(wèi)星信號(hào)容易受到地面微波的影響，同時(shí)其口徑較大，安裝較為復(fù)雜。

2. 環(huán)焦天線

2.1 結(jié)構(gòu)

環(huán)焦天線的主要組成部分包括中心體、主反射面及背架、副反射面及支架桿、饋源系統(tǒng)、套筒以及極化調(diào)整結(jié)構(gòu)等。

2.2 基本原理

天線饋源相位的中心為O，其位置在橢圓副面的一個(gè)焦點(diǎn)上，通過中心點(diǎn)發(fā)出電磁破，照射至橢圓副面中心區(qū)域O'點(diǎn)的射線，通過副面反射至主面邊沿區(qū)域的點(diǎn)C，之后通過主面C點(diǎn)進(jìn)行反射，傳輸至天線前方位置。射線通過副面向主面?zhèn)鬏數(shù)墓獬搪肪€，全部射線均在橢圓副面的另一焦點(diǎn)F相交，并且該焦點(diǎn)同拋物面的焦點(diǎn)呈重合關(guān)系。因?yàn)橹鞣瓷涿媾c負(fù)反射面都為圓對(duì)稱，因此焦點(diǎn)F進(jìn)行一周旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生環(huán)焦，所以將該天線稱作環(huán)焦天線。環(huán)焦天線的工作原理同發(fā)射一致，電磁波運(yùn)行路線相反。

2.3 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在接收天線的效率非常高，并且旁瓣較低、電壓較低。同卡塞格倫天線進(jìn)行比較，只需要確保喇叭口徑小于副反射面的口徑，喇叭口徑并不會(huì)遮擋主反射面。因?yàn)楦狈瓷涿娴男螤畎l(fā)生了一定的變化，導(dǎo)致其反射波大多都無法反射至饋源labor中，所以相較于卡塞格倫天線，環(huán)焦天線的駐波比更優(yōu)。對(duì)接收衛(wèi)星信號(hào)的頻段進(jìn)行分析，該天線在臺(tái)站的主要接收衛(wèi)星信號(hào)為KU波段衛(wèi)星信號(hào)，同樣也具有穩(wěn)定的工作頻段。該頻段主要被用于衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)中，其他業(yè)務(wù)并不會(huì)對(duì)衛(wèi)星廣播造成影響。從技術(shù)層面展開分析，該頻段的主要優(yōu)勢為工業(yè)因素以及地面通信因素對(duì)其的影響較小，并且擁有可觀的傳輸容量。因?yàn)椴ㄩL較短、頻段較高，所以其體積并不笨重，安裝較為簡單，同時(shí)價(jià)格成本較低。在實(shí)際工作階段，該天線屬于備用接收天線。

環(huán)焦天線的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在雨季對(duì)電磁波吸收比較高，雨衰情況較為常見。所以需要對(duì)天線仰角進(jìn)行合理控制，保證其超過20°，這樣才能夠有效降低小電磁波經(jīng)過雨層距離導(dǎo)致的吸收損耗。

在具體工作過程中，上述兩種天線接收信號(hào)來自的衛(wèi)星各不相同，因?yàn)樾l(wèi)星軌位存在差異，發(fā)生日凌的時(shí)間也各不相同，需要及時(shí)對(duì)優(yōu)質(zhì)節(jié)目源進(jìn)行廁，減少其他因素造成的影響。如果衛(wèi)星接收天線發(fā)生異常，需要迅速切換至備用天線，保證節(jié)目的有效傳輸。

3. 衛(wèi)星接收天線的日常維護(hù)措施

無論是卡塞格倫天線，還是環(huán)焦天線，均需要安裝在戶外，因此容易受到自然因素、環(huán)境因素的影響。為了確保衛(wèi)星接收信號(hào)的質(zhì)量，做好日常維護(hù)工作具有重要意義。需要結(jié)合衛(wèi)星接收天線的特點(diǎn)以及存在的問題采取針對(duì)性解決措施。下面本文提出了幾種日常維護(hù)方案。

3.1 重視對(duì)衛(wèi)星天線各零部件的保護(hù)工作

首先需要做好衛(wèi)星天線各零部件保護(hù)工作，避免其發(fā)生變形、生銹及受腐蝕等情況。在具體工作階段，需要嚴(yán)格遵守生產(chǎn)廠家及說明要求，做好日常維護(hù)工作，在使用階段，需要注重低天線拋物面的維護(hù)工作，嚴(yán)禁將一些物品掛在天線支撐桿上，防止兩個(gè)反射面的中心軸線發(fā)生偏離，對(duì)天線的性能造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)不佳。

3.2 做好饋源口的維護(hù)工作

對(duì)饋源口及拋物面來說，在雨雪季節(jié)，其表面容易發(fā)生積水、積雪、結(jié)冰的情況，進(jìn)而對(duì)信號(hào)的接收性能造成不利影響。導(dǎo)致C/N下降，使圖像雜波問題滋生。因此如果其表面存在水、積雪、結(jié)冰等情況，需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)清理。同時(shí)需要將密封罩安裝在饋源口，以防雨水、泥沙等雜質(zhì)進(jìn)入。另外，其他容易受到氣候因素影響的位置也需要加強(qiáng)防護(hù)，特別是電纜插座位置。

3.3 做好高頻頭的維護(hù)工作

如果高頻頭密封不嚴(yán)會(huì)受到導(dǎo)致其受潮，對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，因此在維修階段，需要對(duì)其受潮位置進(jìn)行全面清理，同時(shí)還需要對(duì)蓋板的密封圈進(jìn)行合理檢查，保證其質(zhì)量性能良好。進(jìn)水、受潮是影響電子設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素，如果存在進(jìn)水、受潮的情況將會(huì)使設(shè)備受損，因此需要保證密封的合理性，定期進(jìn)行檢查。

3.4 檢查微動(dòng)開關(guān)，合理調(diào)整天線仰角

對(duì)衛(wèi)星天線進(jìn)行維護(hù)時(shí)，需要對(duì)微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行全面檢查，保證其性能、狀態(tài)良好。同時(shí)還需要合理調(diào)整天線仰角，保證其在6°-90°之間，仰角與天線接收信號(hào)質(zhì)量關(guān)系密切，因此需要保證其在合理的范圍內(nèi)。另外，調(diào)整天線時(shí)，盡量不要選擇在惡劣天氣下進(jìn)行調(diào)整，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障，引發(fā)安全事故問題。

3.5 合理進(jìn)行衛(wèi)星天線安裝工作

對(duì)衛(wèi)星天線進(jìn)行安裝時(shí)，需要保證天線接地合理，如果需要在高樓、高山進(jìn)行安裝作業(yè)，需要設(shè)置避雷設(shè)施，同時(shí)進(jìn)行地線設(shè)施的安裝，供電系統(tǒng)中也需要進(jìn)行避雷設(shè)施的安裝。最大程度降低外界因素對(duì)安裝工作造成的影響。

3.6 建立定期檢查機(jī)制，責(zé)任落實(shí)到人

需要對(duì)工作人員的責(zé)任范圍、職責(zé)進(jìn)行明確劃分，落實(shí)到個(gè)人，同時(shí)對(duì)其工作情況進(jìn)行定期監(jiān)督、檢查，保證檢查機(jī)制的有效落實(shí)。確保衛(wèi)星天線出現(xiàn)故障問題能夠得到及時(shí)維護(hù)，保證其質(zhì)量和性能。

4. 結(jié)語

綜上所述，衛(wèi)星接收天線對(duì)節(jié)目傳輸系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的作用，因此相關(guān)工作人員需要加以重視，掌握其應(yīng)用原理，做好日常維護(hù)工作，有效提高其應(yīng)用效果。

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