極軸鏈條式天線

極軸天線又稱同步帶天線，何謂同步帶？就是赤道上空3萬(wàn)6千公里環(huán)繞地球一圈所形成的衛(wèi)星帶，同步衛(wèi)星便在同步帶上以相隔2-3度環(huán)繞著地球而同步帶天線為何又稱極軸天線？我們假設(shè)天線位于北半球的任何緯度，當(dāng)你的天線已修正到所有同步衛(wèi)星都可接收到時(shí)，此時(shí)天線的極軸角是正對(duì)北極星，輔助仰角是與地軸相互平行，所以同步帶天線又稱極軸天線。

此天線是由一組36V直流步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速齒輪組再加上鏈條所組合而成的推動(dòng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)并由定位器來(lái)控制。定位器可輸出天線所需求的36V，并可記憶目前及日后所收尋到的衛(wèi)星位址。當(dāng)天線要移動(dòng)到別顆衛(wèi)星時(shí)。只需輸入這顆衛(wèi)星代號(hào)。天線將自動(dòng)移到此衛(wèi)星。

架設(shè)此系統(tǒng)需要有相當(dāng)豐富的接收經(jīng)驗(yàn)才架設(shè)的來(lái)，因?yàn)樵诓煌木暥人吹降耐綆适遣灰粯?。且牽連到天線本身的極軸角、方位角及輔助仰角而錯(cuò)一樣就無(wú)法完整追蹤到同步帶

目前市售的部分衛(wèi)星接收器材質(zhì)量不能不令人擔(dān)憂，尤其是俗稱鍋蓋的接收天線，其低劣程度到了弱不禁風(fēng)、瀕臨散架的地步。一些走村串寨的裝鍋游擊隊(duì)兜售的器材，更是難以保證。一面1.5米天線的總重僅有8.5kg，它的反射面厚度只有0.35mm，甚至還有更薄的，底架支撐方管和地盤(pán)圈厚度也特別薄。這樣的天線機(jī)械強(qiáng)度和抗風(fēng)能力極差，極易造成反射面之間連接處的螺絲孔豁邊，天線變形，而且固定高頻頭用的三根饋源桿軟弱無(wú)力，連接螺絲的地方極易斷裂。另外，這種天線的漆面工藝簡(jiǎn)陋，使用一個(gè)月左右其光澤便開(kāi)始消退，一年以后完全脫落生銹，一般不到三年就會(huì)壽終正寢。為此筆者認(rèn)為有必要就如何選購(gòu)衛(wèi)星天線談?wù)効磿?shū)的看法。

一、選購(gòu)

1、選擇ISO國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，衛(wèi)星接收天線屬于特殊產(chǎn)品，正規(guī)生產(chǎn)廠家都具備信息產(chǎn)業(yè)部頒發(fā)的定點(diǎn)生產(chǎn)許可證，天線的包裝箱標(biāo)有許可證號(hào)碼。但也存在個(gè)別小廠掛靠或貼牌生產(chǎn)的現(xiàn)象。到信譽(yù)好的廣電專業(yè)器材經(jīng)銷商那里選購(gòu)，雜貨部銷售的要慎買。

2、看著整面天線的總體重量，為運(yùn)輸方便現(xiàn)絕大多數(shù)天線為地盤(pán)式分體天線，紙制包裝箱體積為80㎝×70㎝×10㎝，總重量在15kg以上，反射面厚度在0.4㎜~0.6㎜之間，支撐方管和地盤(pán)圈壁厚應(yīng)在0.8mm以上，反射面厚度不足0.4mm及地盤(pán)圈壁厚度不足0.8mm的都不宜選購(gòu)（異地電話預(yù)定應(yīng)選擇A版0.5~0.6mm或B版0.4mm，不要選C版0.4mm以下）。

3、了解天線表面防腐漆工藝。或優(yōu)質(zhì)天線的面漆工藝考究，選用優(yōu)質(zhì)的油漆。天線甚至采用烤漆、掛漆噴塑、噴膠等特殊工藝，使產(chǎn)品不退色，不脫落，經(jīng)久耐用，其平均壽命可以達(dá)到10年之久。

二、安裝使用

天線應(yīng)安裝放置在避風(fēng)的墻角或墻根，不可將其放置在風(fēng)口位置。放置前在地盤(pán)下對(duì)角墊上四塊方磚，防止被雨水浸泡而腐爛，在地盤(pán)圈上放兩塊木板或鐵板，調(diào)好信號(hào)后在上面放上石頭等重物，穩(wěn)固方位。如半年后信號(hào)逐漸變差，一般為冬季凍害使地表上鼓或春季大地解凍地面下陷，導(dǎo)致了天線仰角發(fā)生了些許變化，此時(shí)只需略調(diào)天線仰角即可解決。對(duì)于使用一段時(shí)間、局部油漆脫落的天線，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漆，但不宜使用自噴漆。

衛(wèi)星電視系統(tǒng)的組成

衛(wèi)星電視系統(tǒng)，指的是參與衛(wèi)星廣播鏈路運(yùn)行的各種設(shè)備的整體系統(tǒng)。為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，它須由節(jié)目播控中心、上行地球站、廣播衛(wèi)星、衛(wèi)星電視接收站和遙測(cè)遙控跟蹤站五部分組成。

節(jié)目播空中心將制作、剪輯好的廣播電視節(jié)目，利用傳輸系統(tǒng)將節(jié)目送往上行地球站。上行站把信號(hào)加以基帶處理，再經(jīng)調(diào)制、上變頻和高功率放大，然后由天線向衛(wèi)星發(fā)送上行信號(hào)。同時(shí)也接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號(hào)，以監(jiān)視節(jié)目傳輸質(zhì)量。衛(wèi)星是衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的核心，其星載轉(zhuǎn)播天線和轉(zhuǎn)發(fā)器的主要任務(wù)是：接收上行信號(hào)，并經(jīng)低噪聲放大、下變頻與功率放大后，再轉(zhuǎn)發(fā)到接收服務(wù)區(qū)。接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號(hào)有個(gè)體接收、集體接收、無(wú)線收轉(zhuǎn)、有線電纜網(wǎng)收轉(zhuǎn)。

遙測(cè)遙控跟蹤站主要任務(wù)是：與廣播衛(wèi)星的遙測(cè)遙控跟蹤系統(tǒng)相結(jié)合，測(cè)量衛(wèi)星的各種工作參數(shù)，測(cè)控衛(wèi)星的軌位和姿態(tài)，對(duì)衛(wèi)星實(shí)施各種功能和狀態(tài)的切換。

一套完整的衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)包括天饋系統(tǒng)和數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī), 天饋系統(tǒng)由接收天線和低躁聲下變頻器(高頻頭)組成,所以一個(gè)完整的衛(wèi)視套站由如下器材組成:

1). 數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)或卡機(jī) 1臺(tái)

2). 衛(wèi)星接收天線 1 面 3). 高頻頭 1 只

4). 同軸電纜 若干米

5). 公制 F 頭 2 只

以上提到由于在陽(yáng)臺(tái)、室內(nèi)接收衛(wèi)星電視的條件相當(dāng)苛刻, 如果接收到的信號(hào)低于接收機(jī)的門(mén)限, 接收機(jī)根本就不能無(wú)法工作, 故要求你配置的衛(wèi)視接收系統(tǒng)其性能要達(dá)到化, 系統(tǒng)的增益要達(dá)到, 一個(gè)系統(tǒng)的增益等于系統(tǒng)中各個(gè)模塊環(huán)節(jié)增益的乘積, 所以配置好一個(gè)系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵所在是要選配好系統(tǒng)中的模塊, 以下將詳細(xì)介紹系統(tǒng)中各個(gè)模塊的選擇的方法:

A). 衛(wèi)星接收天線: 選擇衛(wèi)星接收天線主要應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面考慮: 天線的精度、天線的材質(zhì)、穩(wěn)固性、易安裝性、美觀性還有價(jià)格. 由于在陽(yáng)臺(tái)、室內(nèi)安裝天線, 故天線的精度和美觀性顯得較為重要, 臺(tái)灣的帝霸天線和日本的DX天線均能滿足上述要求, 這些天線不僅精度高、材質(zhì)好, 而且美觀大方, 儼然似家中的裝飾物. 如果實(shí)在買不到上述牌子的天線, 也可以選擇大眾化的中衛(wèi)天線.

B). 高頻頭: Ku高頻頭有兩個(gè)重要的指標(biāo): 增益和噪聲系數(shù), 增益越大越好, 噪聲系數(shù)是越小越好, 目前臺(tái)灣的臺(tái)揚(yáng)和ASK高頻頭都是很好的發(fā)燒級(jí)高頻頭, 這些牌子的高頻頭品質(zhì).

C). 衛(wèi)星接收機(jī): 現(xiàn)在的普通的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī), 其功能都大同小異差不了多少, 如果是購(gòu)買普通數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)只要注意選購(gòu)一臺(tái)超低門(mén)限的接收機(jī)即可. 卡機(jī)在功能及性能上就有較大的差異, 到目前為止, 還沒(méi)有一臺(tái)卡機(jī)在功能和性能方面達(dá)到或超過(guò)百勝機(jī), 故選擇卡機(jī)必百勝機(jī)..

五、制作天線支架 0.6m和0.75m偏饋天線所配帶的”S”形支架只適宜在露天場(chǎng)所安裝, 無(wú)法在陽(yáng)臺(tái)安裝, 如欲在陽(yáng)臺(tái)上安裝天線則必須先制作天線支架, 制作天線支架的材料如下: 如果是0.45m 以下的偏饋天線, 可以采用直徑D=26mm的白鐵管, 如果是0.45 m以上0.75m以下的偏饋天線, 則采用直徑D=32mm的白鐵管, 如是0.8m～0.9m的偏饋天線, 則用直徑D=60mm的白鐵管, 如果是0.45m 以下的偏饋天線, 其支撐桿下面可以不用燒焊法蘭, 而直接制作一個(gè)工字型的支撐底座就可以了, 如是其他口徑的天線, 其支撐桿底部必須燒焊固定法蘭, 固定法蘭的厚度為t=20mm, 如果是0.45 m以上0.75m以下的偏饋天線, 其法蘭直徑d=200mm, 如是0.8m～0.9m的偏饋天線, 則選用的法蘭直徑為: d=250mm.

根據(jù)以上所述, 制作天線支架的材料列表如下: 序號(hào) 天線規(guī)格支撐桿(材料) 固定法蘭(材料) 1 0.45m 以下 D=26mm 白鐵管 無(wú) 2 0.45～0.75m D=32mm白鐵管厚度為t=20mm; 直徑d=200mm 生鐵 3 0.8m～0.9m D=60mm 白鐵管 厚度為t=20mm 直徑d=250mm 生鐵 4 1m～1.2m D=85mm 白鐵管 厚度為t=25mm 直徑d=350mm 生鐵 根據(jù)所選天線口徑將制作天線支架的材料確定下來(lái)之后, 那么應(yīng)當(dāng)如何來(lái)確定天線支架的高度呢? 如果你房子的陽(yáng)臺(tái)朝向已經(jīng)滿足了要求, 那么在接收的方位角方向上應(yīng)該不會(huì)有問(wèn)題, 現(xiàn)在問(wèn)題的關(guān)鍵所在是接收的仰角, 正是這個(gè)仰角決定了天線支架的高度, 因?yàn)樘炀€支架高度必須滿足接收的仰角要求, 天線支架高度過(guò)低, 衛(wèi)星下行信號(hào)會(huì)被陽(yáng)臺(tái)的矮墻擋住, 使天線的受波面積減少, 如果天線支架過(guò)高, 信號(hào)又會(huì)被陽(yáng)臺(tái)頂部的天花板擋住, 一樣會(huì)使天線的受波面積. 所以現(xiàn)在的關(guān)鍵問(wèn)題是如何調(diào)整天線支架的高度, 以保證在陽(yáng)臺(tái)的開(kāi)口空間中使接收天線能達(dá)到的受波面積? 這是一道求值的數(shù)學(xué)題, 欲求解這道題, 我們必須先建立數(shù)學(xué)模型, 然后根據(jù)它們之間的函數(shù)關(guān)系, 求出天線受波面積的值. 偏饋天線于單位時(shí)間內(nèi)在高頻頭處匯集的能量等于接收功率PR 乘于偏饋天線的面積S, 根據(jù)這種關(guān)系, 可以得出以它們的數(shù)學(xué)模型如下: W=PR S*KS =EIRP*GR*KS*S 以上表達(dá)式子中各個(gè)字母的含義如下: EIRP: 衛(wèi)星下行信號(hào)的全向等效輻射功率 GR: 接收天線增益 KS: 各種衰減的累加和系數(shù) S: 接收天線的面積 由以上式子中可以看出, EIRP; GR; KS 這些量均為常量, 雖然接收天線由其口徑之大小決定其面積S也是常量, 但是其受波面積卻會(huì)隨著安裝天線的高度而變化, 這樣接收天線的受波面積SR與天線安裝高度H之間就存在一種函數(shù)關(guān)系: SR=K(H)*S=f(H). 在繪出它們之間的三角幾何圖之后, 我們發(fā)現(xiàn)欲要準(zhǔn)確地描述接收天線與安裝高度之間的關(guān)系, 必須用一個(gè)分段函數(shù)來(lái)表示, 該函數(shù)根據(jù)H值分為三段: 1. H HUP SR=S-接收天線上部被擋住面積SZ=K(H)*S=f(H) 經(jīng)過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn), 當(dāng)HHUP 要準(zhǔn)確地用天線安裝高度H來(lái)描述天線的受波面積SR 有一定的難度, 需要把被擋住部分不規(guī)則的截面用積分方法換算出來(lái), 況且這些部分不是我們所感興趣和所求的, 我們當(dāng)然不希望天線被擋住而耗去了部分的受波面積, 所以我們現(xiàn)在關(guān)心和感興趣的只是安裝天線的上下高度的臨界值, 因?yàn)樵谏舷赂叨确秶畠?nèi), 不論你怎樣調(diào)整天線的高度, 接收天線的受波面積SR 始終等于天線的截面積 S. 那么在理論上應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算這兩個(gè)臨界值HDN和HUP 呢? 在計(jì)算之前, 我們必須先收集一些原始數(shù)據(jù), 經(jīng)整理收集的原始數(shù)據(jù)如下: 陽(yáng)臺(tái) (單位:mm) 長(zhǎng)度L 寬度M1 高度H2 矮墻高度H1 矮墻寬度M2 3200 1500 2700 1150 20 中衛(wèi)0.75m偏饋天線 ((單位:mm) 橫向長(zhǎng)度L1 縱向長(zhǎng)度L2 支點(diǎn)至天線下邊緣高度H3 75 81 35 支點(diǎn)至緣高度H4 天線上邊支點(diǎn)至高頻頭寬度M3 46 75 根據(jù)它們之間的幾何關(guān)系和上述表格中的數(shù)據(jù), 可以推導(dǎo)出安裝天線的上下高度的臨界值HDN和HUP的計(jì)算公式如下: A.正裝天線時(shí): Hdn=35/cos(θ-21)+H1-((35sin(θ-21)+75)*sin(θ-21)-20)*tg(θ-21)