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卫星电视接收试验指导通信工程教研室、实验室编2004年7月、卫星电视接收系统的组成1. 卫星接收系统的差不多组成卫星电视接收系统包括：抛物面天线；馈源、低噪声放大器、变频器三者组成的一体化高频 头；馈线（包括功分器）和接收机几部分组成，如图一所示系统能够正常接收到卫星信号的条件是：系统各部分连接正确，接收机处于正确接收卫星转 发的电视节目状态，天线准确对准所接收的卫星要做到天线对准卫星，就必须使天线的方位角 和仰角处于正确位置天线的方位角和仰角能够通过下面的公式运算出来方位角 AZ = 1800 -arctg［tg（^. ~^e）］（正北为00，顺时针）sin 0仰角EL = arctg［竺土蛙土空?］（水平为00）\1一［cos（© 一@ ）cos0］2其中：%是卫星定点经度，' €』是地面站经度， 0是地面站纬度尽管方位角和仰角能够运算得出，然而要想使抛物面天线的角度达到要求值并不是容易的 事，因为大多数天线的结构中没有指示方位角和仰角的装置，即便天线上有指示方位角和仰角的 装置，由于它的基准位置一一正南正北方向和水平程度都专门难精确定位，因此无法利用机械装 置精确定位方位角和仰角，只能以正常接收到信号时的状态为准。

实际安装天线时必须反复调整 方位角和仰角，同时观看接收信号的成效，信号质量最好时说明方位角和仰角处于正确位置目前卫星多数采纳数字信号的传输方式，它和模拟信号方式在调整天线时有专门大不同， 给天线调整造成专门多苦恼接收模拟信号时，图像解调输出专门快，没有延时，只要天线对准 卫星，赶忙有图像输出当天线接近对准位置时，也会有质量差的图像在监视器上反映出来依 照这些特点，能够采取以下步骤寻星：大致确定一个接近的仰角，在估量的方位角邻近，缓慢转动天线，认真观看监视器上杂波的变化，（寻星时，监视器不要使用静噪功能因为信号专门差 时屏幕为蓝底或黑屏，无法判定是否接近了卫星方位），假如显现了欲接收的图像，再认真调到 最佳位置能够采纳平均法确定最佳位置，即 将天线左偏至图像变坏，记下该点位置；再将天 线右偏至图像变坏，记下位置；再将天线调到两点中间，即是最佳位置固定方位角，用同样的 方法调整仰角到最佳位置固定仰角，重新调方位角至最佳位置如此反复几次，天线的方位角 和仰角即可调好天线调好后，认真调整高频头的焦距和极化角，使图像达到最佳用数字接收机接收卫星电视信号时，由于数字信号解码需要两三秒钟的时刻，才能播放出正 常的图像，同时数字信号要达到一定的信噪比，即误码率要低于一定值才能正确解码。

也确实是 说，即使天线对准了卫星，必须通过两三秒才能看到图像，而且图像质量没有从坏到好的逐步变 化过程，只要有图像质量确实是专门好的，要么就一点图像都没有，即所谓峭壁效应给寻星时 的判定调整带来专门多困难，采取与模拟接收相同的在较大范畴搜索的方法专门难将天线调准， 必须在接近对准卫星的较小范畴内，每转动一个角度要停一下等待屏幕的变化，认真地耐心地调 整因此比较准确的测量定位方位角和仰角，在利用数字卫星接收机调整天线时，是专门必要的2. 天线的组装2.天线仰角的测定方法目前常用的对天线仰角的测量定位方法都存在一定局限性，使用受到限制比如在天线结构 中安装固定的仰角测量器，它会受到天线安装水平程度的阻碍，同时势必增加天线的成本有一 种称为量角器垂线法测量仰角的方法，能够不受天线安装水平程度阻碍，然而会受天线结构限制 如图二所示，可见使用这种方法时，必须在天线上找到一个和天线口面平行的平面，假如天线结 构中没有那个平面，就不能使用这种方法下面介绍一种方法，能够称之为“垂线运算法”，如图三所示在 天线的最高点悬挂一条垂线，称为高点垂线另外在天线的最低点也悬挂一条垂线，称为低点垂线测量高点垂线与低点垂线之间的距离L,它和天线的直径D,天线的仰角°存在如下关系:L = D • sin °可见仰角°增大，L长度增大。

先运算出L的长度，安照那个长度调整天线的仰角即准确又方便这种方法即不受天线安装水平程度的阻碍，也不受天线结构的限制，所用的工具仅一副卷尺，垂 线能够就地取材，一条细线系上重物即可图二，量角器垂线法示意图3. 方位角的测定方法Title图三，垂线运算法示意图TilleSiz e Num be r Rev isionB Dale : 23-Npv -2W5, — _Shee l ofFile : E :\论文们、科研论文系列论文论文10,画D图DdbBy:Size Number Revision称之为“角度投影法”，如图五所示自制一个标有角度刻度圆盘，在上面标出“ 12点”和“6用罗盘测定方位角的方法文如图四所示，将罗盘的南北极连线与抛物天线的最高点和最低点连 线对齐，即要求两条连线形成的平面与水平面及天线口面都垂直，通过罗盘指针即可读出方位角 在没有罗盘的条件下，能够利用太阳光的影子确定方位角，点”的位置，圆盘中心O点处放一根与盘面垂直的细杆，形成一个“角度投影盘”用“角度投 影盘”测量天线方位角之前，先要确定它的正常投影位置，方法是：将它的“12点”和“6点” 连线称之为“0度连线”与南北方向对齐，圆盘面水平放置，标出细杆影子在“投影角度测量盘” 上的位置A，并记下影子的长度。

测量时，将“0度连线”与抛物天线的最高点和最低点连线对 齐，方法和用罗盘是一样，调整投影盘的水平位置，使细杆影子的长度与先前记下的一样，标出 细杆影子在“角度投影盘”上的位置B，连线0A与0B的夹角确实是天线的方位角二、卫星接收天线的安装与调整1天线的差不多概念我国的卫星电视事业近10年来取得了令人瞩目的成就，并将全国电视人口覆盖率提高 到82%人们现在渐已离不开卫星电视，并深受其益，在全国城乡建立了近5万座单位站来接 收高质量的卫星电视节目，并不断在接收站的设备质量、技术指标上加大步伐由于我国地域宽 敞、地势复杂，由此能够估量今后一段时期内卫星电视接收站的建设的仍将会迅速进展卫星电视节目的接收，不管是现在使用的C波段，依旧将要启用的KU波段，接收天线的要 紧形式差不多上抛物面天线关于卫星天线的调试，它包括天线的方向(仰角和方位角)、馈源 的位置、极化取向和极化倾斜角调整等数项内容，其中最关键的一项是天线的仰角和方位角、极 化倾斜角调在工程上常用一些参量来表征天线用作发射或接收的特性，它们是方向图，主瓣电平，增益， 极化，频带宽度，驻波比，噪声温度等那个地点仅对其中几个要紧参量作简单介绍。

1).方向图4、主瓣宽度［5 ］与副瓣电平［6］天线功率辐射击是否集中，能够用主瓣宽度这一参量来表示；主瓣中辐射功率为最大值一半 时两个矢径间的夹角称为主瓣宽度主瓣宽度越小，方向图越尖锐，表示天线辐射越集中副瓣 的最大值相对主瓣最大值的比，称为副瓣电平，一样用分贝来表示，其定义为：101g副瓣最大值 功率/主瓣最大值功率，如副瓣最大值与主瓣最大值相应功率之比为0.01,则副瓣电平为-20dB假如反天线在各方向辐射击的强度用从原点动身的矢量长短来表示，则连接全部矢量端点所 形成的包络确实是天线的方向图它显示出天线的在不同方向辐射的相对大小，这种方向图称为 立体方向图矢径的方向代表辐射的方向，矢径的长短代表辐射击的强度方向图包含有许多波 瓣，其中包含最大辐射方向的波瓣称为主瓣其它依次称为第一副瓣，第二副瓣等2） .天线增益［7］G我们也可用增益来表示天线集中辐射的程度天线在某一方向的增益定义为：在相同的输入 功率下，天线在某一方向某一位置产生的电场强度的平方（E2）与无耗理想点源天线在同一方向 同一位置产生的电场强度的平方（E02）的比值，通常以G表示G=E2/E02 （同一输入功率）同样，增益也能够如此来确定：在某一方向向某一位置产生相同电场强度的条件下，无 耗理想点源天线的输入功率/比。

与天线的输入功率（Pin）的比值，即称为该天线在该点方向的 增益G=Pino/Pin （同一电场强度）通常是以天线在最大辐射方向的增益作为这一天线的增益增益通常用分贝表示即： G=101gPino/Pin天线增益的运算：G=n4nS/入2=n（n/入）2D2式中，S-天线口径面积（平方米）； 入-工作波长（米）；D-抛物面口径（即面口直径）（米）；n-天线 效率3） .天线的噪声温度⑻进入天线的噪声要紧来银河系的宇宙噪声和来自大地、大气的热噪声不同口径的天线、不 同频段、不同仰角和不同环境，天线的噪声都不相同在C波段，宇宙噪声专门小，要紧是大地 和大气的热噪声在Ku波段，这些噪声也随着频率而增加同一仰角时，天线尺寸越大波束越 窄，因此天线的噪声温度TA （K）越小，只是随着仰角加大，这种差别变小而同一天线尺寸时， 天线仰角①越大，天线的噪声温度TA （K）越低，反之①越小，TA越高这是因为仰角①越 小，信号穿过大气层厚度越大，从而气象噪声、大气噪声越强4） .电磁波的极化卬］电磁波的极化形式可分为线极化波和圆极化波，线极化波又可分为水平极化和垂直极化波， 圆极化波依照电场旋转方向不同又可分为左旋和右旋圆极化波。

我国目前卫星信号方要采纳线极 化波接收天线的极化方式只有同被接收的电磁波极化形式相一致时，才能有效地接收到信号，否 则将使接收信号质量变坏，甚至完全收不到信号，这种现象称为极化失配当馈源采纳矩形波导 时，其极化方向由波导口的方向确定波导口窄边与地平面平行为水平极化，宽边与地平面平行 为垂直极化当采纳圆波导馈源时，则应以波导中的探针方向为准值得注意的是：卫星转发器 发射的线极化波是以卫星的轴系为基准定义的，因此只有当地面站天线与卫星所处的经度一致 时，地面上波的极化方向才与卫星相同，其它地区应略有偏差因此在安装时应略微左右转动一 下馈源，使接收机的电平指示最大，以达到极化匹配5）.天线极化的调整[10]① 线极化与圆极化共存时，极化器的调整对租用的国际通信卫星发射来的是右旋圆极化波，我国卫星发射的是水平极化波从收租星 改收我国卫星时，就得转动天线馈源中移相介质片，使之与水平面垂直，并调整矩形位置，使其 波导输出口的窄边与水平面平行，这时就能够接收水平极化波② 只收线极化波时，极化器的调整当我国不再租用国际通信卫星而使用我国自己发射的卫星时，应把移相器去掉移相器是接 收圆极化的部件，当接收线极化波时，即使极化片与波导垂直（或水平），不移相也会产生缺失， 使天线噪声增加。

因此在只收线极化波时可把移相极化介质去掉，并使矩形波导窄边平行水平面， 以便使电场矢量平行于水平面的水平极化波进入波导由于星上发射下来的电波极化方式受地面站地理位置，卫星姿势等阻碍，有时可能略微偏离 水平极化，因此调整、安装时要微微左右转动一下馈源，直至接收机的电平指示最大，这时就达 到了极化匹配的目的2. 器材介绍接收系统中器材的优劣对接收信号质量的阻碍专门大，在调整卫星节目时应充分考虑器材因 素，下面对卫星节目接收系统中用到的器材逐一介绍1）.卫星地面接收天线UH卫星地面接收天线是阻碍前端信号质量的关键器材，天线应有专门高的精度，不同品牌的天 线质量差别专门大，质差或变形的天线，因为焦点差不多改变或者弥散，口径再大也无济于事 选用天线不宜盲目追求小口径或迷信大口径，只要使所接收的信号幅度达到接收机门限要求就 行，关键要重视天线锅面的精度品质①中心聚焦卫星天线中心聚焦卫星天线一样称为正焦天线，又称抛物线天线，不论深浅，其天线盘面弧度皆呈抛 物。