衛(wèi)星接收天線的安裝調(diào)試與抗干擾措施

張學(xué)兵

【摘 要】我國(guó)幅員遼闊，地域復(fù)雜，衛(wèi)星傳輸是我國(guó)目前解決廣播電視信號(hào)覆蓋最經(jīng)濟(jì)有效的手段，本文從選址、組裝等方面詳細(xì)介紹了衛(wèi)星接收天線的安裝方法以及在沒(méi)有專業(yè)尋星儀器條件下的調(diào)試方法；并全面分析了衛(wèi)星信號(hào)接收中的干擾源的種類和形成的原因，以便于用戶在工作中可以根據(jù)實(shí)際情況采取措施來(lái)避免干擾對(duì)衛(wèi)星接收信號(hào)產(chǎn)生影響。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星接收天線 安裝 調(diào)試 干擾

衛(wèi)星接收的關(guān)鍵在于衛(wèi)星接收天線的定位、安裝和調(diào)。對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，復(fù)雜的方位角、仰角、磁偏角等專業(yè)數(shù)據(jù)的計(jì)算公式更是猶如天書，甚至大部分廣播行業(yè)內(nèi)用戶通常都沒(méi)有仰角儀、電子羅盤、高度計(jì)、尋星儀等專用調(diào)星工具，讓人感覺(jué)天線的安裝調(diào)試無(wú)比困難。

1天線的安裝方法

1.1天線的選址

天線架設(shè)地址的選擇非常重要，特別應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

第一：衛(wèi)星天線在架設(shè)前應(yīng)先根據(jù)衛(wèi)星的經(jīng)度和架設(shè)地的經(jīng)緯度來(lái)確定天線大致的仰角和方位角，并確定天線的指向上沒(méi)有樹木、房屋、鐵塔、高壓線等障礙物，特別是要盡量避開微波中繼線路以及雷達(dá)航線等強(qiáng)場(chǎng)干擾。

第二：風(fēng)載過(guò)大往往會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星天線變形，從而影響節(jié)目信號(hào)的接收效果，因此衛(wèi)星天線架設(shè)的位置要盡量避開風(fēng)口。

第三：衛(wèi)星天線的高頻頭（LBN）與室內(nèi)接收機(jī)之間的中頻電纜要盡量縮短，以減少傳輸損耗，最長(zhǎng)不能超過(guò)50米。

第四：在雷雨高發(fā)地區(qū)，為避免衛(wèi)星天線遭受雷擊給用戶帶來(lái)不必要的損失，最好安裝避雷針。

1.2基座的制作

根據(jù)用戶選址的實(shí)際位置以及天線的尺寸，并參照天線附帶的裝配圖紙，最終確定基座的種類，一般大尺寸的天線的基座都由水泥鋼筋澆筑而成。

1.3天線的組裝和架設(shè)

根據(jù)清單把天線各零部件清點(diǎn)清楚后，按照說(shuō)明書及裝配圖紙把天線拼裝完整。饋源的主要作用是把匯聚到焦點(diǎn)的信號(hào)能量全部收集起來(lái)，饋源安裝不合理將會(huì)對(duì)天線的增益產(chǎn)生很大的影響。對(duì)于前饋天線來(lái)說(shuō)，應(yīng)將饋源的相位中心與拋物面天線的焦點(diǎn)重合；對(duì)于后饋天線來(lái)說(shuō)，則應(yīng)將饋源固定在主反射面得頂部椎體的安裝位置上，并調(diào)整好副反射面的距離，使其能聚焦于饋源相位中心上。后饋天線的極化器安裝在饋源之后，在接收線極化波時(shí)（垂直極化和水平極化），應(yīng)使饋源輸出口的矩形波導(dǎo)窄邊與極化方向平行；而在接收?qǐng)A極化波時(shí)（左旋極化和右旋極化），應(yīng)使矩形波導(dǎo)口的兩個(gè)窄邊垂直線與移相器內(nèi)的螺釘或介質(zhì)片所在平面相交成45度角的位置。

2天線的調(diào)試

將天線安裝完畢后，就要做好天線調(diào)試前的準(zhǔn)備工作了，首先應(yīng)準(zhǔn)備好相關(guān)器材，如小電視、衛(wèi)星接收機(jī)、指南針、同軸電纜、高頻頭等，將所有設(shè)備安裝連接完畢后，把事先所需衛(wèi)星數(shù)據(jù)如節(jié)目下行頻率、符號(hào)率、極化方式等輸入到衛(wèi)星接收機(jī)中，準(zhǔn)備對(duì)天線進(jìn)行調(diào)整。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或其他途徑，可以很容易獲得所接受衛(wèi)星軌道和接收地的經(jīng)緯度以及衛(wèi)星接收天線的仰角和方位角的數(shù)值。如果衛(wèi)星軌道的經(jīng)度與接收地的經(jīng)度相等，天線的方位角就應(yīng)該指向正南方；同理，如大于接收地的經(jīng)度，就指向東南方；如小于接收地的經(jīng)度，就指向西南方。因?yàn)槲覈?guó)處于地球的北半球天線是沒(méi)有可能指向北邊的，所以調(diào)整天線應(yīng)該以正東和正西方向?yàn)闃O限。

極化方式的選擇和調(diào)整。極化方式的選擇依照衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)電波的極化特性而定。在接收?qǐng)A極化波時(shí)，并不要求矩形波導(dǎo)寬邊平行于地面，只要矩形波導(dǎo)與極化器配合就行了。接收線極化時(shí)，不需要極化器，可將它取下，若不取下可將介質(zhì)片置于矩形波導(dǎo)寬邊平行的位置，這是介質(zhì)片與電波極化方向垂直，引入的損耗比介質(zhì)片平行于極化電波方向時(shí)要小。特別要注意的是因?yàn)樾l(wèi)星上發(fā)射的線極化波受衛(wèi)星姿態(tài)及接收天線地理位置影響存在極化偏轉(zhuǎn)角，在接收線極化波時(shí)，矩形波導(dǎo)寬邊一般并不是垂直或平行于平面，而是與水平面有一定的夾角。

衛(wèi)星接收天線的細(xì)調(diào)。常用的衛(wèi)星接收天線一般都帶有安裝調(diào)試（調(diào)星）模式，其界面會(huì)顯示兩條指示條，其中一條為信號(hào)強(qiáng)度指示，表示接收機(jī)與饋源鏈路的連接狀態(tài)，與接收信號(hào)無(wú)關(guān)；另外一條為信號(hào)質(zhì)量指示條，用來(lái)表示接收到來(lái)自衛(wèi)星信號(hào)的狀態(tài)，作為天線調(diào)試的主要參考依據(jù)。

當(dāng)饋源與衛(wèi)星接收機(jī)連接好后，打開接收機(jī)的安裝調(diào)試模式，將天線的仰角從最小慢慢向上揚(yáng)起，注意觀察接收機(jī)信號(hào)電平強(qiáng)度，當(dāng)出現(xiàn)電平值變大時(shí)，應(yīng)慢慢調(diào)整天線，將其鎖定在電平強(qiáng)度最大值的位置上，再慢慢調(diào)整方位角，正常情況下都會(huì)出現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量增大的現(xiàn)象并會(huì)出現(xiàn)圖像，進(jìn)而接收機(jī)會(huì)鎖定信號(hào)。一些數(shù)字接收機(jī)在天線沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)也會(huì)出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度指示，在調(diào)整仰角時(shí)應(yīng)注意觀察信號(hào)強(qiáng)度指示增大的趨勢(shì)或是否出現(xiàn)圖像，如沒(méi)有變化應(yīng)將天線向東或向西進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后再重新搜索，直至鎖定信號(hào)為止。如果重復(fù)搜索都沒(méi)有鎖定信號(hào)，應(yīng)將極化角旋轉(zhuǎn)90度后在進(jìn)行搜索，無(wú)論對(duì)于C波段還是Ku波段、數(shù)字信號(hào)還是模擬信號(hào)都是有效的。最后慢慢旋轉(zhuǎn)饋源，使信號(hào)的質(zhì)量達(dá)到最大值，完成最后的極化匹配。

3常見的干擾源及抗干擾措施

3.1自然干擾

自然干擾都是由天文現(xiàn)象造成的，我們只能采取一些措施將干擾減小到最小，而無(wú)法完全避免。其來(lái)源主要有以下幾種：

雨致衰減：由于降雨對(duì)電波產(chǎn)生的衰減，稱之為雨致衰減，簡(jiǎn)稱為雨衰。這是由于雨滴會(huì)對(duì)穿過(guò)降雨區(qū)域的電波產(chǎn)生吸收和散射，從而進(jìn)一步造成衰減。雨衰造成的影響與雨滴的半徑和信號(hào)波長(zhǎng)的比值有著很大的關(guān)系。根據(jù)相關(guān)測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，雨滴的半徑約在0.025cm----0.3cm之間，而Ku波段的電波長(zhǎng)度在2.5cm左右，C波段的電波長(zhǎng)度在7.5cm左右，故而雨率對(duì)Ku波段的影響比較大，對(duì)C波段的影響較小，產(chǎn)生的衰減一般不會(huì)超過(guò)0.5dB。

日凌：日凌期出現(xiàn)在每年春分和秋分前后，這是由于在此期間的每天中午，衛(wèi)星將處于太陽(yáng)和地球間的直線上，衛(wèi)星接收天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也對(duì)準(zhǔn)了太陽(yáng)，對(duì)于衛(wèi)星接收天線來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)本身是個(gè)強(qiáng)大的無(wú)線電干擾源，它產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁波直接投射在衛(wèi)星接收天線上，不論是模擬衛(wèi)星廣播還是數(shù)字衛(wèi)星廣播，都會(huì)造成衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量嚴(yán)重下降甚至中斷，這就是衛(wèi)星通訊的日凌現(xiàn)象。日凌只會(huì)對(duì)廣播衛(wèi)星的下線鏈路造成影響，接收點(diǎn)的地理位置不同其發(fā)生的時(shí)間也會(huì)不同。一般來(lái)說(shuō)，春分時(shí)緯度越高的地區(qū)日凌開始結(jié)束的時(shí)間越早，秋分時(shí)則相反；接收頻率越高或天線口徑越大，則日凌持續(xù)時(shí)間短。

電離層閃爍：電離層的結(jié)構(gòu)是呈不均勻狀態(tài)分布的，因此，當(dāng)電波穿越電離層之后，會(huì)造成信號(hào)的振幅、相位和極化狀態(tài)發(fā)生較短周期的不規(guī)則變化，這種電波快速衰落的現(xiàn)象就叫電離層閃爍現(xiàn)象。發(fā)生電離層閃爍較為嚴(yán)重時(shí)段是秋分前后，會(huì)持續(xù)半小時(shí)到數(shù)小時(shí)，發(fā)生的時(shí)間通常在日落后到深夜。電離層閃爍與緯度、季節(jié)、時(shí)間和太陽(yáng)活動(dòng)的情況等因素有關(guān)。

衛(wèi)星蝕：衛(wèi)星蝕與月食較為類似，當(dāng)衛(wèi)星將進(jìn)入地球的陰影區(qū)域后，衛(wèi)星無(wú)法接受太陽(yáng)光的照射，衛(wèi)星上使用的能源是太陽(yáng)能電池板，而在此期間，太陽(yáng)能電池不能提供電能，衛(wèi)星只能依靠蓄電池等備用電源供電，這一階段就被叫做“星蝕期”。在前些年衛(wèi)星蝕對(duì)衛(wèi)星廣播的影響極為嚴(yán)重，甚至?xí)斐尚l(wèi)星通信中斷，現(xiàn)在，隨著衛(wèi)星供電系統(tǒng)的改進(jìn)和電池技術(shù)的發(fā)展，備用電源足以維持“星蝕期”衛(wèi)星正常工作，雖然在每年的春季和秋季，在每天的特定時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星蝕本身依然存在，但是一般不會(huì)對(duì)通訊造成影響。

以上幾種因天文自然現(xiàn)象造成的干擾是無(wú)法避免的，只能采取C波段和Ku波段天線互為備份的模式把干擾的影響降至最低。

3.2地面電磁干擾

微波干擾是地面電磁干擾的主要來(lái)源。同時(shí)也是衛(wèi)星接收的最大殺手。在地面上存在著大量的如微波、雷達(dá)、廣播工業(yè)電噪聲等電磁信號(hào)，這些干擾最常出現(xiàn)在C波段，通?？煞譃槎l干擾和雷達(dá)全頻干擾。

定頻干擾：當(dāng)衛(wèi)星接收天線架設(shè)好后，如果并未對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，卻可以從頻譜分析儀中發(fā)現(xiàn)許多不屬于衛(wèi)星傳送的頻率信號(hào)，這些信號(hào)的頻率是特定的，并不隨著天線方位角和仰角的變化而變化，一般將這種情況稱之為定頻干擾。當(dāng)要接收的衛(wèi)星信號(hào)下行頻率與所測(cè)干擾信號(hào)為同一頻率時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)頻率內(nèi)的衛(wèi)星節(jié)目將無(wú)法接收。這些干擾源通常來(lái)自電信局微波發(fā)射或中繼站、軍隊(duì)通訊設(shè)備或電視臺(tái)的微波信號(hào)。

雷達(dá)全頻干擾：如果在衛(wèi)星調(diào)試期間出現(xiàn)了整個(gè)衛(wèi)星頻段都被不明信號(hào)干擾時(shí)，就可能是出現(xiàn)了雷達(dá)全頻干擾的情況。這些干擾源通常來(lái)自軍用雷達(dá)或民用機(jī)場(chǎng)雷達(dá)。

地面電磁干擾源都屬于人為因素造成的，可采取一些如架設(shè)防干擾網(wǎng)、降低天線高度、尋找較高大的建筑物作為屏蔽等方式來(lái)避免。

4衛(wèi)星接收天線的日常維護(hù)

衛(wèi)星接收天線在使用的過(guò)程中，長(zhǎng)年暴露在戶外經(jīng)受風(fēng)吹日曬以及濃霧、酸雨的侵蝕，所以需要進(jìn)行定期保養(yǎng)和維護(hù)，當(dāng)天線外表面的油漆涂層出現(xiàn)破損時(shí)要及時(shí)進(jìn)行噴涂和修補(bǔ)，一般兩到三年就要按照防腐工藝標(biāo)準(zhǔn)對(duì)天線整體噴漆一次。對(duì)絲杠、軸承以及傳動(dòng)系統(tǒng)的活動(dòng)指點(diǎn)等部位以及裝配螺絲都要定期涂注潤(rùn)滑油并進(jìn)行防腐處理。無(wú)論天線的仰角、方位角還是中頻電纜接頭都要定期進(jìn)行檢查，根據(jù)天線的場(chǎng)強(qiáng)和信號(hào)質(zhì)量等情況，定期對(duì)天線進(jìn)行微調(diào)，消除衛(wèi)星漂移造成的影響，以使其始終處于最佳接收狀態(tài)。