一、衛星接收天線的調整
1、天線角度的計算和含義···
要進行衛星接收,關鍵點是衛星接收天線的定位,它包括:天線的方位角、仰角和饋源的極化角這三大參數。我們需要知道接收衛星的經度和本地接收點的經緯度就可以根據公式計算出所需角度。
我們常說接收多少度的衛星,如115.5度中星6B,這個衛星度數定義是什么?首先說明一下衛星經度的定義。
衛星天線
從地球的北極到南極的等分線稱為經線(0-180度),偏東的經線稱為東經,偏西方的經線稱為西經。按國際規定英國首都倫敦格林尼治天文臺原址的那一條經線定為0°經線從地球的東到西的等分線稱緯線(0-90度),以赤道為界(赤道的緯度為0),北半球的緯線稱北緯,南半球的緯線稱南緯。我國處于北半球的東方,約在東經75-135度,北緯18-55度之間。所有的廣播電視衛星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步軌道的不同經度上,平時我們慣稱多少度的衛星,這個度指的是地球的經線,衛星在地球上的投影稱為星下點,它是位于赤道上,經度與衛星經度相同的地方。
了解了衛星經度的定義,我們根據接收地的經緯度就很容易的推測出天線對準衛星的方向和大致角度。
我們在尋星時,如果你所在的地方(北半球)的經度大于星下點的經度,那么天線的方位角必定時正南(以正南為基準)偏西,反過來,如果你所在的位置的經度小于星下點的經度,那么天線的方位角是正南偏東。對俯仰角而言,緯度越高,天線仰角越低;緯度越低,仰角越高,如在赤道上,天線仰角就是90度(朝天),因為衛星就在你頭頂上。
具體接收角度計算,在網上有一些軟件,可以方便的計算。如:尋星精靈軟件,只需選擇地方名稱、接收的衛星,就可以將天線接受的角度用圖形來顯示,十分直觀。
2、天線調整的步驟
一般而言,我們先調整好仰角,再是方位角,最后是極化角。
仰角調整簡單的方法是用量角器加上一個垂針作成的仰角調整工具進行簡單的測量。方位角的調整首先用指南針找到正南方,天線方向正對正南方,如果計算的角度A是負值,則天線向正南偏西轉動A度,如果A是正值,則天線向正南偏東方向轉動A度。即可完成方位角的調整。
極化角的調整復雜一些。對線極化而言,如果接收水平信號,極化角的“0”度是指高頻頭的矩形接口的寬邊和地面垂直;接收垂直信號,“0”度是指高頻頭的矩形接口的寬邊和地面平行。如果極化角P>0,天線饋源順時針旋轉(站在天線的前);當P<0,逆時針旋轉。園極化一般不需要調整極化角。
二、衛星接收的常見故障分析
衛星接收站一般由天線、饋源、高頻頭(又稱低噪聲下變頻模塊)、饋線和衛星數字電視接收機 (又稱綜合解碼接收機)組成。
⑴、天線
一般情況下,在天線對準衛星后,不易出現問題。如果在天氣變化時如大風、降雪之后,同一座天線的所有接收信號的質量都變差可能是天線的指向發生了變化,需要重調。
一般天線結構體都是鋼件,維護主要是要注意定期進行緊固、除銹蝕、噴涂保護漆等。
⑵、高頻頭
由于衛星電視天線上的高頻頭在室外,受自然環境的影響較大,如隨意打開密封和接口不良等原因,就可能使高頻頭逐漸氧化、生銹甚至損壞,所以最好利用防護罩進行保護。
高頻頭的本振頻率漂移:某些低價位的高頻頭質量很難保證,存在本振頻率的熱穩定性差,受環境溫度影響時漂移嚴重的問題。在使用過程中會產生信號不穩、若現若隱,有的頻段好、有的頻段差,一些頻段甚至接收不到的現象。解決方法是對于本振頻率漂移不嚴重的高頻頭,只要將本振頻率增加或降低一個數值(C波段本振為5150M,修改為5151或5149),可能穩定收視;而對于本振頻率漂移嚴重的高頻頭.只有進行更換。
高頻頭的電源是由衛星接收機饋送來的,正常電壓為13/ 18V,但由于某些原因,可能造成電纜短路等情況或者由于電源打火產生高頻脈沖信號造成高頻頭損壞,當發現高頻頭損壞時,可用國內市場上的相同型號和具有相同參數的高頻頭進行更換,更換時注意高頻頭本振頻率要一致,同時盡量選用高增益(60 dB以上)、低噪聲溫度(25K以下)的高頻頭。
⑶、饋線
接觸不良:連接饋線或F型接頭、高頻頭、數字接收機連接端口等容易接觸不良。不管是饋線的芯線接觸不良,還是饋線的芯線與屏蔽層有輕微相碰,或者是屏蔽層似斷非斷,都會造成信號的衰減,從而導致出現收不到信號或收到信號畫面中有馬賽克的現象,解決方法是采用好的饋線和F型接頭,并注意正確連接。
每到刮風、下雨天時信號出現間斷干擾,造成這類故障的原因可能是饋源、高頻頭上的連接頭松動。對室外電線進行檢查,看是否有磨擦損壞的痕跡,判斷電纜皮中是否有雨水浸入。
分配、切換器件的損耗過大:無源功分器理論衰減值為一分二3 dB,一分四6dB,實際高出1-2dB,過多的采用分配切換裝置明顯降低信號電平,當接收的信號電平低于接收機的輸入門限(一般為-65 dBm)時,會引起接收信號的中斷。
⑷、衛星接收機
一般的衛星接收機在接收節目的時候會顯示兩個參數:質量和強度。
強度:一般情況下在連接了接收機的LNB輸入線后就能出現強度,可以用于檢測線纜是否正常、高頻頭供電是否正常。測量接收機的LNB輸入口是否有電壓(一般13/ 18V)輸出;確認接收機是否正常的供電。
質量:一般顯示的是載噪比,一般而言,接收門限是5.5-6dB,低于這個數值畫面就會出現馬賽克直至黑場。
信號質量低于門限引起接收畫面出現馬賽克甚至黑場,我們可以通過接收機的信號鎖定指示燈(LOCK)的閃爍來加以判斷。當信號衰減到接近門限時,載噪比的下降會引起信噪比的急劇劣化,此時信號誤碼率猛增,即會出現圖像停頓或馬賽克現象,聲音也時有時無,同時接收機上的信號鎖定指示燈不能穩定指示,而是隨機性地閃爍不定。這時就需要通過微調天線的接收角度或減少饋線長度等方法來盡量提高接收信號的質量,一般高于門限3dB(即信號質量在9左右),保證有3個dB的接收余量,在惡劣的天氣情況(如大雨、冰雹等)也可以正常接收。
機內芯片的溫升過高:不少接收機因工作時間長,加上通風、散熱不良,機內的芯片會有溫升過高的情況。需要將接收機置于空間較大,空氣流暢,室溫較低的環境中;條件允許一年左右要對接收機進行一次內部除塵。
三、空間鏈路對衛星接收的影響
由于衛星處在3萬6千公里遠的太空中,空間鏈路中對衛星傳輸影響常見的是日凌、雨、雪等天氣的變化。
1、日凌
當每年的春分和秋分前后,地球的赤道面(地球自轉的軌道與太陽成23.5度的傾斜角)與地球繞太陽旋轉的軌道面重合。在地球站(或衛星接收站)所處地區中午前后的一小段時間,地球站(或衛星接收站)天線、衛星和太陽處于一條直線上,這常稱為日凌。這時地球站(或衛星數字接收站)的天線在對準衛星的同時也對準了太陽。
由于太陽是個強噪聲輻射源,由于太陽的噪聲溫度超過了25000K衛星的輸出信號淹沒在強大的太陽輻射噪聲中,從而發生日凌通信中斷現象。日凌通信中斷每年發生二次,每次延續約6天,日凌中斷的發生時間與衛星的定點經度、地球站(或衛星接收站)的地理位置有關。工程技術人員可登陸相關衛星公司的網站查找日凌通信中斷的準確時間。
2、雨衰
降雨對衛星通信系統的影響表現在三個方面:1、雨滴吸收了上、下行電磁波的能量形成雨衰(C波段的電波波長在187.5px左右,與雨滴半徑相關較大,因此受降雨影響較小,一般小于2dB。KU波段內電波的波長在62.5px左右,故降雨對電波產生的影響比較明顯,最大可達20dB。)。2、降雨時雨滴的退極化作用使天線的交叉極化隔離度下降。3.雨滴吸收電磁波的能量的同時又發出噪聲,使接收天線的噪聲溫度升高。上面三點都可能會使衛星數字電視接收站的C/N(載噪比)降低。一般接收C波段信號(如江西衛視)而言,接收站余量在3 dB左右(即接收機顯示的信號質量在9左右),基本上不受降雨的影響。
3.降雪
一般情況下,化雪比降雪對衛星接收產生的影響更大。主要原因是:降雪過程中,雪花一般是比較均勻覆蓋在天線表面,而化雪的時候天線鍋面上產生凹凸不平的積雪,這時對電磁波產生了強弱不同的散射和吸收,降低了天線的增益同時也增加了天線的噪聲溫度。
因此我們在化雪前或剛剛開始化雪的時候就需要進行人工的除雪,小天線可采用用高壓水槍(洗車用的即可)沖去積雪。注意:天線除雪(冰)時,一定要把天線上的雪完全除干凈,否則可能適得其反。實例:我們在對1.5米天線除雪過程中發現,除雪前下行C/N為8dB,只清理天線上半部分的雪時下行C/N反而下降為7dB,完全干凈后,下行C/N為9dB