调卫星地面站需要知道的几个概念

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1、调卫星地面站需要知道的几个概念调卫星地面站需要知道的几个概念所以首先得搞清楚几个基本概念，而收星历程也就伴随其中，概念搞清了，信 号也就最终收到了！1、方位角：、方位角：通常我们通过计算软件或在资料中得到的结果应该是以正南方向为标准，将卫 星天线的指向偏东或偏西调整一个角度，该角度即是所谓的方位角。至于到底是偏东还是 偏西，取决于接收地与欲接收卫星之间的经度关系，以我们所在的北半球为例，若接收地 经度大于欲接收卫星经度，则方位角应向南偏西转过某个角度；反之，则应向东转过某个 角度。正南方向用指南针来测定，但是由于地理南极和地磁场南极并非完全重合，所以选 好方位角之后还得做一些修正才有可能接收到

2、最强的卫星信号。2、仰角：、仰角：是天线轴线与水平面之间的夹角。正馈天线的轴线很明确，是高频头所在位置与 天线中心的连线；偏馈天线的轴线就没那么明确了，我仔细观察了偏馈天线的结构和形状， 得出结论：轴线应该与支撑 KU 头的 L 型杆基本平行。后来我照此结论去调节偏馈天线的 仰角，结果调了两天也收不到 76.5 的亚太 2R。一直调到怀疑高频头是不是坏了，都准备 再邮购一个新的高频头了，但是在那天下午，我突发奇想，想利用太阳光来检查一下偏馈 天线的焦点位置，于是将 L 型杆对准太阳（调节天线位置，使得 L 型杆的在地面上的影子 汇聚成一点） ，结果发现被天线反射的太阳光并没有会聚于高频头所在位

3、置，而是在其上方 一点的位置（用手在该位置可以接受到会聚的太阳光线，也可以据此来判定天线的聚焦性 能） ，然后将天线仰角减小，使得光线会聚点正好在高频头所在位置，测量刚才两个不同位 置下 L 型杆与水平面之间的夹角相差有十度左右。至此方才恍然大悟原先为什么找不到那 该死的亚太 2R 了：我所在地接收该星的仰角应为 30 度，那么 L 型杆与水平面之间的夹角 应该调成 20 度左右（我是这样调节的：在 L 型杆上拴一根下挂重物的细绳，用量角器测 量该线与 L 型杆之间的夹角 ，则 L 型杆与水平面之间的夹角必为 90-，即只要调节 ，使之等于 70 度就可以了） ，而我将 L 型杆与水平面之间的

4、夹角调成 30 度，然后作正 负 5 度左右的调整，当然就找不到星星了！将该角度修正之后，在计算好的方位角附近适 当调整，表明信号质量的红条子马上就窜了出来！那时候的感觉怎一个“爽”字了得！3、极化角：、极化角：由于卫星经度与接收地经度一般并不相同，所以卫星发出的水平或垂直极化波 到达接收地后极化方向会发生变化，所变化的角度即是所谓的极化角。举例讲，欲接收东 经 76.5 度亚太 2R 某转发器的水平极化信号，在苏州的极化角约为 45 度，原本高频头上的 零刻度应与高频头夹子上的零刻度重合，此时就应将高频头逆时针转过 45 度（面向锅） ， 此时高频头信号引出线呈水平向右的状态。若接收卫星经度

5、大于接收地经度，则旋转方向 变成顺时针！极化角应该事先调节好，待收到卫星信号之后，再稍作调整，使接收到的信 号质量最好为止。先预置好仰角再调整方位角先预置好仰角再调整方位角 根据接收点经纬度计算或查表求出接收点天线指向（仰角、方位角）数据，先用倾角仪预 置好仰角，再在预定方位角附近微调仰角、方位角使接收到的信号最佳。极化角调整极化角调整 天线指向调整前，高频头馈源波导口极化角 P 预置方向应大致正确，待收到信号后再进行细调，一般只需根据经度差（经度差=卫星所在经度-接收点经度）正负，即可大致判断极 化角正负，经度差为正时极化角也为正，经度差为负时极化角也为负，经度差绝对值越大 极化角也越大。水

6、平、垂直极化角正负定义如下图所示。 当接收水平极化信号时，馈源波导口窄边应平行于地面，根据经度差正负及其绝对值大小 预置极化角 P，待收到信号后再进行微调。当接收垂直极化信号时馈源波导口宽边应平行 于地面，根据经度差正负及其绝对值大小预置极化角 P。Ku 波段通常采用馈源一体化高频 头，为便于区别有的馈源一体化高频头在其端面有“Up”标志（英文“向上” ） ，标有“Up”端面向上即为“水平极化” ，旋转 90即为“垂直极化” 。LNB 频率准确度和稳定度频率准确度和稳定度 数字卫星电视接收时应用数码专用高频头（有的在高频头铭牌上注明“Digital” ） ，由于不 可避免的频偏和漂移，为使接收

7、机工作在最佳状态应对高频头输出中频频率进行微调。先 让它接收卫星上的模拟信号，并降低或升高频率（1?）MHz 使噪声点最小、图像最佳，再 转回进行数字台接收。避免使用劣质高频头，这是数字卫星接收质量的保证。借助寻星仪或卫星信号测试仪进行调整借助寻星仪或卫星信号测试仪进行调整 若欲接收的卫星转发器没有模拟信号，天线指向调整难度加大，除了资深 TVRO 发烧友一 般要借助寻星仪或卫星信号测试仪进行调整。影响接收质量的主要因素：影响接收质量的主要因素：影响接收质量的因素很多、情况也教复杂，一般应该根据实际情况采用针对性的有效措施 来改善接收质量，以下提出几个主要因数供参考: 卫星信号的强弱，卫星下行

8、信号是否有阻挡而影响接收抛物面天线的接收。 有否干扰源，如果有干扰则必须首先排除卫星信号的干扰。 接收天线增益大小直接影响到接收的质量，因此必须调整好接收天线的方位角，调整好 天线的馈源，使其处于最佳的接收抛物面的聚焦位置，并调好天线馈源的极化角，使其与 卫星下行信号的极化方向相匹配。 要选用噪声温度低、本振相位噪声小的、动态增益高的高频头。车载车载 KU 波段卫星通信系统两个关键问题的理论分析与解决办法波段卫星通信系统两个关键问题的理论分析与解决办法 【摘要摘要】：本文通过对车载 KU 波段卫星地面站在实际使用中面临的快速对星和确定载波 发射功率这两个最基本又是最关键问题的分析，分别提出了“

9、校正星法”寻星和用 EXCEL 编写链路计算软件配合频谱仪确定载波发射功率的解决办法，并给出了详细的解决方案。 对星 校正星 链路计算 频谱仪 SSOG.308 建议 卫星通信作为当今通信传输领域的三大支柱之一，以其传输距离远、覆盖范围大而在长途 通信传输、电视直播等领域发挥着重要作用。为了满足应急通信保障的需要，通信在 2005 年引进了 2 部车载 KU 波段卫星地面站。几年来，这两套系统在抗灾、应急通信演练等重 大事件中出色完成了卫星中继传输的任务，并通过平战结合业务的开展，为海内外十余家 新闻媒体进行过数字电视直播服务，创造了良好的经济和社会效益。 在对这套系统的使用中， 笔者认为，要

10、满足应急通信系统业务展开速度快、业务临时这两 大特点必须解决两个重要的技术问题： 如何快速找到、找准卫星；如何快速找到、找准卫星；找到卫星后如何确定本站的发射功率，使之即能满足卫星中继传输的需要，又能保证不找到卫星后如何确定本站的发射功率，使之即能满足卫星中继传输的需要，又能保证不 对卫星转发器上的现有业务造成干扰对卫星转发器上的现有业务造成干扰;以下，笔者将通过对系统的原理分析，提出对这两个 关键问题的解决方案。 一、一、 如何使车载如何使车载 KU 波段卫星地面站快速找准卫星波段卫星地面站快速找准卫星 在车载 KU 波段卫星地面站的使用中，如何通过天线控制系统找准卫星是第一位的问题， 离开

11、这个基本点，其他一切问题也就无从谈起了。现代卫星通信地面站所采取的天线控制 系统大多采用通过判断卫星信标的方法，驱动天线对准卫星。福建机动通信局的车载 KU 波段卫星地面站采用天控系统也是基于这样一工作原理： 1、 将天线收起的位置定义为“初始零位” ，此时天线伺服系统的数字角位转换器由于其感 应装置与天线俯仰、方位等驱动轴直接相连。因而有一个对应于“初始零位”时方位轴和 俯仰轴位置的俯仰角、方位角数值；这些数值是在天线装置出厂时固化在系统中的，它是 天线能够收起的最重要标记； 2、 天线控制单元（ACU）通过 GPS、电子罗盘等辅助设备得到车辆现在位置的经纬度， 车头指向角度值和天线方位角度

12、值、俯仰角度值； 其中的初始方位角度值（AZ0） 、初始俯仰角度值（EL0）与“初始零位”时的数字角位转 换器的方位、俯仰读数对应起来； 3、 通过在 ACU 单元中输入欲寻找卫星的经度参数，ACU 计算出天线应达到的方位角 （AZ1） 、俯仰角（EL1） ，并且计算出与初始角度值的相对差 AZ、EL，并将这一差值 告知天线驱动单元（ADU） ； 4、 ADU 单元按照变化 1.1?，数字角位传感器驱动天线轴变化 100 个单位的换算关系（这 一关系仅针对本系统）驱动步进电机引导方位轴、俯仰轴转动相应的刻度后到达 ACU 计 算出的方位角、俯仰角位置； 5、 信标接收机按照事先设定的信标频率对

13、信标信号进行判断、锁定； 6、 设定 ACU 单元为“峰值搜索“状态，ACU 根据信标接收机反馈的信标信号强弱控制 ADU 单元驱动天线对准卫星； 可见，这一天线对星系统的基本工作原理就是通过计算目的方位角、俯仰角与初始值的相 对变化，从而得到天线方位轴、俯仰轴变化的数值，进而通过数字角位传感器驱动相应轴 的转动引导天线到达指定位置对星。 据此，我们可以将其中的几个重要参数进行分类： 出厂设定好的机械参数：“初始零位”时与方位驱动轴、俯仰驱动轴相连的数字角位变 换器读数，每变化 1?数字角位传感器驱动天线轴转动的数值等； 理论计算出的参数：卫星经度值，天线对星的方位角、俯仰角； 外界输入的参数

14、：初始 AZ，初始 EL，信标频率； 对于前面两类的参数，属于设备精度和理论计算的问题，因而本文不对其进行讨论，而 对于外界输入的参数，则由于各种的干扰，在当前环境下很难甚至无法确定，详见下表： 通过上面的分析，我们不难得出这样一个结论：正是由于初始方位角、俯仰角与真实值的 偏差引起了整个系统无法准确对星。通过试验可以验证，天线对星实际值与理论值的偏差 与初始 AZ、初始 EL 的偏差完全相同。二者中又以方位角的偏差为主要偏差，可见如何解 决初始 AZ 与真实值的偏差是保证系统正常运转即实现快速对星的关键。思考一：既然受到电磁环境的影响，不可能得到准确的初始思考一：既然受到电磁环境的影响，不可

15、能得到准确的初始 AZ 值，能否采取逆向思维的值，能否采取逆向思维的 方位通过寻找方位通过寻找“校正星校正星”的方法达到对初始的方法达到对初始 AZ 值、初始值、初始 EL 值的校正；值的校正； 思考二：采用哪一颗卫星做思考二：采用哪一颗卫星做“校正星校正星”比较适合；比较适合；解决思路一：通过前文对系统原理的分析我们了解到：如果我们能在天线对准校正星后， 将实际对星的方位角、俯仰角读数改为系统理论计算出的方位角、俯仰角数值，也能达到 使数字角位传感器数值与理论计算出的真实角度值对应的目的，从而逆向校正了初始 AZ、初始 EL，达到与“初始零位”数字角位变换器读数对应的目的，进而保证天线寻找

16、目的卫星时可以精确定位。 解决思路二：既然信标不易识别，我们不妨运用系统配置的数字电视接收机，通过收看校 正星上的数字电视节目达到准确寻星的目的。这样对“校正星”有以下几点要求： 在某一转发器上存在较多的电视载波，有一定的频谱特点； 能够满足天线方位角变动范围； 通过收看电视节目，很容易判断是否对准校正星； 为此，经过在网上查阅相关资料，综合考虑上述几点，确定在使用西南方向卫星时（对星 方位角 180o300o）使用亚洲 2 号（100.5oE）卫星作为校准星，而在使用东南方向卫星 时（对星方位角 100o180o）采用泛美 2 号（169oE）作为校正星，下面以寻找中卫一号 卫星，利用亚洲二号卫星作校准星为例阐述操作过程。 步一步一：将系统停放在比较平坦的地面上，并调整支撑脚至车身基本水平； 步二：步二：在 ACU 单元输入初始化命令，方位角、车头指向、经纬度与外设仪表指示吻合， 即完成“初始零位”的检验； 步三：在数字电视机中设置校准星上某一电视节目参数； 步四：在 ACU 单元中输入校准星参数：100