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谈谈圆极化波的接收
日期:2007-7-5 9:31:32  阅读:    来源:曾文明

圆极化信号是指电磁波在传送过程中以螺旋旋转的方式传播。其旋转方向决定其极化方式。以顺时针方向旋转传播的电磁波称之为右旋极化,用字母r表示;以逆时针方向旋转传播的电波称之为左旋极化,用字母l表示。一些早期发射的卫星采用的是圆极化方式。圆极化电波相对于线极化电波最主要的优点是接收时不用调整极化角。

目前在轨采用圆极化电波广播的卫星有:55°E:Insat 2Dt、57°E:nss 703、62°EIntElsat 902、64°E:IntElsat 804、66°E:IntElsat 704、80°E:ExprEss 6a、90°E:Yamal 102、96.5°E:GorIzont 28、103°E:GorIzont 31、110°E:Bsat 1a/2a&n-sat 110、145°E:GorIzont 33。

顺便说一下,超期服役的俄星如GorIzont 28、GorIzont 31漂移相当严重,收视跟踪困难。IntElsat704、Yamal 102都有左旋波、右旋波同时播出。

在国内很难寻找到专用的圆极化馈源和高频头。一般都是用线极化馈源高频头来接收圆极化波,但是直接用线极化馈源收视圆极化波信号要损失3DB。用线极化馈源接收圆极化波常采用的是移相技术,把圆极化波转换成线极化波,这就是在普通线极化馈源中加装移相器,来实现圆极化广播卫星电视信号的正常接收。移相器有螺钉移相器和介质移相器之分,而采用介质移相器较简单,适合业余条件下动手制作。介质移相器俗称极化片或介质极化片。

介质极化片的材料要用微波损耗小的聚四氟乙烯,俗称特富龙tEflon类的有机绝缘材料,也可用有机玻璃或其它塑料片,厚度不够可用2~3层粘合。c波段介质极化片其实就是一个长方形的绝缘片,长度约为圆极化波的波长7cm左右,宽度视波导管内径,一般在5.5cm-6cm间,介质极化厚度约6mm。波导管长筒形介质极化片长度选用一个波长如os-222普斯类,波导管短筒选用半个波长为宜pBI-1200类。有关KU波段圆极化波用介质极化片,杨建平老师在本刊“数码前线”中DIY章节作了详细介绍请参阅。

介质极化片的插入角度及深度怎么考虑,以单极化高频头为例,将以上制作的介质极化片垂直插入波导管内,介质极化片与极化探针延长部分构成45度夹角,就能达到移相的效果。介质极化片与探针可成二种左和右的45度夹角,这也就决定了左旋和右旋圆极化波的极化方式。图一是单极化高频头的插入方法。双极化一体高频头介质极化片插入后,转换极化是在接收机上设置相应的极化探针工作电压就行了,图二是以百昌os-222高频头为例的插入方法及相应极化设置。插入的深度关系到移相的最佳效果需要适当调整。长筒波导管介质极化片化插入全波长深度约6.5cm。短筒波导管介质极化片用半波长与管口平齐即可。只要介质极化片插入角度、深度及极化方式设置正确,圆极化波信号一般可提升于约1-3DB。又因线极化一体高频头两探针上下距离有差异,介质极化片提升两种圆极化波信号增益不一致,建议用单极化高频头效果较好。

至于一体化高频头介质极化片插入的方式,图二的极化片与探针插入方式成“小”字状,如果把介质极化片转90度,插入方式即成“K”字状,这时从圆极化波移相原理上讲,探针接收的极化正好相反,即r=H、l=V,机上重新没置照样正常工作。在网上论坛上见有这么一段帖子对介质极化片的讨论:

90度俄星Yamal-102收视笔记略:文中大意是用pBI-1200高频头加极化片收俄星,接收机设置H=l、V=r,极化片“米”字插入不行,要“K”字插入才行。
“普斯高频头接收90度俄星极化片的加装和原理”一文附图片中极化片的插入角度应该是错误的笔者图片说明:极化片插入角度为“米”字形,作者不详
因为我是实际收的,所以我是对的,因为K形是oK的,所以我是HappY的。
恍然大糊涂。…
图片接收俄星等圆极化波等信号lnB加装极化片的改造方法图,也应该是错误的。说明:图片极化片“米”字插入…
奇迹…
你是高手。…
一不小心。…

以上帖子都是否定介质极化片“米”插入是错误的,而介质极化片“K”字插入才是正确的。我说在H=l、V=r的前提下,视高频头类型的不同,介质极化片的插入角度可“米”可“K”。首先要看看高频头的极化位置排列,图三极化位置排例高频头有百昌的os-222、paUxIs、及早期生产的pBI-1200大管径类,图四就是现在生产的pBI-1200小管径类。仔细看一看图三、图四不难发现,这两类高频头极化探针位置刚刚是相反的,

用于圆极化接收加介质极化片在H=l、V=r的前提下,图三类介质极化片就要“米”字插入才正确,图四类介质极化片就需“K”字插入才正确。从以上例子看,只要弄清楚了极化片的移相原理,介质极化片插入、接收机极化设置是灵活的,对于介质极化片插入位置“米”和“K”就不难理解了。就大、小管径的pBI-1200同一型号,外型不同极化位置也不同,这点要引起同好注意。

现在出品的c波段双极化一体高频头,波导管内大多数都有介质极化片卡槽,不必担心介质极化片会插错位置。在2001年9月购pBI-4200高频头时就发现有介质极化片卡槽。提醒同好注意,新品pBI-1200小管径介质极化片卡槽是“米”字型,这样插入也可,接收机应对应没置成l=V、r=H即可见图五。

有人说圆极化高频头的探针应该是螺旋形的,其实我也没见过真正的圆极化高频头腔内的模样。就现在而言,接收日本圆极化直播卫星,都采用线极化高频头加极化片接收。按原理作过螺旋探针收视圆极化波的实验,取四分之一波长导线弯成一圈多圈易自激,一端连在极化探针上,接收效果和加极化片差不多,

线圈的绕制方向决定圆极化波的极化方式。此法没介质极化片插拔方便,安装线圈时静电、感应电通过探针易损高频头中前端的高放场效应管。