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浅谈卫星电视实用接收技术(5)
日期:2008-2-1 9:19:51 阅读:   来源:曾文明

一网打尽不是梦

卫视发烧友特别是寻星爱好者,总想拥有一面C/KU频段兼容的卫星天线,把天上能够收下的卫星信号一扫而光。能收下是指本地在波束覆盖内的卫星。这个梦想要实现,其最低标准是小耳朵天线中最大的2.4m精度良好极轴天线即可完成,如果不用极轴天线,大天线手动寻星,寻找较弱的信号费时费力。

笔者是个纯卫视爱好者,做过多年梦想天上的卫星一网打尽的梦。九十年代玩1.5m的普通天线,最初是模拟电视单极化高频头,改造天线后包括换方位、仰角、极化角能在几秒钟内完成。以后数字电视接收也在这面天线上进行,只因天线太小,只能完成1.5m天线的工作,这是最初级的一面天线,有好多不能收下的卫星只好望天而叹。直到2000年用上了2.1m网状极轴天线,C频段接收有所改变,但那面天线KU精度较差,KU频段仅只有0.9m偏馈天线效果。

2003年春,天线再次更新,换用了SVEC2.4m网状极轴天线,一网打尽的梦想历经一个多月的改造,终于变成了现实,极轴正常运行跨度45°E~169°E,刚好能满足在四川能收下的卫星波束,KU频段我测算出天线增益约46DB,天线效率约40%,强于1.8m偏馈天线,特意在本地用华达2.4m天线作过KU接收比较,接收效果差不多,KU频段能收下本地场强EIRP在34DBW以上卫星信号,四年多来极轴天线运行良好,天线各部件也许是保养的好无锈斑。顺便透露点天线保养小秘密,医用凡士林防护保养远比黄油耐久的多。

一网打尽天线没有现成产品,均需自己动手设计改造,当我初装发现这面貌一新2.4m天线KU性能优良时,实行一网打尽的梦想念头重新燃起。整个天线改造过程重点分两大部分,天线和馈源。

极轴天线改造:天线要符合自己的接收需要,一般需要自己改造。天线改造重点分天线面、接收角和立柱紧固件。

1、天线网面改造:当拆开天线包装安装前,因之前用过去时2.1m网状天线,天线网面上的固定螺钉一两年前就已锈迹斑斑,全铝网与天线龙骨极不相称,趁早全换用4㎜的抽芯铝质铆钉最后喷漆处理,历经4年多依旧如初。

(2)极轴天线接收范围的改造:SVEC极轴天线范围(角)几经改进,原2.1m网状极轴厂家设计在四川只能收到66°E~169°E卫星,后自己改造了接收范围才达我的发烧要求。这面2.4m天线安装好后发现接收角与2.1m天线相比有所改变,但只能达57°E~169°E,笔者的目标是西边应达到接收45°E星,所以天线仍需改造。改造方法很简单,适当加长推杆支架就行了,天线标配是18寸推杆,需换用24寸推杆才够改造后的工作长度。天线设计专家设计的是最大安全系数,而我们是方便使用可减少到最小安全系数,改进后天线向西低于42°E以下就进入危险区,好在推杆、天控器均有极限定位设定。天线已达近130°E的接收角,取决于SVEC天线面全铝质设计,轻巧的天线网面负荷解低了低仰角推杆的压力。正因为网状天线这些优点,历经多年它仍是卫视发烧友、固定接收的首选。如果还想接收东、西最低仰角的卫星只须调换极轴支架及推杆的安装位置,极轴天线接收角可扩大到140°E经度以上(编者注:接收范围过大的话,极轴天线的同步跟踪调节的难度也会加大)。假如换成钢板或玻璃钢天线面,天线自身太重能达120°E的接收角可能都有困难。

(3)立柱紧固件改造:立柱紧固件改造是指极轴天线极轴座与立柱结合部紧固件改造,此紧固件不当会影响调试好了的极轴天线同步性能。天线为传统的C频段结构设计,结合部间隙较大,下端紧固件为内齿双U型带双长丝杆紧固,上端为双螺杆外顶内立柱紧固(这点设计不良)。极轴天线C频段调试好后紧固锁定并没啥问题,当用KU频段时,KU频段及大天线尖锐的波束还需在C频段调试好的基础上细调,精细调试KU频段极轴天线后,终因这两颗螺杆紧固锁定导致极轴天线方位偏移而影响极轴天线的同步效果,最后想法采用增加U型抱箍在天线几乎紧固的情况下精调极轴天线,才取得KU频段满意的调试效果。

2、馈源改造:一面天线要工作在C频段和KU频段,前提是要两只相应频段的高频头,还要了解该天线工作在C/KU频段的正确焦距,这面天线调试好后测定C频段焦距为924㎜,KU频段焦距为955㎜,KU频段焦距比C频段焦距长31㎜。C/KU焦距不一造成高频头位置高低悬殊太大难以调到最佳焦点。要实现一网打尽的梦想,C/KU高频头必须固定工作,可选择采用的方案较多,笔者要求两只高频头兼容工作后卫星信号损失要最低,一句话两只高频头必须高效率工作,围绕这一方案,有众多选择。

(1)使用C/KU复合头:很多发烧友认为,正馈天线上一锅C/KU兼容选用C/KU复合头最好,笔者当初也是这个想法,曾自制、购置正规4200复合头。使用中发现普通C/KU复合头在正馈天线上C/KU焦点难以兼容,可用相互照顾C/KU频段的结果是天线效率大幅降低,难怪有网友说1.8m天线 用复合头只能当1.2m天线用却是真的事实。也曾试过在复合头KU高频头内加延长竹节波导管方法其结果仍是不理想。

(2)偏置KU头:即C头主焦侧面加KU头,这个方法最早是用在1.5m正馈天线上,并不是要求双星接收,而是固定KU头方便接收,由于1.5m天线C/KU焦点相距不大,偏置KU头焦点略高于C头馈源盘下端面,由于馈源盘开圆弧缺口,实际并不影响KU信号(编者注:馈源盘随意开口是发烧友一种作法,孰不知这种改变馈源盘形状的作法却是破坏了馈源以电波的谐振和幅射的作用的一种不妥行为,它破坏了馈源的的正常作用而达到某种发烧作为,这是不可取的。由于目前卫星信号十分强大,这种破坏而造成的损失被掩盖了,当信号弱小时,这种损失便明显了)。此后在2.1m网状极轴上也试过,原理上是行得通的(编者注:原理上是行不通的,只是由于卫星信号的强大,弥补了损耗才行得通),两高频头正确固定在极轴天线运行圆弧轨道上,极轴天线转动两高频头圆弧与极轴轨道同步。此方法其实是运行过不满意没采用。

(3)C头偏置:以上方法不行,用KU头主焦C头偏置的双星接收方案。其实早在1.2m正馈天线上一锅双星亚2、亚S3上用过,两星相近偏置高频头信号损失较小,在极轴天线上还没试过,原理上应该是行的。

极轴天线用C/KU复合馈源,是极轴天线实现一网打尽的最佳选择,C/KU头各自独立,互不影响,高效工作,其好处很多。极轴天线用C/KU复合馈源研制推出,为极轴天线C/KU一网打尽高效工作找到了实用途径主要有以下方面。

①KU头主焦:KU头主焦,尽可能主的利用天线KU增益,KU频段尖锐的波束可以把极轴天线调试到极佳状态,极轴天线调试达到最佳效果。

②C头偏置:是双星接收原理在极轴天线上的灵活运用。

极轴天线上C头偏置好处很多,好处是,偏置的C头实际有效焦距拉长,2.4m天线上两高频头正常工作时,几乎在一平面上,卫星天线聚焦信号互不遮挡,和平共处享用各自的卫星信号,看上去很协调。

天线上的事做完了,极轴天线要做到一网打尽此,KU频段必须是全频段,在笔者所处的地区KU频段1、2、3区都能收到信号,最佳选择是用双本振正馈高频头,双本振高频头占用了接收机的0/22K切换信号,C/KU切换就需用0/12V切换器。至此整个一网打尽工程圆满完成,多年的一网打尽卫星接收的梦想成真。

原本担心SVEC2100天控器用KU频段,其计数不准或计数太少而影响KU频段接收,实际使用后并没有担心的必要,2.4m天线点动一下天线移动0.2经度,KU频段寻找门限附近的卫星信号也不费力,天控器计数定位比较准确。另天控器100星位存储足够你C、KU卫星的分别定位存储。

结束语:用以上2.4m极轴天线,在笔者所在地方(东径104°、北纬29.5°),正常接收范围45°E~169°E,能收下四十多颗定轨卫星及近七十个C/KU卫星波束,说是亚洲最好的寻星地方一点也不夸张。与华北地区相比,四川中部2.4m天线收不到113°E北亚KU波束、韩星及日星(110°E)波束;与华南地区相比,收不到88°E KU频段,同样在这些地区接收印度KU波束也是难上加难。天线优良的KU性能和改进调试良好的极轴,在北纬30°、东径105°左右(四川中部)收视俄星、印星、南亚及东北亚KU波束提供了极大方便,四川中部是卫视发烧寻星的好地方。(全文完)