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一扫而光。能收下的卫星是指本地场强在波束覆盖内,C频段应包含全球波束,Ku频段一般场强较高,理应包含场强边缘波束。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(注:台湾发烧友林先生称2.4m以下天线为小耳朵),如果不用极轴天线,大天线手动寻星,Ku频段尖锐的波束寻找门限附近的信号费时费力。

笔者是个纯卫视爱好者,梦想天上的卫星一网打尽做过多年的梦。九十年代玩1.5mm的普通天线,最初模拟电视单极化高频头,改造天线后包括换方位、仰角、极化能在几秒钟内完成。以后数字电视C/Ku频段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C/Ku频段发烧梦,有好多能收下的卫星是望天而叹。直到2000年用上了2.1m网状极轴天线,C频段收视有所改变,但那面天线Ku精度较差,Ku频段仅只有0.9m偏馈天线效率, 无奈之下用双曲面天线技术,再加了面0.9m偏馈天线免强收视,Ku频段不甚满意,换用1.2mm高精度小正馈作Ku频段收视,又因天线过重,低仰角拉起时推杆不堪负荷而流产。

2003年春,天线再次更新,换用了SVEC2.4m(实际尺寸8英尺2.44m)网状极轴天线,这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,刚好能满足四川能收下的卫星波束,C频段能收下全球波束(余量不多),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收视比较,收视效果差不多,Ku频段能收下本地场强34dbW以上卫星信号,这几年的收视实践也达到证实。四年多来极轴天线运行良好,极轴推杆也许劳累过度用了四年换新了,C头经四年多日晒雨淋换过一只,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:新天线要符合自己的收视需要,一般需要自己改造。天线改造重点分天线面、收视角和立柱紧固件。

⒈天线网面改造:当拆开天线包装安装前,因前用过2.1m网状天线,天线网面自攻固定镙钉,一两年就锈洁斑斑,全铝网与天线龙骨极不相称,趁早全换用4mm的抽芯铝质铆钉最后喷漆处理,历经4年多依就如初。



⒉极轴天线收视角改造:SVEC极轴天线收视角(收视范围)几经改进,原2.1m网状极轴厂家设计在四川只能收下66°E～169°E卫星,后自己改造了收视角才达实用要求。这面天线安装好后发现收视角与2.1m天线相比有所改变,也只能达57°E～169°E,笔者的目标是西边45°E卫星,仍需改造,改造方法很简单,适当加长推杆支架就行了(见图46),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解少到最小安全系数,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经度的收视角,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了推杆的压力。正因为网状天线这些优点,历经多年它仍是卫视发烧友、固定收视的首选。如果还想收视东、西最低仰角的卫星只须调换极轴支架及推杆的安装位置,极轴天线收视角可扩大到140°E径度以上。假如换成钢板或玻璃钢天线面,天线自身太重能达120经度的收视角可能都有困难。



⒊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,上端为双镙杆外顶内立柱紧固(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,当用于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,终因这两颗镙杆紧固锁定导致极轴天线方位偏侈而影响极轴天线的同步效果,最后想法采用增加U型抱箍(图47)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。



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924mm,Ku频段焦距为955mm,Ku频段焦距比C频段焦距长31mm。在极轴天线上采用更换高频头换频段工作麻烦多多,C/Ku焦距不一更换高频头后位置高低悬殊太大难以调到最佳焦点。调试Ku频段时是将馈源支杆改在C频段馈源盘面上用30mm的长镙杆固定的,目的间接将C频段馈源盘升高了25mm左右而适合Ku正馈高频头焦距,而笔者自制的Ku正馈头可很方便与C头互换。Ku频段调试好后发现,自制的五槽Ku正馈源刚好进入C频段三槽正馈源的最内圈,且两C/Ku馈源端面几乎在一平面上象是量身定做,C频段馈源盘间接加大了Ku频段馈源盘的信号,将Ku馈源盘直径不足90mm扩大到160mm多,后来的馈源改造都是在此基础上进行的。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,作了众多选择。

⒈C/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,方法是在C频段把C头调到最佳状态,再加竹节式波导管至C头端口平齐,向内一点一点地压缩竹节波导管同时观察Ku讯号质量变化至最佳,这时C/Ku高频头都工作在天线各自焦点的最佳位置,在1.5m正馈天线上测量,Ku波导管端口与C头波导管端口相距34mm。Ku焦点问题解决了,Ku频段效果不错,回头再看C频段个别频点效果差多了,细想起来C头波导管内就象人的眼睛容不得点沙子,一根长长的金属波导管改变了C头波导管内的谐振特性,使个别频段效果变差。还有插拍波导管易碰到C头振子,不小心静电、感应电会损坏C头(有此教训)。此法追求收视高效率不可取。

⒉Ku头偏置:即C头主焦侧面加Ku头,这个方法最早自己是用在1.5m正馈天线上,并不是要求双星收视,而是固定Ku头方便收视,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。此后在2.1m网状极轴上也试过,原理上是行的通的,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。可是2m以上天线C/Ku焦距相差过大,况且偏置时焦距又略长于正常焦距,Ku头与C头馈源盘上端面几乎平齐,开缺时多损了点C头馈源环才解少了部分遮挡信号,看上去也很不协调。另一原因Ku频段尖锐的波束,偏置的Ku高频头与极轴运行精确同步困难,精细调试Ku频段同步相当费手。此方法其实是运用过不满意没采用。

⒊C头偏置:以上方法不行,用Ku头主焦C头偏置的双星收视方案…其实早在1.2m正馈天线上一锅双星亚二、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。现在要做的事就只一件,在三槽C波段馈源盘上开一个半圆弧缺口,依据极轴天线及双星收视原理,此馈源缺口应开在高频头工作最佳状态时的水平极化方向,左右侧均可,C头尽可能靠近主焦Ku高频头以减小偏置信号损失,根据实际收视情况最后选在左边(西方向)固定C头较好。有现成的双星C头夹具就是上一年笔者意外发现2寸塑管接头紧固件,两只对焊而成的美观牢固实用(现在烧友中一锅多星流行此C头夹具)。加工好后一次实验就成功,效果令人满意,偏置C头伸出C频段三槽馈源盘平面约3mm。由于C头紧靠开缺三槽馈源盘最内壁,设计完好的五槽Ku馈源盘在确保调试正确的前提下,还得在对应方向开一小圆弧口为C头伸出紧靠提供安装位置,因此C/Ku馈源盘均开了个圆弧缺口,才完成了C/Ku复合馈源的组合,这时C头波导管紧靠Ku馈源盘,伸出Ku馈源端面1mm,完全不遮挡C频段信号通道。

⒋三缺C/Ku复合馈源:其实是在一个完善的馈源上,由三个有缺口的馈源盘组成的。以上工作完成后,开心地用了几天,Ku收视内地刷新纪录,80E快车、128E、124E日星……相继收下。高兴之余爱站在极轴天线旁,不时盯一下馈源组件,总觉得C头馈源筒半边裸露另半边也进三槽馈源盘,还缺点什么东西不顺眼?正规馈源是由馈源筒和馈源盘两部分组成,对了,裸露的C头馈源筒大半边还缺馈源盘!整个C头馈源盘不可能装上去,有办法新加馈源盘开缺拼接,拆下整个馈源,仔细丈量尺寸,新加馈源盘用两槽馈源盘得体些,这样式样美观,主次分明。两槽馈源盘开缺后用铁件镙钉与三槽馈源拼装连接,一个双C频段馈源盘在世上诞生了,看式样象“8”字形,心中想到一个谐音“发”。加上Ku馈源盘,三个馈源盘均开了缺口,取名“三缺C/Ku复合馈源”。它是为2.4m极轴天线量身定做的C/Ku复合馈源,见图48、49、50,极轴天线工作图片见图51,从当初制作到今天一直正常使用。从图片上可以看出复合馈源设计制作恰到好处,从馈源侧面图可看出,Ku5槽馈源盘略高于三槽馈源盘2mm，C头波导管伸出二槽馈源盘5mm,无论从馈源结构技术,构思设计制作的水平,实际使用的效果,难挑出毛病。唯一不足的是馈源支杆用于Ku收视,长度不够,不损伤支杆漆层只能固定在馈源盘下面升高馈源高度,其实也并不影响天线的卫星信号,习惯上看来有点不顺眼。另一点是C/Ku高频头都是线极化头,收视卫星线极化波很方便,如收视卫星圆极化波,弱信号还需加极化片。也有一个成熟方案,在复合馈源右边再加一个C头内加极化片成圆极化头,专为收视C频段圆极化波用,这时馈源上还需再加一个C频段馈源盘,又一个创新“三星馈源”。









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,这其中也有全新的技术含量,主要有以下方面。

①Ku头主焦:Ku头主焦,尽可能高的利用天线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,极轴天线调试休想偷懒。

②C头偏置:是双星收视原理在极轴天线上的灵活运用。据使用测试,极轴天线南方向时,2.4m天线上C头(西边)滞后收视2.5经度;当极轴天线转到正南±25°E时,C头滞后收视3经度;当极轴天线转到正南±60°E,C头滞后收视4经度。以上C头滞后收视,实际上是两高频头最佳状态的双星收视。根据偏焦收视信号衰解理论,2～4径度卫星信号偏焦损失在0.3～0.5db间,其信号损失相当小,用好一点的C头足可弥补偏置信号损失。

极轴天线上C头偏置好处很多,好处之一是,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;之二有效利用C频段波束较宽特性,可降低C头安装位置微小的偏离产生的信号误差影响,提高极轴天线的同步性能,远比Ku头偏置极轴同步性能好的多。

③双星馈源技术:极轴用C/Ku复合馈源是在2003年4月份完成的,其中含双星馈源技术,在网上首发是在当年5.19卫视向导网站由王卫东先生代为贴出的,当时名称就叫“三缺馈源”的图片,王卫东先生称为极品C/Ku复合馈源。几天后亚视达公司制作的二槽双星馈源在网上出现,7月普斯推出了三槽＋二槽的双星馈源,以后用双星馈源收视亚二、亚S3曾风摩国内一两年,制作时的谐音“发”也有所应验。从上面的复合馈源图片可以看出,如文所述馈源是笔者一步一步改造完善拼接成型的“三缺馈源”(图片上也可看出),而双星馈源是用两C频段馈源对称结合成型的。事过两、三年,去年东南亚某天线商自称双星馈源是该厂研制推出的,笔者看后大为惊讶,网络资源技术尽可GX,但发明创造权不能据为己有,用网络上的技术你们小赚小发还嫌不够,连创作名誉权都抢去了。今天在这里郑重地说:双星馈源是源于“三缺C/Ku复合馈源”,只是取其C频段馈源部分名称改了一下叫双星馈源,它的确是中国卫视发烧友创作的,也是中国卫视发烧友的荣耀。

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。笔者使用的是帝霸901数字机,莱单上有0/12V切换设置,而接收机并没有0/12V输出接口,开机检查在S端子附近J3处找到了0/12V信号预留点(图52),测量电压有0/3V的变化是0/12V切换电压的信号推动电压。手中也没现成的0/12V切换器,这东西平时没有,用时则贵,翻卫视百宝箱找到了两个弃用的切换器,正统货PBI继电器型13/17V及0/22K切换器,从笔者的职业上讲,用它改制0/12V切换器小事一桩。13/17V也排不上用场了,就用它改制,保留原供电电路和整体结构,只切断17V检测电路到继电器推动管b极的连线,在推动管b极焊一偏置电路电阻,电阻另一端引出一根控制电压线就行了,此线与接收机的0/12V信号推动电压(3V)连接,此法改制的0/12V切换器品质绝对有保障。至此整个一网打尽工程圆满完成,多年的一网打尽卫星收视的梦想成真。



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频段收视,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径度,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。

迟来的文章也许有不少人很费解,其实用笔者公布的技术提高卫视收视技术水平,本人自己感到自豪。而有些事却使人很痛心,上面提及的几天后双星馈源刚出现在网上时,第一时间笔者指出这是本人的“三缺馈源”技术,得到的回复时,你又没有申请专利,真的无言回答,心中是一片茫然,如提及用某技术,多少会给创作者一点心灵安慰,更有甚者说双星馈源是他们研制推出的,说心灰意冷还不够,应该是心寒意冷。几年后的这篇文章把“三缺馈源”技术作一说明,让它在卫视接收中发挥应有的效力,使卫星电视接收技术水平有进一步的提高,才是作者的本意。同时也祥情道出“三缺馈源” 双星馈源产生的真相,至于名利对本人一点也不重要,借发文机会澄清。网上也有部分极轴卫视发烧友在用此技术,希望他们玩的开心,并给予祝福,在此基础上还有所提高创新。

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°),正常收视范围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,同样在这些地区收视印度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,图53是这几个波束交汇示意图。这几个波束四川中部收视情况,南部波束最好,次之北边俄星Ku波束，印度Ku波束视卫星不同,场强差别较大,难收一点是东北亚及东亚日星Ku波束。附几张本地一般难收卫星的截图,截图见图54～60,有收视全球波束、日星波束、俄星波束、东北亚波束、印度波束的图片。具体收视见2.4m网状极轴收视卫星及波束一览表。

















2.4m网状极轴收视卫星及波束一览表