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卫星接收中极化的几个问题           ★★★ 【字体:
卫星接收中极化的几个问题
作者:imefan    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2008-3-18    

 

  在卫星接收工作中,我们常常碰到有关极化的问题,本文将对卫星接收中极化方式、极化角、单极化高频头和双极化高频头,极化设置和电压等方面入手,谈谈工作中需要注意的几个极化问题。

卫星电视信号的极化方式数

  极化是指电场的瞬时分量随时间变化的方式或方向。极化大致可分为圆极化和线极化两种,圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化,它们用于早期的日本、韩国和俄罗斯卫星,现已很少使用,线极化又分为垂直极化和水平极化两种,现在广泛应用于卫星信号传输当中。本文重点谈论线极化的一些内容。

  天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。电场的方向就是天线极化方向。下图示出了两种基本的单极化的情况:垂直极化和水平极化。

卫星电视的极化接收

  在卫星接收中,垂直极化和水平极化的接收是改变馈源的矩形(长方形)波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。当矩形波导口的长边平行于地面时接收的是垂直极化,垂直于地面时接收的是水平极化。极化方向(极化角)又因地而异有所偏差。因为地球是个球体,而卫星信号的下行波束却是水平直线传播,这就造成不同方位角所收的同一极化信号有所不同,所以地理位置不同,所接收的信号极化方向也有所偏差。馈源的长形波导口(极化方向)将不完全垂直或水平于地面。调整极化方向时应注意这一点。简单的说,与地面平行的振子接收的是水平极化,与地面垂直的振子接收的是垂直极化。

极化角

  极化角是指由于接收者所在位置与卫星所在地经度差变化及地球曲率的影响,而使天线馈源波导口相对于地面所形成的倾角,它是卫视接收中除方位角和仰角以外的又一个重要角度。在不同的地点和接收不同的卫星,都需要适当调整极化角,极化角的调整是非常重要的步骤。

单极化高频头数

  早期的国内节目均为水平极化,所以普遍使用单极化高频头。这种高频头馈源筒内只有一根极化探针,当高频头波导腔内的天线振子(铜探针)与地面平行即接收水平极化。将高频头旋转90度,振子与地面垂直即接收垂直极化.

双极化单输出高频头

  现今,为提高频带利用率,在一颗卫星上同时传送水平极化和垂直极化的应用大大增加,而在接收端,为了避免重复架设卫星天线,这使得双极化高频头才大量应用起来。但这种高频头一般只适合小型接收系统,在有线电视前端不推荐使用。

  双极化单输出高频头可以认为是两个单极化高频头合用一个馈源的结合体,但一次只能输出一个极化。这种高频头馈源筒内有两个互相垂直的极化探针,分别对应两个极化,水平振子和垂直振子永远呈90度垂直状态。双极化单输出高频头通过判别卫星接收机送来的电压来确定是哪个振子输出信号。

  当卫星接收机送来给高频头的工作电压为13V时,双极化单输出高频头垂直振子接收信号,接收垂直极化的信号。当卫星接收机送来给高频头的工作电压为17V时,双极化单输出高频头水平振子接收信号,接收水平极化的信号。

  卫星接收机提供的13/17V电压不仅是高频头的工作电压,也是水平与垂直极化探针的切换电压。高频头内部的工作电压一般为8V,由一块7808三端稳压器提供,垂直极化电压可在11V—14V之间,水平极化可在16V—24V之间,若其中的一个极化损坏,仍可当单极化头使用。

双极化双输出高频头

  这种类型的高频头在有线电视前端普遍使用,有线电视前端用于接收卫星电视信号的天线都很多,同一天线又分水平、垂直极化。为了提高天线的增益,一般都是采用双极化馈源,水平、垂直极化信号独立,用两条中频缆输出。当这种高频头工作时,卫星接收机的LNB供电可以是18V或14V,即在接收机上的极化设置既可以是水平,也可以是垂直,不影响具体的接收信号的极化,要换极化就必须换中频缆,也就是说中频缆连接好之后,卫星接收机接收信号的极化就固定了。

  C波段双极化双输出高频头一般是双极化馈源加两个单极化单输出高频头的组合,而KU波段则一般是一体化高频头

卫星接收机的极化电压和极化设置

  卫星接收机极化设置中,极化电压是这样定义的:垂直极化时输出13V电压,水平极化时输出17V电压。

  在全部使用单极化高频头的卫星系统中,卫星接收机中的极化设置是不起任何作用的,也无所谓接收机的极化设置与高频头的实际接收状态是否对应一致。因为不管是13V还是17V,高频头都只有一根探针,只能接收一种极化。

  但是在使用双极化单输出高频头时,在天线高频头固定下来,接好中频电缆之后,所收的信号的极化还受高频头的供电电压控制。正常时电压为17V(接收机设置为水平),高频头接收水平极化信号。当电压为13V(接收机设置为垂直),高频头接收垂直极化信号。

  曾经在某企业的有线电视前端中,由于高频头损坏后更换了一个双极化单输出高频头,系统为接收水平极化信号的两台卫星接收机。

  卫星接收机1的极化设置在水平(17V),卫星接收机2设置在垂直(13V),这时候两台卫星接收机也能正常收到水平极化的信号,因为双极化单输出高频头收到两台卫星接收机的17V和13V的叠加电压,高频头判定为17V,接收水平极化信号。

  虽然这样的方式可以正常接收信号,但因为极化设置没有规范,就造成了一个隐患。

  卫星接收机1由于换星,调整到了另外的天线上,这在有线电视前端中是经常出现的情况。但这时卫星接收机2收不到信号了,如果不加注意,还以为是高频头故障,其实是卫星接收机2设置在垂直极化的13V电压使双极化单输出高频头工作状态发生了改变,垂直探针在接收信号,水平极化信号无法接收。这时必须将卫星接收机2的极化设置改成水平才能正常接收,而这种情况在1的系统中是不会发生的。

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