卫星天线及其控制系统的维护和保养(第4页)
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如果抛物面口径尺寸为无限大,那么抛物面就把球面波变为理想平面波,能量只沿z轴正方向传播,其它方向辐射为零。
但实际上抛物面的口径是有限的,这时天线的辐射是波源发出的电磁波通过口径面的绕射,它类似于透过屏上小孔的绕射,因而得到的是与口径大小及口径场分布有关的窄波波束。
1.3抛物面天线优缺点
抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。
缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。
2卡塞格伦天线
2.1卡塞格伦天线简介
卡塞格伦天线作为双反射面天线的一种,其工作原理和抛物面天线具有相似之处。
抛物面天线利用了抛物面的反射特性,馈源位于抛物面的焦点上,直接照射到抛物面口径上,结构和工作原理简单。
但却不能很好地通过调整馈源特性来控制天线口径面上的波束和功率分布。
卡塞格伦天线由于引入了双曲副面,并将前馈式馈源结构变为后馈式的馈源结构天线,使得馈源辐射出的电磁波经副面与主面两次反射,到达主面口径面上。
所以卡式天线能够很好地控制天线口径面上的场分布。
2.2卡塞格伦天线工作原理
卡式天线的工作原理和抛物面天线相似。
卡式天线在结构上多了一个双曲副面,由馈源发出的球面波前首先遇到双曲面发生反射,反射波再经抛物面作用,出现二次反射。
与抛物面天线的结论相似,从O2点发出的入射波经双曲面和抛物面两次反射后,到达抛物面口径上各点的路径长度都相等。
因而馈源所辐射的球面波前,将在主反射面口径上变为平面波前,且呈现同相场,使卡式天线同样具有锐波束、高增益的性能。
接收状态的过程则相反,外来平面波前经抛物面和双曲面先后作用后,射线在O2点汇聚,馈源接收到外来电波。
2.3卡塞格伦天线优缺点
双反射面天线最大的优点是馈源位于主反射面顶点附近,给进入馈源区提供了方便,减少了馈源硬件的支撑问题,减小损耗。
双反射面天线的优缺点总结如下优点:
(1)后馈式的馈源结构,大大缩短了馈线长度,同时也给馈源的安装和维修提供了方便;
(2)由于副反射面的引入,对控制主反射面的照射增加了一个可变因素,所以天线设计的灵活度增强;
(3)可以通过控制赋形副反射面来改变主反射面上的照射幅度,同样通过控制赋形主反射面可以改变相位,因此比较容易实现次所要求的级辐射方向图;
(4)相对于单反射面天线来说,馈源在主反射面边缘的漏失较小,降低了天线的噪声温度;
(5)馈源可进行宽频带设计,这是由于副反射面边缘对馈源的相位中心的半张角一般小于450,多数情况可小于200;
(6)对于具有复杂馈源网络的天线,双反射面天线也适用。
缺点:
(1)由于添加了一个副面,所以遮挡变大。
并且副面遮挡直接影响天线的近轴旁瓣,所以天线近轴旁瓣比单反射面天线要高;
(2)鉴于副面边缘要有一定的照射锥削,因此不能使用弱方向性馈源。
3卫星天线的调试方法
对于卫星天线的调试,它包括天线的方向(仰角和方位角)、馈源的位置、极化取向和极化倾斜角调整等数项内容(可根据相关材料查到所需信息)。
调试天线一般在天线安装场地进行,首先要设置好卫星接收机接收电视信号的数据参数,连接好卫星接收天线上的LNB和卫星接收机、电视监视器的电缆,然后按照下面的步骤开始调整天线。
3.1天线的固定
将天线连同支架安装在天线座架上。
天线的方位通常有一定的调整范围,应保证在接收方向的左右有足够的调整余地。
对于具有方位度盘和俯仰度盘的天线,应使用权之方位度盘的0°与正北方向,俯仰度盘的0°与水平面保持一致。
正北方向的确定,一般采用指北针测出地磁北极,再根据当地的磁偏角值进行修正,也可利用北极星或太阳确定。
较大的天线一般都采用分瓣包装运输,故在安装时,应将各部分重新组装起来。
