如何用１．５ｍ天线同时接收Ｃ、Ｋｕ波段卫星电视节目

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如何用１．５ｍ天线同时接收卫星上的Ｃ、Ｋｕ波段卫星电视节目，对众多的卫星电视接收爱好者来说是个努力探索的题目，现在从原理上给出一些数据，希望能给朋友们有所帮助。天线的主要参数主要由天线的直径Ｄ、工作波长λ、效率η、增益Ｇ等来表示。它们之间的关系由下式表示：Ｇ（Dｂ）＝１０ｌｇ[η(Лｄ／λ）2〕…………①Ｃ波段的工作波长λｃ＝０．０７６ｍ（中心频率），取η＝０．６(一般为０．５～０．７），代入①得：Ｇc＝１０ｌｇ[０．６(３．１４×１．５／０．０７６) 2〕＝３４(Ｄｂ)１．５ｍ天线的焦距ｆ＝０．５８ｍ，焦距口径比ｆ／Ｄ＝０．５８／１．５＝０．３９。从抛物面方程Ｘ2＝４ｆＺ（只取Ｘ面），可算出馈电角∮Ｃ＝１４０°（也是Ｃ波段馈源波束１０ｄＢ处的宽度），式中Ｘ为抛物线轨迹，ｆ为焦距，Ｚ为旋转轴相应尺寸，如图１所示。由于市场上的Ｋｕ波段高频头（带馈源）其馈源波束１０ｄＢ处的宽度为６８°（Ｅ、Ｈ面有所差别），用在上述特定的１．５ｍ天线上，实在际天线口径为０．７５ｍ，为了增加Ｋｕ天线的实际使用面积，增大其增益，以及减小Ｃ、Ｋｕ波段馈源之间的相互影响，可把Ｋｕ波段馈源加工成为图２外形。加工后Ｋｕ波段馈源波束１０ｄＢ处的宽度由原来的约６８°增至约８０°（也即是馈电角），由此可以求出其利用的反射体直径Ｄ，由原来的０．７５ｍ增至０．９ｍ，Ｋｕ波段的工作波长λKu＝０．０２４ｍ（中心频率），将Ｄ和λKu代入①式，其增益Ｇku＝１０ｌｇ〔０．６(３．１４×０．９／０．０２４)2〕＝０．３９２(Ｄｂ)天线波束半功率点的张角可由下式计算：２Ｑ3dB＝１．２６λ/D×５７°……………②则２Ｑ3dBC＝１．２６(0.076/1.5)×５７°＝３．６°２Ｑ3dBKu＝１．２６(0.024/0.9)×５７°＝１．９°假如我们把Ｃ波段的馈源相位中心置于抛物面天线的焦点Ｆ上，其天线波束最大指向与天线轴相一致，为使Ｋｕ天线能接收到偏离天线轴某一角度（如５°）另一卫星上的Ｋｕ波段的电视节目，Ｋｕ天线的馈源相位中心必须偏离天线轴线，通过焦点并垂直于轴线的直线上某一点Ｂ，其对反射体顶点的入射角设为∮，反射角为 ∮＇，它们之间有以下的关系，∮＇/∮＝０．９５，由于我们需要∮＇＝５°(也即是接收的经度相差５°的两颗卫星的角差）所以∮＝∮＇/0.95＝５°/0.95＝５．２６°由此，Ｂ点与Ｆ点之间的间隔可由ｔｇ５．２６°＝ＦＢ／Ｆ＝０．０９２求出，ＦＢ＝０．０９２Ｆ＝０．０９２×５８０＝５３(ｍｍ），Ｃ、Ｋｕ波段有关参数可用图３表示（未按比例）。由于Ｋｕ波段相位中心偏焦５３ｍｍ，其增益将由原来的３９．２ｄＢ降至３８．７ｄＢ，波束也会变宽，２Ｑ3dBKu将由原来的１．９°增至２．１°，为能同时收视１１３°Ｅ帕拉帕和１１６°Ｅ韩星３号卫星上的Ｋｕ波段节目，试计算其２ＱKu＝３°时的天线增益，可算得波束３°时的增益为３８．７ｄＢ－４．３ｄＢ＝３４．４ｄＢ，可以接受。即把Ｋｕ波段最大方向指向（１１３°＋１１６°）／２＝１１４．５°。Ｃ波段天线波束最大指向将指向１１４．５°－５°＝１０９．５°，与其波束最大指向对准１１０．５°Ｅ的鑫诺一号只相差１°，比原来的最大增益３４ｄＢ只降低约１ｄＢ。为满足ＦＢ＝５３ｍｍ的要求，需在Ｃ波段馈源中的∮１３０ｍｍ圆盘适当位置加工一个圆孔，以便让Ｋｕ波段的馈源能装进去，如图４所示。Ｃ、Ｋｕ波段馈源加工后的装配图如图５所示。如上改动后，即可选择接收以下两颗卫星的电视节目了：１． 接收１００．５°Ｅ亚洲２号的Ｃ波段节目，同时接收１０５．５°Ｅ亚洲３Ｓ的Ｋｕ波段节目。反之亦然，但需把Ｃ波段馈源∮１３０ｍｍ圆盘（连带Ｋｕ波段馈源）旋转１８０°，把Ｋｕ波段馈源移至另一边。 ２．接收１０５．５°Ｅ亚洲３Ｓ的Ｃ波段节目，同时接收１１０．５°Ｅ鑫诺一号的Ｋｕ波段节目。反之亦然，方法同上。３．接收１１０．５°Ｅ鑫诺一号上的Ｃ波段节目，同时接收１１３°Ｅ帕拉帕和１１６°Ｅ的韩星３号Ｋｕ波段节目等。随着卫星电视业的不断发展，卫星密度还将不断增加，用一副天线同时接收多颗卫星节目的天线从理论和实践上都是现实的。例如在Ｃ波段馈源的圆盘上对称加工两个圆孔，多装一个Ｋｕ波段的馈源，不是又可同时多接收另一颗卫星上的Ｋｕ波段节目了吗？提示：１．安装时，Ｃ、Ｋｕ波段的极化方向和极化偏转角需一致，并且为保证Ｃ波段的相位中心置于焦点Ｆ上以及使其波束最大指向与天线轴线相一致，需使其Ｃ波段∮１３０ｍｍ圆盘圆周距该天线反射体四周的最短间隔相等（选适当的几个点丈量即可），而且使∮６３ｍｍ的圆筒伸出圆盘的间隔（约５ｍｍ）也一致，不能斜着安装。 ２．Ｋｕ波段馈源偏离焦点的水平方向位置视需要而定，假如Ｃ波段收视的卫星是经度∮°，收视∮°＋５°经度的Ｋｕ波段节目时，从俯视看，需把Ｋｕ波段馈源置于右边，假如收视∮°－５°经度的Ｋｕ波段节目，则置于左边。３．经调试，收视效果满足后，需加固天线，以免风吹移动。