1.5m天線接收C、Ku波段衛星電視使用說明

2021-01-19 電子發燒友

如何用1．5m天線同時接收衛星上的C、Ku波段衛星電視節目，對眾多的衛星電視接收愛好者來說是個努力探索的問題，以下從原理上給出一些數據，希望能對大家有所幫助。

天線的主要參數主要由天線的直徑D、工作波長λ、效率η、增益G等來表示。它們之間的關係由下式表示：

G（Db）＝10lg[η(Лd／λ）2〕…………①

C波段的工作波長λc＝0．076m（中心頻率），取η＝0．6(一般為0．5~0．7），代入①得：

Gc＝10lg[0．6(3．14×1．5／0．076) 2〕＝34(Db)

1．5m天線的焦距f＝0．58m，焦距口徑比f／D＝0．58／1．5＝0．39。從拋物面方程X2＝4fZ（只取X面），可算出饋電角∮C＝140°（也是C波段饋源波束10dB處的寬度），式中X為拋物線軌跡，f為焦距，Z為旋轉軸相應尺寸，如圖1所示。

由於市場上的Ku波段高頻頭（帶饋源）其饋源波束10dB處的寬度為68°（E、H面有所差別），用在上述特定的1．5m天線上，其實際天線口徑為0．75m，為了增加Ku天線的實際使用面積，增大其增益，以及減小C、Ku波段饋源之間的相互影響，可把Ku波段饋源加工成為圖2形狀。

加工後Ku波段饋源波束10dB處的寬度由原來的約68°增至約80°（也即是饋電角），由此可以求出其利用的反射體直徑D，由原來的0．75m增至0．9m，Ku波段的工作波長λKu＝0．024m（中心頻率），將D和λKu代入①式，其增益Gku＝10lg〔0．6(3．14×0．9／0．024)2〕＝0．392(Db)

天線波束半功率點的張角可由下式計算：2Q3dB＝1．26λ/D×57°……………②
則2Q3dBC＝1．26(0.076/1.5)×57°＝3．6°
2Q3dBKu＝1．26(0.024/0.9)×57°＝1．9°

如果我們把C波段的饋源相位中心置於拋物面天線的焦點F上，其天線波束最大指向與天線軸相一致，為使Ku天線能接收到偏離天線軸某一角度（如5°）另一衛星上的Ku波段的電視節目，Ku天線的饋源相位中心必須偏離天線軸線，通過焦點並垂直於軸線的直線上某一點B，其對反射體頂點的入射角設為∮，反射角為∮＇，它們之間有以下的關係，∮＇/∮＝0．95，由於我們需要∮＇＝5°(也即是接收的經度相差5°的兩顆衛星的角差）所以
∮＝∮＇/0.95＝5°/0.95＝5．26°

由此，B點與F點之間的距離可由tg5．26°＝FB／F＝0．092求出，FB＝0．092F＝0．092×580＝53(mm），C、Ku波段有關參數可用圖3表示（未按比例）。

由於Ku波段相位中心偏焦53mm，其增益將由原來的39．2dB降至38．7dB，波束也會變寬，2Q3dBKu將由原來的1．9°增至2．1°，為能同時收視113°E帕拉帕和116°E韓星3號衛星上的Ku波段節目，試計算其2QKu＝3°時的天線增益，可算得波束3°時的增益為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波段天線波束最大指向將指向114．5°-5°＝109．5°，與其波束最大指向對準110．5°E的鑫諾一號只相差1°，比原來的最大增益34dB只降低約1dB。

為滿足FB＝53mm的要求，需在C波段饋源中的∮130mm圓盤適當位置加工一個圓孔，以便讓Ku波段的饋源能裝進去，如圖4所示。C、Ku波段饋源加工後的裝配圖如圖5所示。如上改動後，即可選擇接收以下兩顆衛星的電視節目了：

1． 接收100．5°E亞洲2號的C波段節目，同時接收105．5°E亞洲3S的Ku波段節目。反之亦然，但需把C波段饋源∮130mm圓盤（連帶Ku波段饋源）旋轉180°，把Ku波段饋源移至另一邊。

2．接收105．5°E亞洲3S的C波段節目，同時接收110．5°E鑫諾一號的Ku波段節目。反之亦然，方法同上。

3．接收110．5°E鑫諾一號上的C波段節目，同時接收113°E帕拉帕和116°E的韓星3號Ku波段節目等。

隨著衛星電視業的不斷發展，衛星密度還將不斷增加，用一副天線同時接收多顆衛星節目的天線從理論和實踐上都是現實的。例如在C波段饋源的圓盤上對稱加工兩個圓孔，多裝一個Ku波段的饋源，不是又可同時多接收另一顆衛星上的Ku波段節目了嗎？

提示：

1．安裝時，C、Ku波段的極化方向和極化偏轉角需一致，並且為保證C波段的相位中心置於焦點F上以及使其波束最大指向與天線軸線相一致，需使其C波段∮130mm圓盤圓周距該天線反射體四周的最短距離相等（選適當的幾個點測量即可），而且使∮63mm的圓筒伸出圓盤的距離（約5mm）也一致，不能斜著安裝。

2．Ku波段饋源偏離焦點的水平方向位置視需要而定，如果C波段收視的衛星是經度∮°，收視∮°+5°經度的Ku波段節目時，從俯視看，需把Ku波段饋源置於右邊，如果收視∮°-5°經度的Ku波段節目，則置於左邊。

3．經調試，收視效果滿意後，需加固天線，以免風吹移動。

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