在對星過程中遇到的問題及解決方法

+ 羅靜

1.引言

衛星通信是目前使用非常廣泛的通信手段之一，對星是衛星通信地球站正常工作的重要環節，對星的好壞將直接影響到各地球站之間的通信質量。在衛星通信地球站的試驗中，常會遇到正南方位難以明辨，對星的儀器儀表不夠齊全的情況，本人總結了近年來衛通在對星過程中遇到的問題，并根據實際情況自己動手制作了較為實用的小工具。

2.對星三大角以及常規的對星方法

1.方位角、俯仰角、極化角

地面衛星天線調試，簡稱對星，主要是調整拋物面天線的三大角，即俯仰角、方位角與極化角。俯仰角可以理解為拋物天線的中心軸線與水平面的夾角，方位角可以理解為拋物面天線中心軸線在水平面上的投影所指的地理方位角。

電波在空間傳播時，其電場矢量的瞬時取向稱為極化。如果電波傳播時電場矢量的空間描出軌跡為一直線，它始終在一個平面內傳播，則稱為線極化波。線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。當極化方向與地面平行時，稱為水平極化；當極化方向與地面垂直時，稱為垂直極化。若電場矢量在空間描出的軌跡為一個圓，即電場矢量是圍繞傳播方向的軸線不斷地旋轉，則稱為圓極化波。圓極化又分為左旋圓極化和右旋圓極化。

極化角是指由于接收者所在位置與衛星所在地經度差加大及地球曲率的影響，而使天線饋源波導口相對于地面所形成的傾角，它是衛星接收中除方位角和仰角以外的又一個重要角度。之所以要調整極化角，其目的就在于使接收天線與衛星極化良好匹配，以高效率接收微弱的衛星信號。

極化角，就是高頻頭相對于標準位置所旋轉的角度。當高頻頭后置時，順時針為負，逆時針為正；當高頻頭前置時，順時針為正，逆時針為負。由于我國地處北半球，因此天線指向為南，大凡正南偏東的衛星，極化角都是正的，正南偏西的衛星，極化角都是負的。但極化角只是個理論值，實際操作時還要進行細調。

2.常規的對星方法

天線對星前先要松開天線的方位俯仰鎖緊裝置，給低噪聲放大器供電，然后在低噪聲放大器下接頻譜儀，收衛星信標進行精確對星。手動對星首先要把天線俯仰、方位、極化預置到理論計算值并通過羅盤驗證，如果還沒有看到信標，要再次用羅盤檢查俯仰方位，對到最大。還要通過衛星的反極化信標調整極化，如果衛星沒有反極化信標，可以發一單載波在衛星公司監控站輔助下進行調整。對星完畢后，首先要緊鎖極化裝置，然后是方位俯仰軸，手動天線的鎖緊螺母要交替鎖緊，同時在以上操作過程中要同時觀察頻譜儀的收信標，以防偏移。最后鎖緊方位俯仰鎖緊裝置。

3.在對星中遇到的問題及解決方法

1.羅盤損壞或沒有羅盤時準確定位正南方

衛星接收天線安裝完畢后，開始對星時首先要確定所要接收衛星的大致方位，即確定方位角。方位角一般以正南方為基準，表示為偏東或偏西一定角度。這就要正確確定站址所在地的正南方，避免對星的盲目性。

現在有很多人有著利用羅盤（指南針）調節天線方位角的習慣。但由于磁偏角的存在，使得羅盤（指南針）所指示的南方為磁南方，并非地理正南方，根據磁南方確定衛星方位角時會出現一定的誤差，因此要用磁偏角參考值修正后找到本地的地理正南方。

在沒有羅盤（指南針）又不知道當地的磁偏角的情況下如何避免磁偏角的干擾找出南極真面目呢？通常確定正南方以及方位角的方法有兩種：

如果擁有一塊指針式腕表，要想準確調出正南方位，首先要有兩點必須明了，即北京時間及當地經度。以本站所處的洛陽為例：經度為112.44度。北京時間是以東8區（東經120度）為標準。基于東加西減、15度差1小時的原則，只需將表的時間調得比北京時間慢30分24秒即可。那么當表顯示為12點正時，將時針指向陽光，此時所指方位就是正南了。

用手表表盤確定。如一時找不到羅盤，可用手表確定正南方。有一個口訣是這樣的：“時間折半對太陽，6指向是南方”。具體方法是：將所處的時間除以2所得商數對準太陽，表盤上6所指的方向即為南方。需要注意的是下午要按24小時制計算。

知道了正南方的指向，再利用自制的小工具，就可以在沒有羅盤的情況下輕松對星了。下面，就對工具的制作方法和使用方法進行描述。

需要準備的材料：

（1）一底邊長30厘米的有機玻璃等腰直角三角尺（內含半圓量角器）；

（2）記號筆一支；

（3）兩根細繩子、一個非磁下墜重物；

將量角器中心點鉆透，將細繩穿過該點并進行固定，細繩另一端懸掛非磁下墜重物。

測俯仰角：使用時將三角尺底邊緊靠天線背部，使三角尺垂直于地面，調節天線的調節桿，懸掛有重物的細繩所指的角度即為天線的俯仰角。如圖1、2所示。

測方位角：將三角尺底邊緊靠天線底部并與天線軸線垂直，用前面介紹的方法確定正南方向后在天線軸線與正南方之間做一標記，將固定于量角器中心點的細繩指向正南方，正南方所指角度與90°的夾角即為朝南偏角。如圖3、4所示。

2.頻譜儀不符合射頻使用需求

對星時是將頻譜儀接到低噪聲放大器下接收信標信號，此時信號為射頻信號，可由于儀器功能限制，有時頻譜儀無法撲捉到射頻信號，此時就無法利用常規的方法進行對星。有人說在此情況下可以發一個單載波，讓主站進行監控幫助對星，但由于信號傳遞的延遲性，使得主站監控到最大值時，調整站的俯仰或方位值可能已經不在最佳位置，由此給對星帶來了不便。在此情況下，只需將下變頻器的中心頻率設置為所對衛星信標信號頻率值的附近，就可以從中頻接收信標信號進行對星。例如要對亞太6號，其信標信號為4199.825MHz，只需將下變頻器的中心頻率設置為4200MHz，將天線的方位和俯仰調整到理論值，把頻譜儀接入中頻，其中心頻率設置為69.825MHz就可以在中頻看到信標信號了，然后按照常規的對星方法進行微調，就可以完成對星。

3.無法正確找到信標信號主瓣

在對星時有時會遇到這樣的問題，將天線的俯仰角和方位角調整到的理論值后，能夠接收到衛星的信標值，但信標值較正常值偏低，經過頻譜儀觀察無論調整方位俯仰軸都證明接收信號為峰值，但通信質量差，將發射電平調整到最大，接收站的接收電平仍舊很低，載波難以鎖定。重新對星發現在方位對到最大后，調整俯仰總能找到兩個最大值，在任何一個最大值處固定俯仰，再調整方位又能找到兩個最大值，如此反復，而且兩個最大值的電平相似，都比理論值低，此時說明對星時對到了旁瓣上。后將兩個最大值的方位值分別記下，取其中間點，將方位值調整到此點，此時接收到的信標信號可能很小，再轉動天線的俯仰，就能很快對到主瓣。

4.結束語

在衛星地球站的使用維護中，對星是極為重要的一個環節，對星的好壞將直接影響到各衛通站的通信質量。同時，天線對偏還有可能影響到其他衛星上的通信業務，對其他地球站產生干擾。本文將對星中遇到的問題進行歸納，并結合工作經驗提出了相關的解決方法，希望對從事該項工作的同志有所啟發和借鑒。