衛星天線的調試方法初探

劉喜平　張恒　彭瑞寧

摘 要：近年來，我國的衛星天線事業取得了令人矚目的成就。對于一些具有專業功底的工程技術人員來說，如何做到在任何情況下都能夠使用一些較簡易的方法使衛星天線的調試達到較好的效果，本文旨從這些方面作一些實用性的探討。

關鍵詞：衛星天線；接收系統；調試

在有線電視前端，衛星接收天線發揮著非常關鍵性的作用，它可以用來進行電視節目信號的接收。衛星接收天線的工作原理就是電波的反射原理，聚焦電波之后，輻射到饋源上的高頻頭，接著將信號通過饋線傳送到衛星接收機，同時將節目信號解碼出來。

1 做好衛星天線方向調試的重要性

對于衛星天線的調試，它包括天線的方向（仰角和方位角）、衛星天線饋源的位置、極化取向和極化傾斜角調整等數項內容，其中最關鍵的一項是天線的仰角和方位角。對于它的計算公式的原理和推導以及求解的圖表等，也都有較多文獻詳細介紹，然而對天線方向調試的具體操作方法常常著墨不多。筆者了解到，對于工作于第一線的大多數工程技術人員，有時最令他們感到困惑的往往是這些具體的調試操作方法，他們需要一些簡明易懂、便于掌握和使用的現場調試法。

我國地域雖然遼闊，但都位于北半球，而同步衛星又都位于赤道上空，所以衛星天線的指向無一例外地都指向南方。如果衛星軌道所在經度小于當地的經度，則方向向南偏西，大于當地經度時則向南偏東。另外，由于天線的兩個角度中，轉動方位較易、調整俯仰較難，因此先調整、測試出仰角，然后再水平轉動天線搜索信號。這比先調方位再轉仰角搜索信號來得容易，所以本文介紹了若干種現場測試仰角的方法。

2 常用的幾種現場測試角度的方法

天線方向的調試，具體地說就是根據事先算出的仰角和方位角，將天線的這兩個角度分別調到這兩個數值上，使之對準所要接收的衛星，接收到信號，這就是粗調。之后進行細調，使所收的信號最佳。粗調是基礎，如何判斷天線的仰角和方位角已調到事先所算出的角度上呢？根據現場的條件和個人的不同條情況，可以有多種簡易而有效的方法。

2.1 垂線、水平線相交法

我們知道，拋物面天線的仰角就是指拋物面中心軸線與水平面的夾角。天線拋物面底部都安裝在一個圓盤上。可以認為該圓盤的圓心軸線與拋物面中心軸線重合，因而圓盤平面就與拋物面中心軸線垂直。根據幾何三角關系可知，該圓盤平面與垂直平面的夾角β等于天線的仰角α。因此我們只要測出該圓盤平底面與垂線的夾角等于仰角數值就行了。

為了減少轉動天線和測量、計算的次數，可以根據所需要的仰角值α和已知的圓盤平面上所選的兩點A、B間的距離c，事先算出垂線段AC的長度，然后在垂直細線上，從打結的地方向重物方向量出長度a，并在該點打上標記（亦設該點為C）。轉動天線仰角，使水平線與垂線C點相交，此時天線的仰角就已粗略等于所需要的仰角值了。用這種方法只要測一次就行了。

2.2 垂線、圓弧相交法

上述方法要用兩根細線同時操作，通常需要兩個人來配合，不太方便，而且水平線是否真正水平，還需第三個人在較遠處憑眼睛來估計，因而誤差較大。若用下面所述的垂線、圓弧相交法則方便得多，且準確性較高。此方法的原理是：垂線與圓弧的交點C與直徑AB的下端點B的連線BC與AC垂線構成圓弧的半周角，故它們的夾角為90°，即互相垂直，因而BC連線實際上就起到了水平線作用。

同“垂線、水平線相交法”中所述的一樣，在本方法中同樣可以根據所需要的仰角值，事先算出垂線段AC的長度并事先在垂線量出其長度打上記號（亦可在對應的圓弧相交點上打上記號），使垂線與圓弧的交點位于事先打好標記的C點，仰角就粗調好了。此時也只要調一次就行了。

2.3 直尺、雙線法

這是在上述“垂線、圓弧相交法”基礎上演繹出來的一種更為簡潔實用的方法。此方法是用一根直尺代替紙板上的直線AB，在直尺的一端和中間各固定一根細線，用固定在中間的那根細線代替紙板上的圓弧。同樣，也可以根據所需的仰角值事先求出AC的長度后，在垂直細線上量出其長度并打上記號小結。此外，此法中的直尺還可以用直細棍、直鐵絲等代替。

2.4 量角器、垂線法

用一個尺寸較大一點的量角器，稍作加工，即可制成一個方便實用的簡易仰角測試器，不需作任何計算，仰角可直接隨時讀出，在量角器的圓心處小心地鉆一小孔，將一根細線固定在此，在細線的另一端系一小重物，仰角測試器就做好了。使用時如前述幾種方法一樣，將其直邊垂直地靠在圓盤平面上，并使量角器刻有0°的一端朝下。此時一邊轉動天線的仰角一邊可以讀出仰角值來。

衛星天線在用上述幾種方法中任何一種方法測出并調好所需的仰角后，調方位角就簡單了。衛星天線方位角不用再進行測試和計算，而可以通過水平轉動天線，直接從銀幕上觀察收到所需要的信號為止。至此，天線的仰角、方位角均已粗調完畢，天線已基本對準所要接收的衛星信號，然后再進行細調。

仰角的細調可在收到信號后，將天線仰角分別向上、向下兩邊慢慢調整，找到信號更好的位置，并記住該位置。然后從該位置再分別向兩邊調整仰角，有意地使信號質量變差且兩邊變差的程度一致，記下這兩點的位置，然后將仰角調回到這兩點的中間位置并固定下來。方位角的細調同仰角的調整一樣，不再重述。至此，天線方向的調整便已完成。

[參考文獻]

[1]孫梅梅.遠程操控數字衛星天線控制平臺開發[D].山東師范大學，2008.

[2]張首君，馬金耀，種蘭祥，閻麗.衛星電視單體多功能接收技術[J].西北大學學報（自然科學版），2002，（1）.