衛星通信便攜站天線對星策略

陳金來

【摘要】 衛星通信便攜站具有通信鏈路建立迅速，開通快捷，操作簡便等優點，在軍、民領域得到廣泛運用。本文闡述了衛星通信便攜站天線對星原理及策略，利用該對星策略能夠及時建立衛星通信鏈路，實現話音、數據和視頻通信。

【關鍵詞】 選址 對星策略 便攜站

一、便攜站天線對星原理

1.1 選址

便攜站天線要準確對星，其選址很關鍵。站址應選擇在無遮擋、平坦開闊的地方，在便攜站天線指向上不應有遮擋物（如電力線、樹、建筑物等）；不應有微波接力通信線路，否則衛星通信和微波接力通信相互干擾。

1.2 方位角、俯仰角和極化角

便攜站天線要準確對星，必需計算出便攜站天線對星的方位角、俯仰角和極化角。（1）方位角：一般定義為從便攜站正北方向起（0°），順時針旋轉到天線指向方向的水平夾角。由于同步衛星軌道是處在赤道上空且是東西方向的，我國又處于北半球，便攜站面對的同步軌道是在正南方向，便攜站天線指向應是南方。（2）俯仰角：是指天線指向方向與當地水平面間的夾角。俯仰角為90°時與水平面垂直，俯仰角為0°時與水平面平行，天線的正常工作俯仰角一般在5°～90°之間。當天線俯仰角低于5°時，地面噪聲將大幅增加。（3）極化角：是指衛星發出的線極化波到達接收地后其相應極化方向與當地水平面或鉛垂線偏差的角度。電磁波的電場矢量方向可按旋轉或線性方式變化，對應的兩種電磁波分別被稱為圓極化波和線極化波。線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式，常見的衛星信號大多采用線極化方式傳送，其電場矢量方向與赤道面平行即為水平極化，與赤道面垂直即為垂直極化。

1.3 對星原理

根據站址的地理位置，由下列公式可以計算出便攜站天線的方位角、俯仰角和極化角。

天線俯仰角：

■

天線方位角：

■

天線極化角：

■

當（Φs-Φ0）>0時，P取“-”，當（Φs-Φ0）<0時P取“+”。公式中：R — 地球半徑6370公里，H — 衛星高度35786公里，φs— 便攜站地理經度（東經），θ— 便攜站地理緯度（北緯），φ0— 所對衛星的星下點經度。

便攜站地理坐標的經度φs、緯度θ，可利用GPS或北斗設備獲取，所對衛星的星下點經度φ0可查表獲取。將以上三個公式輸入EXCEL軟件，通過軟件可以直接計算出來。利用地磁羅盤得出天線的當前實際指向（方位角和俯仰角——實際值），比較理論值與實際值，若兩者不等，則調整天線位置，使其方向、俯仰角與計算值相等，天線對準衛星[3]。

二、對星策略

便攜站天線對星分七步進行：（1）獲取便攜站架設地點的經、緯度數據：利用GPS或北斗相關專業工具實測便攜站架設地點的經、緯度數據，也可參考最近的城市的經、緯度數據。通?？h級以上地區的經、緯度數據都可以通過查表獲得。（2）計算天線對星數據：利用對星理論公式計算出天線對準目標衛星的方位角A、俯仰角E和極化角P（理論值）。（3）調整極化角：先調整極化角P，轉動饋源組件，粗調極化角至理論值附近。（4）調整俯仰角：再調整俯仰角E，利用地質羅盤將衛星天線仰角調整至理論值。用地磁羅盤大致確定俯仰角度，俯仰調整時靠轉動俯仰軸上的支撐桿來完成，注意不能將俯仰絲杠旋出，否則可能損壞天線。（5）調整方位角：最后調整方位角A，先大范圍緩慢轉動便攜站天線方位角，在理論值附近尋找目標衛星的信標信號，注意進行全面仔細搜索，保證方位角停留的位置是信標信號的最大值，通過觀察便攜站的信噪比EB/NO的大小來決定。（6）微調：方位角A和俯仰角E微調，反復交替調整方位角A和俯仰角E，使信標信號最大，即EB/NO達到最大值。（7）完成對星：鎖定方位、俯仰絲杠，轉動極化角，使接收到的信標信號電平值最大，從而完成便攜站天線對星。對星完畢還需進行通信聯絡論證，確保通信暢通。

三、小結

本文闡述了衛星通信便攜站天線的對星原理及策略，為應對便攜站應急開通（如：搶險救災、突發事件），利用便攜站快速進行各類衛星通信業務具有重大的的指導意義和實用價值。實現了在任何地點和環境條件下，可以快速建立衛星通信通道，將現場的情況實時傳回各級指揮中心，進行話音、數據和視頻通信。

【摘要】 衛星通信便攜站具有通信鏈路建立迅速，開通快捷，操作簡便等優點，在軍、民領域得到廣泛運用。本文闡述了衛星通信便攜站天線對星原理及策略，利用該對星策略能夠及時建立衛星通信鏈路，實現話音、數據和視頻通信。

【關鍵詞】 選址 對星策略 便攜站

一、便攜站天線對星原理

1.1 選址

便攜站天線要準確對星，其選址很關鍵。站址應選擇在無遮擋、平坦開闊的地方，在便攜站天線指向上不應有遮擋物（如電力線、樹、建筑物等）；不應有微波接力通信線路，否則衛星通信和微波接力通信相互干擾。

1.2 方位角、俯仰角和極化角

便攜站天線要準確對星，必需計算出便攜站天線對星的方位角、俯仰角和極化角。（1）方位角：一般定義為從便攜站正北方向起（0°），順時針旋轉到天線指向方向的水平夾角。由于同步衛星軌道是處在赤道上空且是東西方向的，我國又處于北半球，便攜站面對的同步軌道是在正南方向，便攜站天線指向應是南方。（2）俯仰角：是指天線指向方向與當地水平面間的夾角。俯仰角為90°時與水平面垂直，俯仰角為0°時與水平面平行，天線的正常工作俯仰角一般在5°～90°之間。當天線俯仰角低于5°時，地面噪聲將大幅增加。（3）極化角：是指衛星發出的線極化波到達接收地后其相應極化方向與當地水平面或鉛垂線偏差的角度。電磁波的電場矢量方向可按旋轉或線性方式變化，對應的兩種電磁波分別被稱為圓極化波和線極化波。線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式，常見的衛星信號大多采用線極化方式傳送，其電場矢量方向與赤道面平行即為水平極化，與赤道面垂直即為垂直極化。

1.3 對星原理

根據站址的地理位置，由下列公式可以計算出便攜站天線的方位角、俯仰角和極化角。

天線俯仰角：

■

天線方位角：

■

天線極化角：

■

當（Φs-Φ0）>0時，P取“-”，當（Φs-Φ0）<0時P取“+”。公式中：R — 地球半徑6370公里，H — 衛星高度35786公里，φs— 便攜站地理經度（東經），θ— 便攜站地理緯度（北緯），φ0— 所對衛星的星下點經度。

便攜站地理坐標的經度φs、緯度θ，可利用GPS或北斗設備獲取，所對衛星的星下點經度φ0可查表獲取。將以上三個公式輸入EXCEL軟件，通過軟件可以直接計算出來。利用地磁羅盤得出天線的當前實際指向（方位角和俯仰角——實際值），比較理論值與實際值，若兩者不等，則調整天線位置，使其方向、俯仰角與計算值相等，天線對準衛星[3]。

二、對星策略

便攜站天線對星分七步進行：（1）獲取便攜站架設地點的經、緯度數據：利用GPS或北斗相關專業工具實測便攜站架設地點的經、緯度數據，也可參考最近的城市的經、緯度數據。通常縣級以上地區的經、緯度數據都可以通過查表獲得。（2）計算天線對星數據：利用對星理論公式計算出天線對準目標衛星的方位角A、俯仰角E和極化角P（理論值）。（3）調整極化角：先調整極化角P，轉動饋源組件，粗調極化角至理論值附近。（4）調整俯仰角：再調整俯仰角E，利用地質羅盤將衛星天線仰角調整至理論值。用地磁羅盤大致確定俯仰角度，俯仰調整時靠轉動俯仰軸上的支撐桿來完成，注意不能將俯仰絲杠旋出，否則可能損壞天線。（5）調整方位角：最后調整方位角A，先大范圍緩慢轉動便攜站天線方位角，在理論值附近尋找目標衛星的信標信號，注意進行全面仔細搜索，保證方位角停留的位置是信標信號的最大值，通過觀察便攜站的信噪比EB/NO的大小來決定。（6）微調：方位角A和俯仰角E微調，反復交替調整方位角A和俯仰角E，使信標信號最大，即EB/NO達到最大值。（7）完成對星：鎖定方位、俯仰絲杠，轉動極化角，使接收到的信標信號電平值最大，從而完成便攜站天線對星。對星完畢還需進行通信聯絡論證，確保通信暢通。

三、小結

本文闡述了衛星通信便攜站天線的對星原理及策略，為應對便攜站應急開通（如：搶險救災、突發事件），利用便攜站快速進行各類衛星通信業務具有重大的的指導意義和實用價值。實現了在任何地點和環境條件下，可以快速建立衛星通信通道，將現場的情況實時傳回各級指揮中心，進行話音、數據和視頻通信。

【摘要】 衛星通信便攜站具有通信鏈路建立迅速，開通快捷，操作簡便等優點，在軍、民領域得到廣泛運用。本文闡述了衛星通信便攜站天線對星原理及策略，利用該對星策略能夠及時建立衛星通信鏈路，實現話音、數據和視頻通信。

【關鍵詞】 選址 對星策略 便攜站

一、便攜站天線對星原理

1.1 選址

便攜站天線要準確對星，其選址很關鍵。站址應選擇在無遮擋、平坦開闊的地方，在便攜站天線指向上不應有遮擋物（如電力線、樹、建筑物等）；不應有微波接力通信線路，否則衛星通信和微波接力通信相互干擾。

1.2 方位角、俯仰角和極化角

便攜站天線要準確對星，必需計算出便攜站天線對星的方位角、俯仰角和極化角。（1）方位角：一般定義為從便攜站正北方向起（0°），順時針旋轉到天線指向方向的水平夾角。由于同步衛星軌道是處在赤道上空且是東西方向的，我國又處于北半球，便攜站面對的同步軌道是在正南方向，便攜站天線指向應是南方。（2）俯仰角：是指天線指向方向與當地水平面間的夾角。俯仰角為90°時與水平面垂直，俯仰角為0°時與水平面平行，天線的正常工作俯仰角一般在5°～90°之間。當天線俯仰角低于5°時，地面噪聲將大幅增加。（3）極化角：是指衛星發出的線極化波到達接收地后其相應極化方向與當地水平面或鉛垂線偏差的角度。電磁波的電場矢量方向可按旋轉或線性方式變化，對應的兩種電磁波分別被稱為圓極化波和線極化波。線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式，常見的衛星信號大多采用線極化方式傳送，其電場矢量方向與赤道面平行即為水平極化，與赤道面垂直即為垂直極化。

1.3 對星原理

根據站址的地理位置，由下列公式可以計算出便攜站天線的方位角、俯仰角和極化角。

天線俯仰角：

■

天線方位角：

■

天線極化角：

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當（Φs-Φ0）>0時，P取“-”，當（Φs-Φ0）<0時P取“+”。公式中：R — 地球半徑6370公里，H — 衛星高度35786公里，φs— 便攜站地理經度（東經），θ— 便攜站地理緯度（北緯），φ0— 所對衛星的星下點經度。

便攜站地理坐標的經度φs、緯度θ，可利用GPS或北斗設備獲取，所對衛星的星下點經度φ0可查表獲取。將以上三個公式輸入EXCEL軟件，通過軟件可以直接計算出來。利用地磁羅盤得出天線的當前實際指向（方位角和俯仰角——實際值），比較理論值與實際值，若兩者不等，則調整天線位置，使其方向、俯仰角與計算值相等，天線對準衛星[3]。

二、對星策略

便攜站天線對星分七步進行：（1）獲取便攜站架設地點的經、緯度數據：利用GPS或北斗相關專業工具實測便攜站架設地點的經、緯度數據，也可參考最近的城市的經、緯度數據。通?？h級以上地區的經、緯度數據都可以通過查表獲得。（2）計算天線對星數據：利用對星理論公式計算出天線對準目標衛星的方位角A、俯仰角E和極化角P（理論值）。（3）調整極化角：先調整極化角P，轉動饋源組件，粗調極化角至理論值附近。（4）調整俯仰角：再調整俯仰角E，利用地質羅盤將衛星天線仰角調整至理論值。用地磁羅盤大致確定俯仰角度，俯仰調整時靠轉動俯仰軸上的支撐桿來完成，注意不能將俯仰絲杠旋出，否則可能損壞天線。（5）調整方位角：最后調整方位角A，先大范圍緩慢轉動便攜站天線方位角，在理論值附近尋找目標衛星的信標信號，注意進行全面仔細搜索，保證方位角停留的位置是信標信號的最大值，通過觀察便攜站的信噪比EB/NO的大小來決定。（6）微調：方位角A和俯仰角E微調，反復交替調整方位角A和俯仰角E，使信標信號最大，即EB/NO達到最大值。（7）完成對星：鎖定方位、俯仰絲杠，轉動極化角，使接收到的信標信號電平值最大，從而完成便攜站天線對星。對星完畢還需進行通信聯絡論證，確保通信暢通。

三、小結

本文闡述了衛星通信便攜站天線的對星原理及策略，為應對便攜站應急開通（如：搶險救災、突發事件），利用便攜站快速進行各類衛星通信業務具有重大的的指導意義和實用價值。實現了在任何地點和環境條件下，可以快速建立衛星通信通道，將現場的情況實時傳回各級指揮中心，進行話音、數據和視頻通信。