C/Ku波段兼容接收衛星天線的選配

李學偉

1 接收地點的EIRP值決定了衛星接收天線口徑

轉發器及EIRP：在同一衛星上有多個轉發器，每個轉發器都有自己的賦形波束和等效全向輻射功率（EIRP），通過衛星的EIRP場強覆蓋圖，我們可以查得該衛星信號的轉發波段波束輻射功率。在接收地點的EIRP值決定了所使用的天線口徑大小和高頻頭的噪聲系數。

從亞洲地區部分廣播電視同步衛星轉發器下行頻率中國地區波束（EIRP）值例表1中可以看出，目前，C波段EIRP值一般在44.5～36 dB，Ku波段EIRP值一般在58～46 dB，至于接收地點天線口徑的選擇和衛星轉發器的EIRP值有著密切的關系，EIRP值越小需要選擇接收天線口徑越大，反之EIRP越大則選擇接收天線可以進一步縮小。為解決廣播電視節目信號無線數字化覆蓋創造接收技術條件，隨著現代衛星電視廣播技術的日趨發展，廣播電視電視衛星轉發器EIRP功率值不斷增大，相應的地面接收衛星天線可以小型化，不僅可以降低接收天線的成本，而且占用空間小。

2 兼容接收C/Ku波段衛星天線增益與口徑的選擇

C/Ku波段兼容接收衛星電視廣播節目信號，其衛星接收天線是關鍵，衛星接收天線一定要選擇高精度的名牌天線，國內知名品牌衛星天線主要有：中衛、斯威克、三威、華達、高斯貝爾等型號天線，現以中衛（JONSA）正饋天線和偏饋天線規格參數表2、表3為例作參考。

表1 亞洲地區部分衛星中國地區波束（EIRP）

表2 中衛（JONSA）正饋天線規格參數表

表3 中衛（JONSA）偏饋天線規格參數表

從參數表2和表3中可知，各規格口徑天線在接收C波段4.0 GHz（dB）和Ku波段12.5 GHz（dB）的天線增益理論值，及根據實際衛星信號當地EIRP值和綜合考慮接收環境、天氣雨衰等影響因素來選擇衛星接收天線口徑。

正饋C波段天線用于C/Ku波段兼容接收時，既要考慮接收C波段信號天線的增益也要兼顧接收Ku波段信號的天線增益，由偏饋天線接收原理得知，偏饋天線反射面是在正饋拋物面反射天線半徑區域截取一塊的原理作為偏饋天線反射面的，那么1.5m C波段天線半徑R為0.75 m，由此得知，1.5m C波段天線用在接收Ku波段信號時理論上只能達到0.75～0.9 m偏饋Ku波段天線的效果。隨著衛星天線制造工藝的進步，近幾年有C/Ku波段兼容接收天線面世，從表2、表3參數對比中可以看出，如正饋P1501規格（整板天線）在接收C波段4.0 GHz天線增益為34.31 dB，用于接收Ku波段12.5 GHz時天線增益為44.26 dB相當于偏饋S150天線的增益，這是從理論上按照天線反射面積給出的理論值，但在實際應用上，Ku波段高頻頭（LNB）用于正饋天線接收時，由于高頻頭饋源支架是專為C波段高頻頭中心正焦而設計的，用于Ku波段高頻頭接收時焦點和焦距及安裝的誤差等因素勢必影響饋源效率的降低，使其用在接收Ku波段信號時天線效率不可能達到75%，如果仔細算一下面積和效率之比，1.5m C波段天線效率只要達到45%即可與1.2 m偏饋Ku波段天線增益相當，如果選擇好支架夾具和高效饋源及采用精品高增益Ku波段高頻頭等因素對接收的效率應該有一定的提高，所以，選配1.5 m正饋（整板天線）接收Ku波段12.5 GHz信號時相當于1.2 m偏饋Ku波段天線的接收增益43.32 dB，同時又能滿足接收C波段4.0 GHz信號增益為34.31 dB。決定天線效率的主要因素是天線拋物面的制造精度和拋物面的材質及結構，相同條件下，整板天線的效率要比分瓣的高5%，只有高精度、高性能的天線才能保證天線的高增益接收，所以，正饋C波段天線用于兼容接收C/Ku波段信號，應采用1.5 m以上高精度天線確保穩定接收數字電視廣播信號的技術條件。

偏饋Ku波段天線用于C/Ku波段兼容接收衛星電視廣播信號的天線口徑選擇，從表3中衛（JONSA）偏饋天線規格參數可以看出，S120規格（1.2m）偏饋Ku波段天線用于接收C波段4.0 GHz信號時天線增益為32.78 dB，用于接收Ku波段12.5 GHz信號時天線增益為43.32 dB。從天線增益參數值及應用于實際接收驗證，在我國高緯度東北地區，黑龍江省中北部接收地點，東經126°5＇，北緯47°36＇，采用中衛1.2 m偏饋Ku波段天線兼容接收60°E～180°E之間的廣播電視同步衛星C/Ku波段數字信號,用于接收C波段信號時更換偏饋Ku波段天線專用C波段高頻頭夾具和C波段雙極化單輸出高頻頭及饋源或高效饋源，C波段下行頻率當地EIRP值在33 dB以上的電視廣播信號基本能夠達到穩定接收下載，從實際接收驗證了“中衛1.2 m偏饋Ku波段天線”在用于接收C段波段4.0 GHz信號時天線增益為32.78 dB的參數收視性能，由此得知，在接收C波段4.0 GHz信號時，天線增益小于33 dB以下規格偏饋天線將無法收到下載4.0 GHz信號，實際接收證明在高緯度，東北地區用偏饋天線兼容接C/Ku波段電視廣播信號天線口徑不應小于1.2 m。

無論是正饋天線還是偏饋天線，在選擇天線口徑時一定要選擇高精度、高增益相應口徑大些的天線才能保證天線接收的高增益。因為衛星天線反射面積與天線增益是成正比的，在實際衛星信號接收時還要查閱該衛星的輻射波束EIRP場強圖是否覆蓋當地區域，有些國家的衛星是定向區域波束，如果接收地點不在輻射區內，那么將無法收到此衛星信號，即使在輻射區邊緣內EIRP值低于天線增益也很難接收到。中國地域遼闊，國土面積大，由于接收地點所在經緯度不同，有的地區能接收到國外某衛星節目，有的地區就收不到，就是有這方面原因。