亚洲卫视 > 器材测评
中星九号直播卫星天线的对比和选择
日期:2010-7-6 9:54:49 阅读:   来源:焦冬秀

随着国家对“村村通”工程的不断投入,越来越多的老百姓能够通过卫星电视这一传输方式,看到清晰的电视节目和听到更多的广播节目。同时,“村村通”工程的投入和实施也使得卫星通信越来越贴近人们的生活,大家通过收看卫星电视认识、了解并使用了卫星接收设备。那么在什么样的环境下选择什么样的接收设备,才能收到较好的电视节目质最呢?本文结合卫星电视接收的基本理论对中星9号直播卫星使用的接收天线进行分析和整理,提出用户在选择接收天线时需要注意的要点。

目前接收中星九号直播卫星Ku波段信号的天线主要有两大类,一是平板天线;二是偏馈天线。二者在接收直播卫星电视信号时均具备重量轻、体积小、占用空间少、安装使用方便等优势。但在接收方式、组织结构、工作原理、适应环境及接收效果等方面存在着差异,那么用户该如何结合自己的实际情况,选择适合的天线呢?

两种天线的对比

1、接收方式

偏馈天线属于反射式抛物面天线,是采用电磁波一次反射式的接收天线,反射面是起反射作用的。平板天线也叫平面天线,相对于抛物面天线而言,因其天线面是平面而命名,它直接使用天线面接收电磁波。二者在接收方式上有本质的不同。

2、组织结构及工作原理

平板天线在组织结构和制作工艺上要比偏馈天线稍微复杂些,因此其成本价格也略比偏馈天线高些。平板天线有缝隙式平板天线和振子式平板天线两类,均属于阵列式天线。以缝隙式平板天线为例,缝隙式平板天线除去塑料外壳之后,其内部由三层金属板构成,最上一层称为缝隙辐射层,第二层是传导层,第三层与第二层传导层共同构成了波导的传输馈电电路,成为波导传输层。与偏馈天线不同,专用于接收中星九号直播卫星的平板天线具有能处理Ku波段信号的内置高频头,也就是说,高频头与平板天线集成在一起,且没有馈源。偏馈天线的接收系统是由反射面、馈源和高频头组成。其中反射面是由金属材质构成的旋转抛物面的一部分,馈源高频头所在的相位中心是抛物面的焦点。

从两种天线的组织结构中,我们可以看出由于组织结构的不同,天线在接收电磁波信号的工作原理也不同,缝隙式平板天线和振子式平板天线的工作原理符合半波振子天线理论,主接收方向是垂直于天线的法线方向。偏馈天线的工作原理是:平辑于抛物面天线轴向的方向的电磁波,经反射面反射后,汇聚于焦点处,由馈源接收并送给高频头。平板天线与反射式抛物面天线一样,天线口径越大,方向性越强,天线口径越小,方向性越差。

3、工作效率

工作效率是衡量天线的一个重要的技术指标,偏馈天线的工作效率一般在0.6左右。平板天线由于采用了辐射元的馈电,提高了平板天线的工作效率,振子式平板天线的馈电采用微带传输线,缝隙式平板天线的馈电是波导。无论是振子式平板天线,还是缝隙式平板天线,如果达到完全的同相馈电它们的效率就会很高,通常要超过反射式抛物面天线。这也就是,采用小口径平板天线的接收效果要比同样大小的偏馈天线的接收效果要好的原因。

两种天线的选择

用户选择天线需从天线的体积、功能、接收效果、适应环境及耐用性等方面,结合用户使用的基本目标综合考虑的选择,下面从天线的兼容性、多功能性、工作环境、接收信号强度和耐用性等方面进行分析,提出用户在选择天线时所注意的要点。

1、注重设备的兼容性、多功能性

中星九号上的卫星电视节目与去年相比,发生了很多变化,比如节目的极化方式由原来的单纯的左旋极化波,变成了左旋极化和右旋极化并存的情况。同时,用户如在接收中星九号卫星电视节目的同时,也想使用该设备接收其他卫星的右旋的KU波段的信号,就要充分考虑天线极化方式的选择,比如25公分振子式一体化平板天线有左旋极化形式的,也有左旋/右旋极化形式的,根据上述用户实际情况,应选择具有多种极化方式的平板天线。若采用偏馈天线,考虑到信号的多极化方式,可通过选择双极化的高频头来实现多种极化信号的接收。由于平板天线内置高频头,如高频头出现故障,可能整个天线都要进行更换,对于偏馈天线接收系统,如高频头出现故障,可只更换新的高频头就可以。

2、注重天线的工作环境

首先是对于温度的考虑,在使用抛物面天线时,不存在工作温度范围,不论南方的酷暑还是北方的严寒,都对天线无所谓。然而在振子式平板天线里,它的辐射单元和馈线都使用微带技术,印刷电路板是由金属薄板构成,在酷暑和严寒时都有冷缩热胀问题,结果就会使辐射单元和微带馈线的尺寸发生变化,从而影响了特性。因此北方和南方的使用者,在挑选振子式平板天线时应从实际情况来考虑这一问题。

第二是基于雨衰的考虑,雨衰是指电波进入雨层中引起的衰减。它包括雨粒吸收引起的衰减和雨粒散射引起的衰减。由于Ku波段的信号比其他波段的信号更容易引起雨衰,因此,用户在选择卫星电视接收设备时要特别注意雨衰对信号的影响,特别是对于南方多雨的地域。对比普通25公分平板天线和45公分偏馈天线同时在下雨天接收信号时,偏馈天线的接收效果要优于平板天线。但目前市场上有不少抗雨衰的平板天线,也能达到在暴雨环境中正常收看的效果。所以,用户在选择天线时要结合自己实际情况进行选择,尤其是选择平板天线时,要注意尽量选择防水效果较好的天线。

第三是基于安装位置的考虑,用户要根据预先设定好的安装位置来进行天线的选择,有的用户安装在室外,有的用户安装在室内,有的用户由于收到使用位置的局限,不得不选择体积比较小的平板天线;天线需安装在室内的用户,必须要考虑电波在穿透玻璃、阳台防盗网等物质时所受到的影响,如对位置无严格要求的用户,可尽量选择口径略大的偏馈天线,因其能提供较大的增益。总之,典型的普通25公分平板天线的接收效果对环境条件和气候条件比较敏感,而45公分偏馈天线除在体积上、工作效率与平板天线相比存在差异之外,对环境和气候的条件相对宽松,效果也较好。

3、注重接收信号的强度

根据用户使用情况分析,25公分平板天线在山东,江浙沪及南部沿海地区,应用比较广泛,因中星九号在此地区的EIRP值较高,信号相对强,而中西部地区及华北东北地区因为信号相对要弱一点用户大多选择45公分偏馈天线套站。

4、注重天线的耐用性、便捷性

接收天线和高频头是卫星电视接收系统的最前端,大多数位于室外,考虑到接收设备在室外工作的长期性,用户在选择天线时尤其要注意考虑天线的耐用性,比如全面考察天线的材料,做工等。我们建议用户应尽量去购买具有该种天线生产资格的正规厂家的产品,尽量选择材质较好的天线。其次,在使用过程中,要注重对天线的维护和保养。

有些用户的接收天线可能存在位置相对不固定的情况,比如对于内蒙古的一些牧民,随着季节性的牧场位置改变,生活的墙所也要发随之变化,因此天线的安装调试环节的便捷性显得尤为重要,平板天线和偏馈天线在和安装和调试都相对简单,由于中星九号卫星采用的是圆极化电波,天线在调试时,不需要调节极化角,只需调试方位角和仰角即可。

基于以上的分析,信号强弱、防雨衰、安装位置、携带便利性等因素都是选择天线大小和功能的重要影响因素,不论是选择平板天线套站还是偏馈天线套站,两者在市场价格上的区别不大,但考虑的设备使用的实用性和长期性,用户应该结合天线的实际应用环境和使用目的来选择适合自己的天线。