卫星数据广播系统CMACast接收天线安装调试

摘要：随着新一代卫星数据广播系统CMAcast即将投入使用，全省气象部门都要对卫星接收天线进行安装调试。该文简单介绍了卫星接收天线选址的注意事项及天线架设的正确方法，详细介绍了卫星接收天线方位角、仰角和极化角正确的计算方法及对其进行调整的具体方法步骤。

关键词：卫星接收天线；安装；调试；方位角；仰角；极化角

中图分类号：TN828文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)13-3171-02

Installation and Adjustment of Satellite Antenna of CMACast

XIAO Bing-kun, LV Kun, CUI Jun, LOU Feng-ming

(Huizhou Meteorological Bureau, Huizhou 516003, China)

Abstract: As the new generation CMACast is about to put into operation, installation and adjustment of satellite antenna is consequently placed on the agenda in meteorological department. In this article we briefly introduced the considerations of satellite antenna site selection and sound approach of antenna erecting, and mainly explained the decision methods of azimuth, elevation and polarizing angle and key steps to adjust these angles.

Key words: satellite antenna; installation; adjustment; azimuth; elevation; polarizing angle

1 卫星接收天线的安装

1) 天线选址:卫星地面站的选址是一个重要环节，必须充分考虑以下几个方面：

天线指向卫星方向上不能有任何障碍物；天线周围不应有干扰源；卫星天线架设的基座要牢固；卫星天线的架设位置应避开风口；在房顶架设时，应考虑在风暴情况下地面站因受力而产生的对屋顶的破坏性影响；在平地上架设应考虑天线可能带来的安全问题；卫星天线架设时应考虑电缆线长度尽可能短；传输线应使用性能较好的同轴电缆并对接头做好防水处理[1]；在多雷雨地区，天线的架设应避开雷击多发地点并采取多种避雷措施防止雷击事故发生。

2) 基座的建设:天线的槽钢底座的长宽应该不小于1.5 米×1.5 米，高度不小于25 厘米，水泥建议采用标号为425#，浇注地基所使用的混凝土强度应不低于C30。

3) 天线的组装、架设：

安装立柱脚架前，做好水平校正，然后将立柱脚架固定在基座上；安装天线面的加强支架、方位托盘；装馈源支架、馈源固定夹；馈源、高频头与相连的波导口对准、对齐，将连接好的馈源、高频头装在馈源固定夹上，注意安装方向，最后安装天线的极化器；将高频头的输入波导口与馈源或极化器输出波导口对齐，中间加密封橡胶垫圈，并用螺钉紧固；接好电缆线后，用防水粘胶或橡皮防水套敷裹。

2 卫星接收天线安装参数的计算

设地面站的纬度为?准e （北纬为正，南纬为负），经度为λe（东经为正，西经为负），卫星经度为λs（东经为正，西经为负），由于我国位于北半球，方位角的计算公式[2]：

俯仰角的计算公式[2]：

极化角的计算公式[3]：

式中地球半径Re = 6378km，卫星距地球表明高度H= 35786km[4]。以惠州为例，惠州的经纬度为（λe=114.4°, φe=23.09°），亚洲四号卫星的经度为东经λs=122°，把以上参数代入公式中算得方位角AZ=161.2°，仰角EL=61.6°，极化角Apol=17.2°。

3 卫星接收天线调试

3.1 调试前准备

1) 准备如下调试工具：笔记本电脑、卫星接收机、指南针、网线一根、5米电缆线一条、铅垂及挂线。按图1用硬纸片做2个三角板（其中一个为17.2°，另一个为28.4°）；按图2用硬纸片做一个长方形，标上正北方向及161.2°的延长线并按天线支架立柱的大小剪出一个半圆。

2) 接收机参数设置：修改计算机的IP地址，使其和接收机的IP地址在同一网段，打开浏览器，在网址栏输入URL地址192.168.0.1（出厂默认），出现HX60接收机的主页。点击界面上的“射频端口设置”，弹出设置界面。设置参数如下：

接收模式 DVB-S2；

调制方式 8PSK；

码率30.0；

频率1310.0；

LNB供电电压 13V；

单音信号开关 打开。

在设置PID(分组识别码)栏目，完成了PID码从100到107共8个PID码的输入和提交。

3.2 卫星接收天线的调试

1) 调整极化角

极化角：是指卫星下行极化面在天线面上的投影与天线水平极化矢量的夹角[5]。如图3所示，用做好的17.2°三角形紧贴在馈源上方，顺时针旋转馈源，直到三角形的上边调至水平，极化角的角度正好为17.2°，极化角调整完成。

2) 调整仰角

仰角：是指接收点和卫星的连线与接收点水平面的夹角 [6]。如图4所示由于十字背架支架正好是一个长方体，当∠AOB=28.4°时，仰角即为61.6°。

如图5所示，用28.4°硬纸片三角形放在∠AOB位置，调整卫星天线仰角角度，使OA及OB边刚好贴紧三角形的两边。即天线的仰角正好为61.6°，仰角调整完成。

3) 调整方位角

方位角：是指从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。由于天线十字背架的水平投影为正十字架，所以十字架垂直方向的方位正好是天线的方位角。

方法1：如图6所示用指南针对准十字架垂直方向边沿线，调整方位角至指南针161.2°的方向与其重合，即天线的方位角正好为161.2°。

方法2：如图6所示，用长方形硬纸片套在立柱脚架上，指南针放在纸片的南北方向线上，先调整硬纸片的方向，至指南针指向正北方向与硬纸片上的正北方向线重合。将铅垂拴在十字背架上方中心位置，慢慢调整天线的方向，直到铅垂的中心点刚好落在161.2°的延长线上，即天线的方位角刚好为161.2°。方位角调整完成。

方法1虽然简单，但由于采用目测方法，所以可能会有较大的误差；方法2虽然相对比较繁琐，但是精确度比较高，非常实用。

4) 信号调试

用电缆线连接接收机（这时候如果还没有对上星，接收机只有电源灯和LNB供电两盏灯亮），用电脑进入接收机的主页，点击“信号接收状态”，查看信号接收状态。在未入锁以前微调方位角和仰角，直到接收机的“数据”与“锁定”两盏灯都亮了，说明对星成功。接下来就要通过查看“信号接收状态”的信噪比再进行微调，当信噪比大于等于7.0即可。调整完毕后，锁紧方位角和俯仰角的调整螺丝，并作上标记以便日后进行检查。

通过以上对卫星接收天线进行安装与调试的方法步骤，在没有专业的卫星接收天线安装调试工具及缺乏安装经验的情况下，能高效完成卫星接收天线的安装调试工作,确保各级台站的技术人员都能轻易完成对新一代卫星接收天线的安装与调试。

参考文献：

[1] 马骏.卫星天线的选址与调整中应注意的问题[J].青海石油,2010,28(2):115-117.

[2] 邓四化.卫星接收天线仰角和方位角计算公式的推导[J].中国有线电视,1998(8):45-46.

[3] 林培通.卫星接收极化角计算公式的推导[J].宁德师专学报:自然科学,2004,16(4):400-402.

[4] 田向东.如何调整卫星接收天线接收卫星信号[J].实用影音技术,2010(5):96-98.

[5] 蔡国新,张滨,伍宗伟,贾维敏.关于极化角计算的研究[J].无线电通信技术,2009,35(5):37-39.

[6] 杨秀坤,杨秀玲.卫星接收天线仰角计算新公式[J].有线电视技术,2010(1):38-41.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文