衛(wèi)星平板天線的安裝調(diào)試技巧

□陳 丹

平板天線原理

縫隙式平板天線是一種振子式平板天線的陣列式天線。它可分為諧振式和非諧振式兩種。我們常用的是諧振式的，因?yàn)樗妮椛浞较蚴谴怪庇谄桨逄炀€的，便于使用?？p隙式平板天線尺寸很小，效率卻很高。一般縫隙式平板天線除去塑料外殼，內(nèi)部由三層金屬板構(gòu)成。最上一層稱為縫隙輻射層,它是在金屬板上面整整齊齊開鑿了許多排列有序的裂縫。這些大小一致的裂縫,相當(dāng)于振子式平板天線的半波振子輻射單元,或者說每一個(gè)小裂縫就是一個(gè)縫隙天線單元。而由這眾多裂縫組成的縫隙天線陣就構(gòu)成了平板天線。這個(gè)有規(guī)則的裂縫大小尺寸恰好等于Ku 波段平均波長的二分之一。因此縫隙式平板天線的工作原理仍然符合半波振子天線的理論。縫隙式平板天線的第二層是傳導(dǎo)層，它起著將第一層縫隙輻射層的各個(gè)裂縫輻射元吸收來的電波信號(hào)通過各個(gè)對(duì)應(yīng)“窗口”耦合到第三層波導(dǎo)饋電層或稱之為波導(dǎo)傳輸層上去。縫隙式平板天線的第三層與第二層傳導(dǎo)層共同構(gòu)成了波導(dǎo)的傳輸饋電電路，從而真正成為波導(dǎo)傳輸層。

平板天線與高頻頭一體化，使調(diào)節(jié)因素全部落到了天線上，無需調(diào)節(jié)高頻頭。高頻頭是單一極化沒有饋源的。

安裝技巧

安裝平板天線，首先要把它指向正南。其次要明確衛(wèi)星信號(hào)是水平極化的，還是垂直極化的。調(diào)節(jié)天線的方位角，可通過調(diào)節(jié)平板天線面與支撐桿之間的第三個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)。如果接收的衛(wèi)星軌位高于所對(duì)應(yīng)的正南方向衛(wèi)星的軌位，就將平板天線向東轉(zhuǎn)；反之如果接收的衛(wèi)星軌位低于正南方向的衛(wèi)星軌位，就將平板天線向西轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)仰角，調(diào)節(jié)平板天線面與支撐桿之間的中間調(diào)節(jié)環(huán)。

大體調(diào)節(jié)方位角、仰角后,再返回調(diào)節(jié)極化角。在反射式拋物面天線中是調(diào)節(jié)高頻頭的極化角，而現(xiàn)在調(diào)節(jié)的是平板天線的面的極化角。雖然兩者的調(diào)節(jié)部位不一樣，但兩者調(diào)節(jié)的方法是相似的。只要把平板天線的面看成高頻頭內(nèi)的天線振子(俗稱探針)，反復(fù)調(diào)節(jié)三個(gè)角，直到把衛(wèi)星信號(hào)調(diào)出來。

安裝技巧一：調(diào)試提高駐波比。駐波比是電信號(hào)在傳輸中是否全部傳輸?shù)竭_(dá)終點(diǎn)的一個(gè)指標(biāo)。傳輸中處處都可能有阻擋，有阻擋就會(huì)有反射。因?yàn)閭鬏斨校魏蔚胤阶杩共黄ヅ浠騻鬏攲?dǎo)體的粗糙和不光滑，都會(huì)造成電波的反射。因此調(diào)試中必須測試駐波比，使得駐波比趨向于1，它表示沒有反射,表示接收的信號(hào)能更多的傳輸?shù)浇K端。

調(diào)試技巧二：調(diào)整方向性，降低噪聲。天線的噪聲是一個(gè)很復(fù)雜的問題，通常是在無源天線中固有的熱噪聲和引入的天電噪聲(仰角噪聲)。但是由于目前的平板天線多為天線+高頻頭構(gòu)成的一體化平板天線，所以高頻頭的噪聲在此時(shí)就成為一體化天線的噪聲。為了提高天線使用的有效性，將有限的功率集中輻射到有用的地方，通常天線都設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的方向性。一般用天線的方向性系數(shù)和方向性圖來表示天線的方向性。方向性系數(shù)≈3.2n，n 為縫隙數(shù)。天線的方向性圖有兩類：一是直角坐標(biāo)系的方向性圖，另一是圓坐標(biāo)系方向性圖。

天線的方向性強(qiáng)弱可用半功率角來表示，它是天線方向性圖中主瓣上功率下降一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的角度。或者從座標(biāo)幅度為1 處下降至0.707 幅度值時(shí)，所對(duì)應(yīng)的角度值。從實(shí)測情況來看，這款平板天線的半功率角為2.5°左右。從這個(gè)數(shù)值來看，天線的方向性是很強(qiáng)的，因此它的效率會(huì)很高。

從這款小平板天線的半功率角看出，發(fā)燒友的“一鍋多星”也可以實(shí)現(xiàn)，不過要求雙星的軌位最多只能相差2.5°，超過2.5°則兩顆衛(wèi)星無法兼收。由此也可以推斷，反射式拋物面天線凡是能實(shí)現(xiàn)一鍋多星的，其半功率角都很大，說明這種天線的增益和方向性與效率以及聚焦都不是很好。

安裝調(diào)試技巧三：選擇好的鍋面，提高效率。效率是平板天線的一個(gè)很重要的技術(shù)指標(biāo)。反射式拋物面天線中，一次反射式拋物面天線最高質(zhì)量的天線效率只有0.7 左右，而一般符合國標(biāo)的天線的效率也只有0.6 左右。而通常低價(jià)格非正規(guī)廠家的天線恐怕只有0.4～0.5，必須選擇好的拋物面天線。平板天線的效率，有個(gè)非常重要的因素就是平板天線的輻射元的饋電。在振子式平板天線上，它們的饋電采用微帶傳輸線。在縫隙式平板天線上，它們的饋電是波導(dǎo)。無論是振子式平板天線，還是縫隙式平板天線，它們的饋電如果達(dá)到完全同相饋電，它們的效率就會(huì)很高，通常要超過反射式拋物面天線。

改進(jìn)提高方法

饋線傳輸損耗，在振子式平板天線中采用的是微帶傳輸線，而在縫隙式平板天線中采用的是傳輸波導(dǎo)。盡管這兩種傳輸媒介都能在平板天線中起到傳輸作用，但是工作在Ku 波段的12GHz 頻率狀況下，設(shè)計(jì)上和制造時(shí)稍有不當(dāng)，便會(huì)有較大的損耗。

平板天線有許多振子或縫隙組成的輻射單元天線陣，這些輻射單元要與傳輸線(微帶或波導(dǎo))連接，往往是兩兩并聯(lián)再與傳輸線連接。電路每并聯(lián)一次，阻抗就會(huì)改變一次，就有可能增加損耗，連接越多，損耗就越大。輻射單元越多，就越不好連接。因此平板天線中輻射單元越多，越難匹配。不匹配連接，勢必增加損耗。

在振子式平板天線里，微帶傳輸線是印刷在電路板上的，在傳輸中不僅有損耗，而且還會(huì)產(chǎn)生輻射。這種輻射不僅產(chǎn)生損耗，而且干擾了平板天線原來設(shè)計(jì)的整體方向性。在縫隙式平板天線里，波導(dǎo)的尺寸設(shè)計(jì)要很精確，波導(dǎo)腔體的加工工藝要求很高，否則會(huì)增加損耗，所以匹配連接技術(shù)才能減少損耗。

由于我國電視直播衛(wèi)星節(jié)目豐富，帶動(dòng)衛(wèi)星電視產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，因此平板天線被普遍使用。平板天線體積小、重量輕、風(fēng)阻小、安裝使用方便；內(nèi)置高頻頭使天線與高頻頭一體化，調(diào)節(jié)便利；平板天線的效率較高，特別適用于直播星電視的接收。