衛(wèi)星通信地球站天線轉(zhuǎn)星相關(guān)技術(shù)研究

葉 鑫，趙 勇

（中國人民解放軍91913 部隊(duì)，大連 116000）

1 天線轉(zhuǎn)星相關(guān)參數(shù)定義

同步衛(wèi)星與衛(wèi)星通信地球站（衛(wèi)通站）之間建立通信鏈路，需要通過調(diào)整衛(wèi)通站天線的方位、俯仰使其對準(zhǔn)衛(wèi)星，通過調(diào)整極化角使其收發(fā)電磁波強(qiáng)度達(dá)到最大。天線轉(zhuǎn)星的過程亦可簡單的看成是調(diào)整天線方位、俯仰、極化的過程。

1.1 天線方位角

方位角是衛(wèi)通站天線波束中心在水平面上角度，一般規(guī)定正北方向?yàn)?°，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動為正，方位角的取值范圍為0°～360°。方位角（A）可由下式計(jì)算：

式中，1為衛(wèi)通站經(jīng)度；2為衛(wèi)星的軌位經(jīng)度；為衛(wèi)通站緯度。

1.2 天線俯仰角

俯仰角是衛(wèi)通站所在地地平面與天線波束中心所形成的角度，規(guī)定水平面為0°，向上為正。俯仰角（E）可由下式計(jì)算：

1.3 天線極化角

極化角，是指接收點(diǎn)的地平面與接收天線口面的交線和電磁波的水平極化矢量之間的夾角。極化角（P）可由下式計(jì)算：

2 天線轉(zhuǎn)星方法步驟

2.1 角度計(jì)算及前期準(zhǔn)備

選定好衛(wèi)星后，根據(jù)衛(wèi)星經(jīng)度及衛(wèi)通站經(jīng)緯度，利用公式，計(jì)算出方位角（A）、俯仰角（E）、極化角（P）。比對當(dāng)前天線指向，確定方位、俯仰、極化轉(zhuǎn)動方向和角度差，并做好現(xiàn)場檢查。

2.2 預(yù)置

2.2.1 預(yù)置天線方位角

通常，衛(wèi)通站天線方位機(jī)械轉(zhuǎn)動范圍為0°～180°，我國處于北半球，位于同步衛(wèi)星的北邊，所以我國衛(wèi)通站天線方位角范圍為90° ～270°。

通常在方位處設(shè)置限位開關(guān)，且在機(jī)械設(shè)計(jì)上將天線轉(zhuǎn)動范圍0°～180°劃為兩個檔位，0°～90°和90°～180°。若轉(zhuǎn)星前后方位角相差不大，且都在同一檔區(qū)內(nèi)時(shí)，可以直接通過伺服控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)動天線方位到預(yù)定值；若方位角度差較大，兩顆星不在天線同一方位檔區(qū)內(nèi)，則要實(shí)施更換方位檔區(qū)的操作。

2.2.2 預(yù)置天線俯仰角

通常，天線俯仰角度調(diào)整范圍為0°～90°，俯仰動作范圍內(nèi)不設(shè)檔區(qū)，調(diào)整相對較為簡單?？赏ㄟ^天線控制器直接調(diào)整天線俯仰角至預(yù)定值，也可通過羅盤測量天線中心體底面與垂直方向的夾角確定當(dāng)前俯仰角后，手動調(diào)節(jié)到預(yù)定值。

2.2.3 預(yù)置天線極化角

簡單說，極化角調(diào)整是使天線饋源波導(dǎo)管的極化方向與衛(wèi)星信號電磁波的極化方向達(dá)到一致。

極化調(diào)整可在方位、俯仰細(xì)調(diào)完成之后進(jìn)行，當(dāng)極化角相差不大時(shí)（小于約20°），對接收信標(biāo)信號的影響也不是很大，有時(shí)也可忽略調(diào)整。

2.3 細(xì)調(diào)

觀察信標(biāo)接收機(jī)電平進(jìn)行調(diào)整，細(xì)調(diào)天線方位及俯仰，使信標(biāo)信號值達(dá)到最大，在細(xì)調(diào)過程中，觀察天線的第一旁瓣，在確定兩邊都存在明顯較低的旁瓣時(shí)，才能確定天線對到了主瓣上。

細(xì)調(diào)天線極化，將頻譜儀中心頻率設(shè)置到反極化信標(biāo)頻率，將反極化信標(biāo)調(diào)到最小，鎖緊極化調(diào)整裝置。再次收工作極化信標(biāo)信號，確定其為最大值后，鎖緊天線方位俯仰螺栓。

2.4 入網(wǎng)檢測及鏈路開通

主要檢測衛(wèi)通站天線極化調(diào)整是否到位、發(fā)極化隔離度是否滿足要求。被測站發(fā)送一純載波，測試站在工作極化收口接收該載波并記錄電平，同時(shí)測試站在反極化收口接收該載波并記錄電平，兩電平之差即為被測站的發(fā)極化隔離度。

鏈路開通過程中需注意調(diào)整各處頻率及電平，電平調(diào)整從小向大為宜。開通后進(jìn)行各業(yè)務(wù)信道誤碼測試，確保鏈路正常。

3 結(jié)束語

考慮衛(wèi)星自身壽命、性能及空間電磁干擾等因素，對衛(wèi)通站來說，天線轉(zhuǎn)星操作或早或晚。近年來，空間電磁環(huán)境惡劣，干擾事故頻發(fā)，外加衛(wèi)星自身客觀因素，實(shí)施精準(zhǔn)快速轉(zhuǎn)星已成為一項(xiàng)重要技術(shù)。