在对星过程中遇到的问题及解决方法

+ 罗静

1.引言

卫星通信是目前使用非常广泛的通信手段之一，对星是卫星通信地球站正常工作的重要环节，对星的好坏将直接影响到各地球站之间的通信质量。在卫星通信地球站的试验中，常会遇到正南方位难以明辨，对星的仪器仪表不够齐全的情况，本人总结了近年来卫通在对星过程中遇到的问题，并根据实际情况自己动手制作了较为实用的小工具。

2.对星三大角以及常规的对星方法

1.方位角、俯仰角、极化角

地面卫星天线调试，简称对星，主要是调整抛物面天线的三大角，即俯仰角、方位角与极化角。俯仰角可以理解为抛物天线的中心轴线与水平面的夹角，方位角可以理解为抛物面天线中心轴线在水平面上的投影所指的地理方位角。

电波在空间传播时，其电场矢量的瞬时取向称为极化。如果电波传播时电场矢量的空间描出轨迹为一直线，它始终在一个平面内传播，则称为线极化波。线极化波又有水平极化波和垂直极化波之分。当极化方向与地面平行时，称为水平极化；当极化方向与地面垂直时，称为垂直极化。若电场矢量在空间描出的轨迹为一个圆，即电场矢量是围绕传播方向的轴线不断地旋转，则称为圆极化波。圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化。

极化角是指由于接收者所在位置与卫星所在地经度差加大及地球曲率的影响，而使天线馈源波导口相对于地面所形成的倾角，它是卫星接收中除方位角和仰角以外的又一个重要角度。之所以要调整极化角，其目的就在于使接收天线与卫星极化良好匹配，以高效率接收微弱的卫星信号。

极化角，就是高频头相对于标准位置所旋转的角度。当高频头后置时，顺时针为负，逆时针为正；当高频头前置时，顺时针为正，逆时针为负。由于我国地处北半球，因此天线指向为南，大凡正南偏东的卫星，极化角都是正的，正南偏西的卫星，极化角都是负的。但极化角只是个理论值，实际操作时还要进行细调。

2.常规的对星方法

天线对星前先要松开天线的方位俯仰锁紧装置，给低噪声放大器供电，然后在低噪声放大器下接频谱仪，收卫星信标进行精确对星。手动对星首先要把天线俯仰、方位、极化预置到理论计算值并通过罗盘验证，如果还没有看到信标，要再次用罗盘检查俯仰方位，对到最大。还要通过卫星的反极化信标调整极化，如果卫星没有反极化信标，可以发一单载波在卫星公司监控站辅助下进行调整。对星完毕后，首先要紧锁极化装置，然后是方位俯仰轴，手动天线的锁紧螺母要交替锁紧，同时在以上操作过程中要同时观察频谱仪的收信标，以防偏移。最后锁紧方位俯仰锁紧装置。

3.在对星中遇到的问题及解决方法

1.罗盘损坏或没有罗盘时准确定位正南方

卫星接收天线安装完毕后，开始对星时首先要确定所要接收卫星的大致方位，即确定方位角。方位角一般以正南方为基准，表示为偏东或偏西一定角度。这就要正确确定站址所在地的正南方，避免对星的盲目性。

现在有很多人有着利用罗盘（指南针）调节天线方位角的习惯。但由于磁偏角的存在，使得罗盘（指南针）所指示的南方为磁南方，并非地理正南方，根据磁南方确定卫星方位角时会出现一定的误差，因此要用磁偏角参考值修正后找到本地的地理正南方。

在没有罗盘（指南针）又不知道当地的磁偏角的情况下如何避免磁偏角的干扰找出南极真面目呢？通常确定正南方以及方位角的方法有两种：

如果拥有一块指针式腕表，要想准确调出正南方位，首先要有两点必须明了，即北京时间及当地经度。以本站所处的洛阳为例：经度为112.44度。北京时间是以东8区（东经120度）为标准。基于东加西减、15度差1小时的原则，只需将表的时间调得比北京时间慢30分24秒即可。那么当表显示为12点正时，将时针指向阳光，此时所指方位就是正南了。

用手表表盘确定。如一时找不到罗盘，可用手表确定正南方。有一个口诀是这样的：“时间折半对太阳，6指向是南方”。具体方法是：将所处的时间除以2所得商数对准太阳，表盘上6所指的方向即为南方。需要注意的是下午要按24小时制计算。

知道了正南方的指向，再利用自制的小工具，就可以在没有罗盘的情况下轻松对星了。下面，就对工具的制作方法和使用方法进行描述。

需要准备的材料：

（1）一底边长30厘米的有机玻璃等腰直角三角尺（内含半圆量角器）；

（2）记号笔一支；

（3）两根细绳子、一个非磁下坠重物；

将量角器中心点钻透，将细绳穿过该点并进行固定，细绳另一端悬挂非磁下坠重物。

测俯仰角：使用时将三角尺底边紧靠天线背部，使三角尺垂直于地面，调节天线的调节杆，悬挂有重物的细绳所指的角度即为天线的俯仰角。如图1、2所示。

测方位角：将三角尺底边紧靠天线底部并与天线轴线垂直，用前面介绍的方法确定正南方向后在天线轴线与正南方之间做一标记，将固定于量角器中心点的细绳指向正南方，正南方所指角度与90°的夹角即为朝南偏角。如图3、4所示。

2.频谱仪不符合射频使用需求

对星时是将频谱仪接到低噪声放大器下接收信标信号，此时信号为射频信号，可由于仪器功能限制，有时频谱仪无法扑捉到射频信号，此时就无法利用常规的方法进行对星。有人说在此情况下可以发一个单载波，让主站进行监控帮助对星，但由于信号传递的延迟性，使得主站监控到最大值时，调整站的俯仰或方位值可能已经不在最佳位置，由此给对星带来了不便。在此情况下，只需将下变频器的中心频率设置为所对卫星信标信号频率值的附近，就可以从中频接收信标信号进行对星。例如要对亚太6号，其信标信号为4199.825MHz，只需将下变频器的中心频率设置为4200MHz，将天线的方位和俯仰调整到理论值，把频谱仪接入中频，其中心频率设置为69.825MHz就可以在中频看到信标信号了，然后按照常规的对星方法进行微调，就可以完成对星。

3.无法正确找到信标信号主瓣

在对星时有时会遇到这样的问题，将天线的俯仰角和方位角调整到的理论值后，能够接收到卫星的信标值，但信标值较正常值偏低，经过频谱仪观察无论调整方位俯仰轴都证明接收信号为峰值，但通信质量差，将发射电平调整到最大，接收站的接收电平仍旧很低，载波难以锁定。重新对星发现在方位对到最大后，调整俯仰总能找到两个最大值，在任何一个最大值处固定俯仰，再调整方位又能找到两个最大值，如此反复，而且两个最大值的电平相似，都比理论值低，此时说明对星时对到了旁瓣上。后将两个最大值的方位值分别记下，取其中间点，将方位值调整到此点，此时接收到的信标信号可能很小，再转动天线的俯仰，就能很快对到主瓣。

4.结束语

在卫星地球站的使用维护中，对星是极为重要的一个环节，对星的好坏将直接影响到各卫通站的通信质量。同时，天线对偏还有可能影响到其他卫星上的通信业务，对其他地球站产生干扰。本文将对星中遇到的问题进行归纳，并结合工作经验提出了相关的解决方法，希望对从事该项工作的同志有所启发和借鉴。