卫星天线的调试方法初探

刘喜平　张恒　彭瑞宁

摘 要：近年来，我国的卫星天线事业取得了令人瞩目的成就。对于一些具有专业功底的工程技术人员来说，如何做到在任何情况下都能够使用一些较简易的方法使卫星天线的调试达到较好的效果，本文旨从这些方面作一些实用性的探讨。

关键词：卫星天线；接收系统；调试

在有线电视前端，卫星接收天线发挥着非常关键性的作用，它可以用来进行电视节目信号的接收。卫星接收天线的工作原理就是电波的反射原理，聚焦电波之后，辐射到馈源上的高频头，接着将信号通过馈线传送到卫星接收机，同时将节目信号解码出来。

1 做好卫星天线方向调试的重要性

对于卫星天线的调试，它包括天线的方向（仰角和方位角）、卫星天线馈源的位置、极化取向和极化倾斜角调整等数项内容，其中最关键的一项是天线的仰角和方位角。对于它的计算公式的原理和推导以及求解的图表等，也都有较多文献详细介绍，然而对天线方向调试的具体操作方法常常着墨不多。笔者了解到，对于工作于第一线的大多数工程技术人员，有时最令他们感到困惑的往往是这些具体的调试操作方法，他们需要一些简明易懂、便于掌握和使用的现场调试法。

我国地域虽然辽阔，但都位于北半球，而同步卫星又都位于赤道上空，所以卫星天线的指向无一例外地都指向南方。如果卫星轨道所在经度小于当地的经度，则方向向南偏西，大于当地经度时则向南偏东。另外，由于天线的两个角度中，转动方位较易、调整俯仰较难，因此先调整、测试出仰角，然后再水平转动天线搜索信号。这比先调方位再转仰角搜索信号来得容易，所以本文介绍了若干种现场测试仰角的方法。

2 常用的几种现场测试角度的方法

天线方向的调试，具体地说就是根据事先算出的仰角和方位角，将天线的这两个角度分别调到这两个数值上，使之对准所要接收的卫星，接收到信号，这就是粗调。之后进行细调，使所收的信号最佳。粗调是基础，如何判断天线的仰角和方位角已调到事先所算出的角度上呢？根据现场的条件和个人的不同条情况，可以有多种简易而有效的方法。

2.1 垂线、水平线相交法

我们知道，抛物面天线的仰角就是指抛物面中心轴线与水平面的夹角。天线抛物面底部都安装在一个圆盘上。可以认为该圆盘的圆心轴线与抛物面中心轴线重合，因而圆盘平面就与抛物面中心轴线垂直。根据几何三角关系可知，该圆盘平面与垂直平面的夹角β等于天线的仰角α。因此我们只要测出该圆盘平底面与垂线的夹角等于仰角数值就行了。

为了减少转动天线和测量、计算的次数，可以根据所需要的仰角值α和已知的圆盘平面上所选的两点A、B间的距离c，事先算出垂线段AC的长度，然后在垂直细线上，从打结的地方向重物方向量出长度a，并在该点打上标记（亦设该点为C）。转动天线仰角，使水平线与垂线C点相交，此时天线的仰角就已粗略等于所需要的仰角值了。用这种方法只要测一次就行了。

2.2 垂线、圆弧相交法

上述方法要用两根细线同时操作，通常需要两个人来配合，不太方便，而且水平线是否真正水平，还需第三个人在较远处凭眼睛来估计，因而误差较大。若用下面所述的垂线、圆弧相交法则方便得多，且准确性较高。此方法的原理是：垂线与圆弧的交点C与直径AB的下端点B的连线BC与AC垂线构成圆弧的半周角，故它们的夹角为90°，即互相垂直，因而BC连线实际上就起到了水平线作用。

同“垂线、水平线相交法”中所述的一样，在本方法中同样可以根据所需要的仰角值，事先算出垂线段AC的长度并事先在垂线量出其长度打上记号（亦可在对应的圆弧相交点上打上记号），使垂线与圆弧的交点位于事先打好标记的C点，仰角就粗调好了。此时也只要调一次就行了。

2.3 直尺、双线法

这是在上述“垂线、圆弧相交法”基础上演绎出来的一种更为简洁实用的方法。此方法是用一根直尺代替纸板上的直线AB，在直尺的一端和中间各固定一根细线，用固定在中间的那根细线代替纸板上的圆弧。同样，也可以根据所需的仰角值事先求出AC的长度后，在垂直细线上量出其长度并打上记号小结。此外，此法中的直尺还可以用直细棍、直铁丝等代替。

2.4 量角器、垂线法

用一个尺寸较大一点的量角器，稍作加工，即可制成一个方便实用的简易仰角测试器，不需作任何计算，仰角可直接随时读出，在量角器的圆心处小心地钻一小孔，将一根细线固定在此，在细线的另一端系一小重物，仰角测试器就做好了。使用时如前述几种方法一样，将其直边垂直地靠在圆盘平面上，并使量角器刻有0°的一端朝下。此时一边转动天线的仰角一边可以读出仰角值来。

卫星天线在用上述几种方法中任何一种方法测出并调好所需的仰角后，调方位角就简单了。卫星天线方位角不用再进行测试和计算，而可以通过水平转动天线，直接从银幕上观察收到所需要的信号为止。至此，天线的仰角、方位角均已粗调完毕，天线已基本对准所要接收的卫星信号，然后再进行细调。

仰角的细调可在收到信号后，将天线仰角分别向上、向下两边慢慢调整，找到信号更好的位置，并记住该位置。然后从该位置再分别向两边调整仰角，有意地使信号质量变差且两边变差的程度一致，记下这两点的位置，然后将仰角调回到这两点的中间位置并固定下来。方位角的细调同仰角的调整一样，不再重述。至此，天线方向的调整便已完成。

[参考文献]

[1]孙梅梅.远程操控数字卫星天线控制平台开发[D].山东师范大学，2008.

[2]张首君，马金耀，种兰祥，阎丽.卫星电视单体多功能接收技术[J].西北大学学报（自然科学版），2002，（1）.