C/Ku波段兼容接收卫星天线的选配

李学伟

1 接收地点的EIRP值决定了卫星接收天线口径

转发器及EIRP：在同一卫星上有多个转发器，每个转发器都有自己的赋形波束和等效全向辐射功率（EIRP），通过卫星的EIRP场强覆盖图，我们可以查得该卫星信号的转发波段波束辐射功率。在接收地点的EIRP值决定了所使用的天线口径大小和高频头的噪声系数。

从亚洲地区部分广播电视同步卫星转发器下行频率中国地区波束（EIRP）值例表1中可以看出，目前，C波段EIRP值一般在44.5～36 dB，Ku波段EIRP值一般在58～46 dB，至于接收地点天线口径的选择和卫星转发器的EIRP值有着密切的关系，EIRP值越小需要选择接收天线口径越大，反之EIRP越大则选择接收天线可以进一步缩小。为解决广播电视节目信号无线数字化覆盖创造接收技术条件，随着现代卫星电视广播技术的日趋发展，广播电视电视卫星转发器EIRP功率值不断增大，相应的地面接收卫星天线可以小型化，不仅可以降低接收天线的成本，而且占用空间小。

2 兼容接收C/Ku波段卫星天线增益与口径的选择

C/Ku波段兼容接收卫星电视广播节目信号，其卫星接收天线是关键，卫星接收天线一定要选择高精度的名牌天线，国内知名品牌卫星天线主要有：中卫、斯威克、三威、华达、高斯贝尔等型号天线，现以中卫（JONSA）正馈天线和偏馈天线规格参数表2、表3为例作参考。

表1 亚洲地区部分卫星中国地区波束（EIRP）

表2 中卫（JONSA）正馈天线规格参数表

表3 中卫（JONSA）偏馈天线规格参数表

从参数表2和表3中可知，各规格口径天线在接收C波段4.0 GHz（dB）和Ku波段12.5 GHz（dB）的天线增益理论值，及根据实际卫星信号当地EIRP值和综合考虑接收环境、天气雨衰等影响因素来选择卫星接收天线口径。

正馈C波段天线用于C/Ku波段兼容接收时，既要考虑接收C波段信号天线的增益也要兼顾接收Ku波段信号的天线增益，由偏馈天线接收原理得知，偏馈天线反射面是在正馈抛物面反射天线半径区域截取一块的原理作为偏馈天线反射面的，那么1.5m C波段天线半径R为0.75 m，由此得知，1.5m C波段天线用在接收Ku波段信号时理论上只能达到0.75～0.9 m偏馈Ku波段天线的效果。随着卫星天线制造工艺的进步，近几年有C/Ku波段兼容接收天线面世，从表2、表3参数对比中可以看出，如正馈P1501规格（整板天线）在接收C波段4.0 GHz天线增益为34.31 dB，用于接收Ku波段12.5 GHz时天线增益为44.26 dB相当于偏馈S150天线的增益，这是从理论上按照天线反射面积给出的理论值，但在实际应用上，Ku波段高频头（LNB）用于正馈天线接收时，由于高频头馈源支架是专为C波段高频头中心正焦而设计的，用于Ku波段高频头接收时焦点和焦距及安装的误差等因素势必影响馈源效率的降低，使其用在接收Ku波段信号时天线效率不可能达到75%，如果仔细算一下面积和效率之比，1.5m C波段天线效率只要达到45%即可与1.2 m偏馈Ku波段天线增益相当，如果选择好支架夹具和高效馈源及采用精品高增益Ku波段高频头等因素对接收的效率应该有一定的提高，所以，选配1.5 m正馈（整板天线）接收Ku波段12.5 GHz信号时相当于1.2 m偏馈Ku波段天线的接收增益43.32 dB，同时又能满足接收C波段4.0 GHz信号增益为34.31 dB。决定天线效率的主要因素是天线抛物面的制造精度和抛物面的材质及结构，相同条件下，整板天线的效率要比分瓣的高5%，只有高精度、高性能的天线才能保证天线的高增益接收，所以，正馈C波段天线用于兼容接收C/Ku波段信号，应采用1.5 m以上高精度天线确保稳定接收数字电视广播信号的技术条件。

偏馈Ku波段天线用于C/Ku波段兼容接收卫星电视广播信号的天线口径选择，从表3中卫（JONSA）偏馈天线规格参数可以看出，S120规格（1.2m）偏馈Ku波段天线用于接收C波段4.0 GHz信号时天线增益为32.78 dB，用于接收Ku波段12.5 GHz信号时天线增益为43.32 dB。从天线增益参数值及应用于实际接收验证，在我国高纬度东北地区，黑龙江省中北部接收地点，东经126°5＇，北纬47°36＇，采用中卫1.2 m偏馈Ku波段天线兼容接收60°E～180°E之间的广播电视同步卫星C/Ku波段数字信号,用于接收C波段信号时更换偏馈Ku波段天线专用C波段高频头夹具和C波段双极化单输出高频头及馈源或高效馈源，C波段下行频率当地EIRP值在33 dB以上的电视广播信号基本能够达到稳定接收下载，从实际接收验证了“中卫1.2 m偏馈Ku波段天线”在用于接收C段波段4.0 GHz信号时天线增益为32.78 dB的参数收视性能，由此得知，在接收C波段4.0 GHz信号时，天线增益小于33 dB以下规格偏馈天线将无法收到下载4.0 GHz信号，实际接收证明在高纬度，东北地区用偏馈天线兼容接C/Ku波段电视广播信号天线口径不应小于1.2 m。

无论是正馈天线还是偏馈天线，在选择天线口径时一定要选择高精度、高增益相应口径大些的天线才能保证天线接收的高增益。因为卫星天线反射面积与天线增益是成正比的，在实际卫星信号接收时还要查阅该卫星的辐射波束EIRP场强图是否覆盖当地区域，有些国家的卫星是定向区域波束，如果接收地点不在辐射区内，那么将无法收到此卫星信号，即使在辐射区边缘内EIRP值低于天线增益也很难接收到。中国地域辽阔，国土面积大，由于接收地点所在经纬度不同，有的地区能接收到国外某卫星节目，有的地区就收不到，就是有这方面原因。