我国发展卫星电视的策略是先发展C波段,然后逐步过渡发展Ku波段电视。1996年中央电视台的5套数字压缩电视频道已由中星5号的C波段传送转移到亚洲2号用Ku波段传送,原来在亚洲1号上C波段传送的中央第4套国际频道也在亚洲2号(东经100.5°)上用C、Ku波段同时传送。因此,我国的Ku波段电视已正式启动运行。遍布乡镇的卫星电视地面站,为了接收好电视节目,在换星换波段之际,就要对地面站接收设备进行必要的调整。由于不是新建地面站,调整工作不用全部从头作起,可省去不少步骤。本文介绍一些调试要点,是在没有专用调试设备下进行的,供广大乡镇地面站的工程技术人员参考。
1.天线方向的调整
卫星电视信号换星传送后,必须调整接收天线方向对准新的卫星。一般分三个步骤进行:判断仰角和方位角的转动方向;推算仰角、方位角所应转动的度数;按要求转动天线角度搜索信号并调到最佳。
首先对天线的转动方向作出判断。
(1)当新卫星与原卫星相比,与正南方离得更近(即新卫星的│λ\(_{新}\)│<原卫星的│λ原│时,天线仰角向上调;反之,则向下调。λ为卫星经度λ\(_{星}\)与地面站经度λ站之差。
(2)当新卫星在原卫星的东边(即λ\(_{新}\)>λ原)时,天线方位角往东转;反之,则往西转。
(3)当新卫星与原卫星分别处于地面站的东西两边并且具有相同的星站经度差(│λ\(_{新}\)│=│λ原│)时,换星后仰角不用调,只需将天线方位角转动,朝向新的卫星方向就行了。
除了应知道无线转动的方向外,还应知道要转多少角度,这样在实际调试中才能心中有数,做到一次成功。已知原卫星的仰角(EL\(_{原}\))和方位角(Az原),参考本刊1996年第4期“调试卫星天线简易方法”中介绍的方法,计算新卫星的仰角(EL\(_{新}\))和方位角(Az新),则天线应转动的角度:仰角△EL=EL\(_{新}\)-EL原;方位角△Az=Az\(_{新}\)-Az原。当△EL>0(<0) 时,天线往上(往下)调│△EL│度。当△Az>0(<0)时,天线往东(往西)调│△Az│度。
在判断出转动方向和计算出应转动的度数后,就可以进入现场对天线进行实际调整了。为了调整的方便,可先调仰角,再调方位角,具体做法是:先调仰角,将天线向上或向下调整│△EL│度;再调方位角,将天线向东或向西水平转动,当转到大约等于所计算出的│△Az│度附近时,注意观察卫星接收机输出端所连接的电视机屏幕的变化,在此附近来回转动,直到搜索到信号,再进行细调直到图像最佳为止,最后把天线定位。
这里要注意的是,调仰角时,力求所转动的度数要准确,这样才能保证在调方位角的过程中水平转动天线时比较容易搜索到所要接收的新卫星上的电视信号。另外,对于直径较大的天线(例如Ф6m),可以采用从上到下逐步逼近的办法调仰角:若天线的仰角是向下调,则先下调到比计算出的度数少1°的位置时暂时停止,然后就转动天线调方位角搜索信号,一般来说此时应能收到较弱的信号,这时停止水平转动,返回来继续将仰角下调1°,这时信号应该正常。最后对仰角和方位角交替进行微调,使接收效果最佳。当天线仰角向上调时,则先将仰角上调的度数超过所计算出的度数1°,再按上述的方法进行调整。采用这种逼近法调试的目的,是为了减少反复的次数,而且大直径天线仰角由上往下调比向上调要省力。
2.天线极化器方向的调整
电视信号换星传送后,新卫星下行电波的极化性质与原卫星的不一定相同,这时就需对接收天线的极化器方向重新进行调整,以保证与接收的信号的极化方向一致,否则信号将受到不同程度的衰减。极化器的调整很简单,主要是调整极化器内介质片(或螺丝钉)在波导内方位的取向,使它的极化方向与接收的信号一致而衰减最小。
3.卫星接收机频道的调整
电视信号换星后,同一电视节目的发射频率也往往与原来的不一样,因此,接收机的频道也必须重新调整,有的还得重调伴音副载频和去加重方式,才能保证信号的正常接收。特别是新卫星传送的电视节目的下行频率必须首先知道,这样才能在进行天线方向调整时,预先将接收频道调好,以便监视接收信号。
一般来说,卫星接收机的接收频率指的是室外部件下变频器输出的第1中频频率f\(_{I}\),它与卫星下行频率fD的关系为f\(_{I}\)=fO-f\(_{D}\),式中fO为下变频器的本振频率。接收频道的调整就是改变f\(_{O}\),具体方法可参照卫星接收机说明书进行。
4.换波段后的调整
Ku波段和C波段的接收原理是一样的,都是用抛物面接收天线,但由于波段不同,接收电波的波长相差较大(C波段中心波长7.5cm,Ku波段中心波长约2.5cm),因此所使用的馈源、下变频器组件不同,结构尺寸相差较大。当重新购置专用于接收Ku波段的天线时,其调试方法与C波段的一样。但为了节约资金,利用原来闲置的接收C波段的天线,或者要将原来接收C段的改用来接收Ku段信号,都需要将原来的天线进行改装和调整。
改装原理很简单,只要将原来的馈源与高频头等构成的室外组件拆下来,换上Ku波段的馈源与高频头等构成的室外组件即可。但Ku波段组件尺寸比C波段的小得多,所以原来的固定卡、架不能直接使用,需另外加工支架(主要对后馈式)或增加辅助安装架(主要对前馈式)。新加工和安装支架或辅助安装架时要注意:在馈源前面的180°范围内不能有金属构件阻挡;馈源组件要位于反射面的中心轴线上并且能沿轴线方向调节与底面的距离;馈源面的相位中心要能在焦点附近调节。
如果换波段又同时换了星,首先利用前述方法先调整天线的方向,将天线对准新卫星。接着调整工作就是将换上的Ku馈源组件的馈源面调到天线抛物面的焦点上。判断焦点位置有两种办法:①同型号对比法:与一座在用的接收天线相对照,只要它们的天线口径、深度相同,焦距自然就相同;②公式计算法:当抛物面的口径(即直径)为D,深度为h,那么它的焦距f就为:f=D\(^{2}\)/16h。焦点位置如附图示意。

沿轴线方向调整馈源组件,使馈源面处于焦点附近,试收信号,如果没有或很弱,那么就试着向某一个方向调整一小点距离,再试收;当在某一个方向调到较大范围内都无信号或信号没有改善甚至变差时,则向相反方向移动,直到找到信号最佳位置。每调整一次位置后,人必须离开反射面,否则会影响接收。在初步找到馈源的最佳位置后,还得与天线的方向配合起来交替进行调整,使接收效果最好。(谭儒良)