天线的作用就是在高频电流和电磁波之间进行能量转换，天线既可以发射也可以接收。天线可分为发射和接收两大类，发射天线就是把发射机末级回路的高频电流变换成电磁波并向特定的方向发射出去；接收天线则是把以自由空间为传媒的电磁波还原为高频电流。因此从理论上讲，发射天线可以当作接收天线使用，接收天线也可以充当发射天线使用。
接收卫星电视广播信号要求接收天线具有高增益、高效率、低噪声、宽频带、天线指向调整范围宽等特性。
卫星天线的种类
一、按天线的接收性质和构造分类
螺旋天线通常是由多个螺旋部分和一个反射器组成；螺旋部分的长度要求等于或者稍大于接收信号的一个波长，反射器呈圆形或方形。一般用同轴电缆芯线连接螺旋部分，屏蔽层连接在反射器上。
螺旋天线常用在接收L波段卫星电视广播，在上个世纪80年代初，前苏联99°E“荧光屏”大型通信卫星，其转发器的下行频率为714MHz，因此采用构造简单的螺旋天线（见图1）即可进行接收，由此掀起了当时714简易卫视接收与制作高潮。
平板天线采用采用微带电路技术，高频头设置在天线内部，一般采用的是单极化的高频头，常用于接收Ku波段直播卫星。目前市面上平板天线均是针对韩国或日本的海外市场而设计的（见图2），采用10.75GHz或10.678GHz本振的高频头，圆极化方式。
旋转抛物面天线，其天线的主反射面为旋转抛物面，所谓的旋转抛物面，在解析几何中，是这样定义的：把到一个定点（称为焦点）和一条直线（称为准线）等距离的点的运动轨迹定义为抛物线，将抛物线沿着其对称轴旋转一周就形成了旋转抛物面。旋转抛物面天线也可分为以下几种：
（1）前馈天线：
前馈天线又称中心聚集天线或正馈天线，属于一次反射式天线，其卫星信号经天线的抛物面反射后聚焦到天线的中心焦点处。前馈天线一般为圆形（见图3），也有矩形的（见图4），其结构简单，常用的有1.0m、1.35m、1.5m、1.8m、2.1m、2.4m、3.7m、4.2m等规格，多用于接收C波段信号。
（2）后馈天线：
后馈天线属于二次反射式天线，其焦点处设有一副反射面将聚焦的卫星信号进行二次反射，经波导管传到天线背后的高频头上。后馈天线可避免高频头在炎热地区受光照过多而造成高温影响。后馈天线根据副反射面的形状可分为以下两种：
①卡塞格伦天线：它的副反射面的形状为旋转双曲面（见图5），常用于商业性的地面站。
②格里高利天线：它的副反射面呈凹椭球面状，常用于上行地球站，可作收发共用。
（3）偏馈天线：
利用前馈或后馈天线部分反射面，其馈源或副反射面偏离反射面的正前方，不会阻挡卫星信号，因而效率较高。偏馈天线大多是椭圆型或菱形，常用于Ku波段信号的接收。偏馈天线也可分为以下两种：
①一次反射式天线：即常见的偏馈天线（见图6），成本较低，一般用于单星接收。通常的规格有0.35m、0.45m、0.55m、0.60m、0.75m、0.85m、0.90m、1.2m、1.5m、1.8m等多种。
②二次反射式天线：即格里高利天线（见图7），用于多星接收中。
球形反射面天线是指反射面是球面的一部分，在接收系统中，使用球形反射面天线的目的就是可以通过一副天线来进行多星接收。在焦点面上，安装多个馈源，并根据所接收卫星的方向适当地调整各馈源的位置。
二、按天线的使用材质分类
有钢板、铝板、不锈钢、玻璃钢、塑酯等材质构成的天线。
（1）钢板天线：
由钢板通过模具冲压成形，其产量大，造价低，目前在个人接收中使用率最高。
（2）铝板天线：
由铝板通过模具冲压成形。分量轻、不生锈，自身保护性好（当划伤铝面保护层后在很短时间内，生成微薄铝氧化膜，自行保护），但强度差，易变形；早期使用较多。
（3）不锈钢天线：
采用不锈钢材料压制，耐腐蚀，强度高，但价格也较高，使用不普遍。
（4）玻璃钢天线：
由玻璃纤维增强型SMC材料经高温高压制成，纤维内层夹置铝箔、金属网或表面喷涂金属漆作为反射卫星信号。用于接收高增益的Ku波段信号。一般采用金属漆、铝箔作夹层的分量轻、耐腐蚀，但反射材料牢固性很差，寿命短；在早期使用较多。而采用金属网作夹层的天线，牢固性好、寿命长、分量轻、耐腐蚀，目前采用此法较多。
（5）塑酯天线：
由塑酯材料制成，内层夹置钢丝网作为卫星信号反射，耐腐蚀，精度高，强度高，具有装饰性和隐蔽性。它是近一两年推出的新产品，如透明天线（见图8）即属于此种。
在板状天线里根据反射面的结构又分为整板和分瓣两种：
①整板天线： 天线反射面由整块板材冲压而成（见图9），天线精度高、安装方便且信号增益稳定，一般口径尺寸在0.35～1.80m内，多用在偏馈天线和小尺寸的正馈天线上。不过1.0m以上的尺寸运输不方便，价格也较贵。
②分瓣天线： 天线反射面由多个瓣片组合而成（见图10），常见的有6、9、10、12瓣，根据包装运输的要求，每瓣外沿口压成推八式，便于叠放，方便运输。但对安装要求较严格，其效率低于同规格的整板天线
2.网状天线
多用金属丝网模压成型，其分量轻，成本较低，且抗风性能好，但增益较低，天线效率高低主要取决于骨架的成型精度，用于C波段的个人接收（见图11）。网状天线根据其用途也有两种规格：一种是接收C波段信号专用天线，其网孔较大，另一种是兼收C/Ku波段信号双频天线，其网孔较小。如果要接收Ku波段信号，必须选择双频天线，否则会因网孔较大而难以拦截和反射Ku波段高频率的电波而导致接收效率降低。
另外网状天线均采用黑色或灰色，主要是为了克服因太阳光热反射聚焦而导致高频头温升过高，载噪比（C/N）下降等不利因素的影响。
三、按天线的驱动方式分类
1.普通天线
通过手动来调节天线的方位角、仰角、极化角，结构简单，价格低廉，但使用麻烦，指向精度低，无法满足使天线快速对准另一颗卫星的要求。
2.电动天线
通过低速电动机驱动蜗轮蜗杆等减速换向机构来调节天线的方位角、仰角，可分为以下几种：
（1）双轴天线：
通过两只12V电机，采用丝杆传动方式控制仰角，蜗轮蜗杆传动方式控制方位角。换星时，仰角及方位电机会轮替驱动。采用天控器（天线控制器）以东、西极化角作为正常位置，以正南为分界，接收相反方向时，将极化反置，即V改 H，H改V。
双轴天线安装简单，但结构复杂，造价高，且此方式的运行轨迹不符合同步轨道，当有新星在轨时，不易发觉，由于极化角不好调节，接收信号损失大，特别是收视正南方向的信号。双轴天线一般只适用于要求精度很高的特大口径天线系统。
（2）极轴天线：
极轴天线又称同步带天线，所谓同步带就是指赤道上空三万六千公里环绕地球一圈所形成的卫星带；同步卫星便在同步带上以2～3度的间隔环绕着地球。当接收天线按照一个固定轴转动，能够接收到所有同步卫星时，该固定轴称为极轴，而采用此机构的天线为极轴天线。在北半球，天线的极轴是正对北极星的。极轴天线可分为以下几种：
①推杆式： 有单推杆、双推杆等（见图12），采用天控器作控制器件，寻星精度高，但驱动电流大，对电源线要求严格。在接收极东或极西卫星时，天线会有抖动、跳跃或卡死的现象；另外推杆占用空间也较大。
②蜗轮式：根据驱动方式有两种：一种是天控器控制由36V直流步进电机驱动变速蜗轮而成的推动系统，其特点是结构紧凑、体积小，寻星精度高，但安装较复杂。另一种是通过具备DiSEqC1.2功能的接收机，由13/18V电压驱动极轴座电机，从而带动天线运转。其特点是无需天控器，但安装复杂，必须精调仰角和补偿角；一般只能驱动1.2m以下的ku波段天线（见图13）。
3.自动跟踪天线
自动跟踪天线由稳定系统和自动跟踪系统组成，稳定系统采用机械陀螺或电子倾斜仪等位移传感器，并在计算机软件的控制下，通过天线驱动机构和步进电机来随时调整天线座姿；自动跟踪系统通过GPS天线提供的运动物体的实时参数，经计算机分析处理后，得到一个与偏差角度大小成正比的误差信号，去控制天线指向的驱动装置，从而实现对卫星进行连续跟踪。
自动跟踪天线跟踪精度高，捕捉时间短，使用寿命长，使用操作简单，可广泛用于轮船、汽车、火车等移动的交通工具上。
卫星天线的基本参数
1.天线效率（η）：
天线实际向匹配负载输出的最大功率和假定天线无损耗时向匹配负载输出的最大功率之比。天线的效率一般从40％～70％，偏馈天线的效率可达80％左右。
2.增益（G）：
天线在最大辐射方向上某一距离处的辐射功率密度与输入功率相同的无方向性天线在同一距离处的辐射功率密度的比值。接收的信号越弱，对天线增益的要求就越高。
天线的增益与天线的口径有关，与天线半径的平方成正比，天线口径越大，增益就越高。天线的增益还与信号频率有关，与信号频率的平方成正比，频率越高，增益就越高。
3.主波瓣宽度：
天线的中心波瓣就是主波瓣，其余都是旁瓣。主波瓣包含有最大辐射方向的波瓣，在这个方向上天线有最好的辐射特性，天线接收的信号主要来自主波瓣；主波瓣宽度表示其能接收的信号的角度范围，波瓣宽度越窄，接收的卫星信号的角度也越窄；波瓣宽度太大，就容易将邻近卫星的信号接收下来，而造成干扰。波瓣宽度和天线口径、信号频率成反比，口径越大，波瓣宽度越小；信号频率越高，波瓣宽度越小。接收的信号越弱，对天线增益的要求就越高。主波瓣宽度常用半功率夹角来反映，半功率夹角越小，方向性越强，功率辐射越强。
4.噪声温度（Ta）：
它是衡量接收弱信号时的一个重要的参数。进入天线的噪声主要来自银河系的宇宙噪声和来自大地、大气的热噪声。在C波段，宇宙噪声很小，主要是大地和大气的热噪声。在Ku波段，这些噪声也随着频率的增加而增大。噪声温度还与天线的仰角、口径、效率、精度、焦距/直径比等因素有关：仰角越小，信号穿过大气层厚度越大，从而气象噪声、大气噪声越强噪声温度越大。口径越大，波束越窄，噪声温度越小。
5.天线品质因素（G/Ta）：
天线的增益与天线的噪声温度的比值。天线的品质因素越大，表明天线的增益越大，噪声温度越小，天线的性能就越优良。
卫星天线选购注意事项
正确地选择卫星电视接收天线，确保在不同的环境和条件下顺利接收高质量的电视节目，是建立卫视接收系统的关键。在选购天线时需注意以下几点：
1.前馈式和后馈式
一般来说对收发合用的卫星通信站，选购后馈天线是有利的，因后馈天线的效率高、增益强，而对于个人卫星接收则选择前馈式天线，它的造价低。
2.板状和网状
一般选用板状天线，它的寿命长、增益高。在空气污染严重的城市或工业区，应选择板状天线。若多强风的山区、沿海地区，可选网状天线，虽然网状天线增益低于同尺寸的板状天线，但抗风能力强，分量轻，架设方便及价格也便宜。
3.整板和分瓣
整板天线比分瓣的接收效率约高5％，如果条件允许的情况下，应尽量选择整板天线。从天线增益来讲，整体最佳，分瓣和网状次之，选择时应根据实情购置。
4.天线驱动方式
在使用大口径天线时，多选择双轴跟踪的驱动方式；使用小口径天线时，单轴、双轴跟踪方式都可采用。
5.天线尺寸
一般C波段接收多用1.5～3m天线，Ku波段常用0.6～1.2m天线。随着天线、馈源和高频头的效率和性能的提高，天线的口径可减小。另外，天线应该选购正规厂家生产的产品，它能够在天线的精度、材质、用料的厚度和防锈涂层等方面有质量保证。
文/沈永明