衛(wèi)星通信便攜站天線對(duì)星策略

陳金來(lái)

【摘要】 衛(wèi)星通信便攜站具有通信鏈路建立迅速，開通快捷，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在軍、民領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。本文闡述了衛(wèi)星通信便攜站天線對(duì)星原理及策略，利用該對(duì)星策略能夠及時(shí)建立衛(wèi)星通信鏈路，實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和視頻通信。

【關(guān)鍵詞】 選址 對(duì)星策略 便攜站

一、便攜站天線對(duì)星原理

1.1 選址

便攜站天線要準(zhǔn)確對(duì)星，其選址很關(guān)鍵。站址應(yīng)選擇在無(wú)遮擋、平坦開闊的地方，在便攜站天線指向上不應(yīng)有遮擋物（如電力線、樹、建筑物等）；不應(yīng)有微波接力通信線路，否則衛(wèi)星通信和微波接力通信相互干擾。

1.2 方位角、俯仰角和極化角

便攜站天線要準(zhǔn)確對(duì)星，必需計(jì)算出便攜站天線對(duì)星的方位角、俯仰角和極化角。（1）方位角：一般定義為從便攜站正北方向起（0°），順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到天線指向方向的水平夾角。由于同步衛(wèi)星軌道是處在赤道上空且是東西方向的，我國(guó)又處于北半球，便攜站面對(duì)的同步軌道是在正南方向，便攜站天線指向應(yīng)是南方。（2）俯仰角：是指天線指向方向與當(dāng)?shù)厮矫骈g的夾角。俯仰角為90°時(shí)與水平面垂直，俯仰角為0°時(shí)與水平面平行，天線的正常工作俯仰角一般在5°～90°之間。當(dāng)天線俯仰角低于5°時(shí)，地面噪聲將大幅增加。（3）極化角：是指衛(wèi)星發(fā)出的線極化波到達(dá)接收地后其相應(yīng)極化方向與當(dāng)?shù)厮矫婊蜚U垂線偏差的角度。電磁波的電場(chǎng)矢量方向可按旋轉(zhuǎn)或線性方式變化，對(duì)應(yīng)的兩種電磁波分別被稱為圓極化波和線極化波。線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式，常見的衛(wèi)星信號(hào)大多采用線極化方式傳送，其電場(chǎng)矢量方向與赤道面平行即為水平極化，與赤道面垂直即為垂直極化。

1.3 對(duì)星原理

根據(jù)站址的地理位置，由下列公式可以計(jì)算出便攜站天線的方位角、俯仰角和極化角。

天線俯仰角：

■

天線方位角：

■

天線極化角：

■

當(dāng)（Φs-Φ0）>0時(shí)，P取“-”，當(dāng)（Φs-Φ0）<0時(shí)P取“+”。公式中：R — 地球半徑6370公里，H — 衛(wèi)星高度35786公里，φs— 便攜站地理經(jīng)度（東經(jīng)），θ— 便攜站地理緯度（北緯），φ0— 所對(duì)衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度。

便攜站地理坐標(biāo)的經(jīng)度φs、緯度θ，可利用GPS或北斗設(shè)備獲取，所對(duì)衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度φ0可查表獲取。將以上三個(gè)公式輸入EXCEL軟件，通過軟件可以直接計(jì)算出來(lái)。利用地磁羅盤得出天線的當(dāng)前實(shí)際指向（方位角和俯仰角——實(shí)際值），比較理論值與實(shí)際值，若兩者不等，則調(diào)整天線位置，使其方向、俯仰角與計(jì)算值相等，天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星[3]。

二、對(duì)星策略

便攜站天線對(duì)星分七步進(jìn)行：（1）獲取便攜站架設(shè)地點(diǎn)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)：利用GPS或北斗相關(guān)專業(yè)工具實(shí)測(cè)便攜站架設(shè)地點(diǎn)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)，也可參考最近的城市的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)。通常縣級(jí)以上地區(qū)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)都可以通過查表獲得。（2）計(jì)算天線對(duì)星數(shù)據(jù)：利用對(duì)星理論公式計(jì)算出天線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星的方位角A、俯仰角E和極化角P（理論值）。（3）調(diào)整極化角：先調(diào)整極化角P，轉(zhuǎn)動(dòng)饋源組件，粗調(diào)極化角至理論值附近。（4）調(diào)整俯仰角：再調(diào)整俯仰角E，利用地質(zhì)羅盤將衛(wèi)星天線仰角調(diào)整至理論值。用地磁羅盤大致確定俯仰角度，俯仰調(diào)整時(shí)靠轉(zhuǎn)動(dòng)俯仰軸上的支撐桿來(lái)完成，注意不能將俯仰絲杠旋出，否則可能損壞天線。（5）調(diào)整方位角：最后調(diào)整方位角A，先大范圍緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)便攜站天線方位角，在理論值附近尋找目標(biāo)衛(wèi)星的信標(biāo)信號(hào)，注意進(jìn)行全面仔細(xì)搜索，保證方位角停留的位置是信標(biāo)信號(hào)的最大值，通過觀察便攜站的信噪比EB/NO的大小來(lái)決定。（6）微調(diào)：方位角A和俯仰角E微調(diào)，反復(fù)交替調(diào)整方位角A和俯仰角E，使信標(biāo)信號(hào)最大，即EB/NO達(dá)到最大值。（7）完成對(duì)星：鎖定方位、俯仰絲杠，轉(zhuǎn)動(dòng)極化角，使接收到的信標(biāo)信號(hào)電平值最大，從而完成便攜站天線對(duì)星。對(duì)星完畢還需進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)論證，確保通信暢通。

三、小結(jié)

本文闡述了衛(wèi)星通信便攜站天線的對(duì)星原理及策略，為應(yīng)對(duì)便攜站應(yīng)急開通（如：搶險(xiǎn)救災(zāi)、突發(fā)事件），利用便攜站快速進(jìn)行各類衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)具有重大的的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。實(shí)現(xiàn)了在任何地點(diǎn)和環(huán)境條件下，可以快速建立衛(wèi)星通信通道，將現(xiàn)場(chǎng)的情況實(shí)時(shí)傳回各級(jí)指揮中心，進(jìn)行話音、數(shù)據(jù)和視頻通信。

【摘要】 衛(wèi)星通信便攜站具有通信鏈路建立迅速，開通快捷，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在軍、民領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。本文闡述了衛(wèi)星通信便攜站天線對(duì)星原理及策略，利用該對(duì)星策略能夠及時(shí)建立衛(wèi)星通信鏈路，實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和視頻通信。

【關(guān)鍵詞】 選址 對(duì)星策略 便攜站

一、便攜站天線對(duì)星原理

1.1 選址

便攜站天線要準(zhǔn)確對(duì)星，其選址很關(guān)鍵。站址應(yīng)選擇在無(wú)遮擋、平坦開闊的地方，在便攜站天線指向上不應(yīng)有遮擋物（如電力線、樹、建筑物等）；不應(yīng)有微波接力通信線路，否則衛(wèi)星通信和微波接力通信相互干擾。

1.2 方位角、俯仰角和極化角

便攜站天線要準(zhǔn)確對(duì)星，必需計(jì)算出便攜站天線對(duì)星的方位角、俯仰角和極化角。（1）方位角：一般定義為從便攜站正北方向起（0°），順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到天線指向方向的水平夾角。由于同步衛(wèi)星軌道是處在赤道上空且是東西方向的，我國(guó)又處于北半球，便攜站面對(duì)的同步軌道是在正南方向，便攜站天線指向應(yīng)是南方。（2）俯仰角：是指天線指向方向與當(dāng)?shù)厮矫骈g的夾角。俯仰角為90°時(shí)與水平面垂直，俯仰角為0°時(shí)與水平面平行，天線的正常工作俯仰角一般在5°～90°之間。當(dāng)天線俯仰角低于5°時(shí)，地面噪聲將大幅增加。（3）極化角：是指衛(wèi)星發(fā)出的線極化波到達(dá)接收地后其相應(yīng)極化方向與當(dāng)?shù)厮矫婊蜚U垂線偏差的角度。電磁波的電場(chǎng)矢量方向可按旋轉(zhuǎn)或線性方式變化，對(duì)應(yīng)的兩種電磁波分別被稱為圓極化波和線極化波。線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式，常見的衛(wèi)星信號(hào)大多采用線極化方式傳送，其電場(chǎng)矢量方向與赤道面平行即為水平極化，與赤道面垂直即為垂直極化。

1.3 對(duì)星原理

根據(jù)站址的地理位置，由下列公式可以計(jì)算出便攜站天線的方位角、俯仰角和極化角。

天線俯仰角：

■

天線方位角：

■

天線極化角：

■

當(dāng)（Φs-Φ0）>0時(shí)，P取“-”，當(dāng)（Φs-Φ0）<0時(shí)P取“+”。公式中：R — 地球半徑6370公里，H — 衛(wèi)星高度35786公里，φs— 便攜站地理經(jīng)度（東經(jīng)），θ— 便攜站地理緯度（北緯），φ0— 所對(duì)衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度。

便攜站地理坐標(biāo)的經(jīng)度φs、緯度θ，可利用GPS或北斗設(shè)備獲取，所對(duì)衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度φ0可查表獲取。將以上三個(gè)公式輸入EXCEL軟件，通過軟件可以直接計(jì)算出來(lái)。利用地磁羅盤得出天線的當(dāng)前實(shí)際指向（方位角和俯仰角——實(shí)際值），比較理論值與實(shí)際值，若兩者不等，則調(diào)整天線位置，使其方向、俯仰角與計(jì)算值相等，天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星[3]。

二、對(duì)星策略

便攜站天線對(duì)星分七步進(jìn)行：（1）獲取便攜站架設(shè)地點(diǎn)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)：利用GPS或北斗相關(guān)專業(yè)工具實(shí)測(cè)便攜站架設(shè)地點(diǎn)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)，也可參考最近的城市的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)。通常縣級(jí)以上地區(qū)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)都可以通過查表獲得。（2）計(jì)算天線對(duì)星數(shù)據(jù)：利用對(duì)星理論公式計(jì)算出天線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星的方位角A、俯仰角E和極化角P（理論值）。（3）調(diào)整極化角：先調(diào)整極化角P，轉(zhuǎn)動(dòng)饋源組件，粗調(diào)極化角至理論值附近。（4）調(diào)整俯仰角：再調(diào)整俯仰角E，利用地質(zhì)羅盤將衛(wèi)星天線仰角調(diào)整至理論值。用地磁羅盤大致確定俯仰角度，俯仰調(diào)整時(shí)靠轉(zhuǎn)動(dòng)俯仰軸上的支撐桿來(lái)完成，注意不能將俯仰絲杠旋出，否則可能損壞天線。（5）調(diào)整方位角：最后調(diào)整方位角A，先大范圍緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)便攜站天線方位角，在理論值附近尋找目標(biāo)衛(wèi)星的信標(biāo)信號(hào)，注意進(jìn)行全面仔細(xì)搜索，保證方位角停留的位置是信標(biāo)信號(hào)的最大值，通過觀察便攜站的信噪比EB/NO的大小來(lái)決定。（6）微調(diào)：方位角A和俯仰角E微調(diào)，反復(fù)交替調(diào)整方位角A和俯仰角E，使信標(biāo)信號(hào)最大，即EB/NO達(dá)到最大值。（7）完成對(duì)星：鎖定方位、俯仰絲杠，轉(zhuǎn)動(dòng)極化角，使接收到的信標(biāo)信號(hào)電平值最大，從而完成便攜站天線對(duì)星。對(duì)星完畢還需進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)論證，確保通信暢通。

三、小結(jié)

本文闡述了衛(wèi)星通信便攜站天線的對(duì)星原理及策略，為應(yīng)對(duì)便攜站應(yīng)急開通（如：搶險(xiǎn)救災(zāi)、突發(fā)事件），利用便攜站快速進(jìn)行各類衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)具有重大的的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。實(shí)現(xiàn)了在任何地點(diǎn)和環(huán)境條件下，可以快速建立衛(wèi)星通信通道，將現(xiàn)場(chǎng)的情況實(shí)時(shí)傳回各級(jí)指揮中心，進(jìn)行話音、數(shù)據(jù)和視頻通信。

【摘要】 衛(wèi)星通信便攜站具有通信鏈路建立迅速，開通快捷，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在軍、民領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。本文闡述了衛(wèi)星通信便攜站天線對(duì)星原理及策略，利用該對(duì)星策略能夠及時(shí)建立衛(wèi)星通信鏈路，實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和視頻通信。

【關(guān)鍵詞】 選址 對(duì)星策略 便攜站

一、便攜站天線對(duì)星原理

1.1 選址

便攜站天線要準(zhǔn)確對(duì)星，其選址很關(guān)鍵。站址應(yīng)選擇在無(wú)遮擋、平坦開闊的地方，在便攜站天線指向上不應(yīng)有遮擋物（如電力線、樹、建筑物等）；不應(yīng)有微波接力通信線路，否則衛(wèi)星通信和微波接力通信相互干擾。

1.2 方位角、俯仰角和極化角

便攜站天線要準(zhǔn)確對(duì)星，必需計(jì)算出便攜站天線對(duì)星的方位角、俯仰角和極化角。（1）方位角：一般定義為從便攜站正北方向起（0°），順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到天線指向方向的水平夾角。由于同步衛(wèi)星軌道是處在赤道上空且是東西方向的，我國(guó)又處于北半球，便攜站面對(duì)的同步軌道是在正南方向，便攜站天線指向應(yīng)是南方。（2）俯仰角：是指天線指向方向與當(dāng)?shù)厮矫骈g的夾角。俯仰角為90°時(shí)與水平面垂直，俯仰角為0°時(shí)與水平面平行，天線的正常工作俯仰角一般在5°～90°之間。當(dāng)天線俯仰角低于5°時(shí)，地面噪聲將大幅增加。（3）極化角：是指衛(wèi)星發(fā)出的線極化波到達(dá)接收地后其相應(yīng)極化方向與當(dāng)?shù)厮矫婊蜚U垂線偏差的角度。電磁波的電場(chǎng)矢量方向可按旋轉(zhuǎn)或線性方式變化，對(duì)應(yīng)的兩種電磁波分別被稱為圓極化波和線極化波。線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式，常見的衛(wèi)星信號(hào)大多采用線極化方式傳送，其電場(chǎng)矢量方向與赤道面平行即為水平極化，與赤道面垂直即為垂直極化。

1.3 對(duì)星原理

根據(jù)站址的地理位置，由下列公式可以計(jì)算出便攜站天線的方位角、俯仰角和極化角。

天線俯仰角：

■

天線方位角：

■

天線極化角：

■

當(dāng)（Φs-Φ0）>0時(shí)，P取“-”，當(dāng)（Φs-Φ0）<0時(shí)P取“+”。公式中：R — 地球半徑6370公里，H — 衛(wèi)星高度35786公里，φs— 便攜站地理經(jīng)度（東經(jīng)），θ— 便攜站地理緯度（北緯），φ0— 所對(duì)衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度。

便攜站地理坐標(biāo)的經(jīng)度φs、緯度θ，可利用GPS或北斗設(shè)備獲取，所對(duì)衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度φ0可查表獲取。將以上三個(gè)公式輸入EXCEL軟件，通過軟件可以直接計(jì)算出來(lái)。利用地磁羅盤得出天線的當(dāng)前實(shí)際指向（方位角和俯仰角——實(shí)際值），比較理論值與實(shí)際值，若兩者不等，則調(diào)整天線位置，使其方向、俯仰角與計(jì)算值相等，天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星[3]。

二、對(duì)星策略

便攜站天線對(duì)星分七步進(jìn)行：（1）獲取便攜站架設(shè)地點(diǎn)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)：利用GPS或北斗相關(guān)專業(yè)工具實(shí)測(cè)便攜站架設(shè)地點(diǎn)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)，也可參考最近的城市的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)。通常縣級(jí)以上地區(qū)的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)都可以通過查表獲得。（2）計(jì)算天線對(duì)星數(shù)據(jù)：利用對(duì)星理論公式計(jì)算出天線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星的方位角A、俯仰角E和極化角P（理論值）。（3）調(diào)整極化角：先調(diào)整極化角P，轉(zhuǎn)動(dòng)饋源組件，粗調(diào)極化角至理論值附近。（4）調(diào)整俯仰角：再調(diào)整俯仰角E，利用地質(zhì)羅盤將衛(wèi)星天線仰角調(diào)整至理論值。用地磁羅盤大致確定俯仰角度，俯仰調(diào)整時(shí)靠轉(zhuǎn)動(dòng)俯仰軸上的支撐桿來(lái)完成，注意不能將俯仰絲杠旋出，否則可能損壞天線。（5）調(diào)整方位角：最后調(diào)整方位角A，先大范圍緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)便攜站天線方位角，在理論值附近尋找目標(biāo)衛(wèi)星的信標(biāo)信號(hào)，注意進(jìn)行全面仔細(xì)搜索，保證方位角停留的位置是信標(biāo)信號(hào)的最大值，通過觀察便攜站的信噪比EB/NO的大小來(lái)決定。（6）微調(diào)：方位角A和俯仰角E微調(diào)，反復(fù)交替調(diào)整方位角A和俯仰角E，使信標(biāo)信號(hào)最大，即EB/NO達(dá)到最大值。（7）完成對(duì)星：鎖定方位、俯仰絲杠，轉(zhuǎn)動(dòng)極化角，使接收到的信標(biāo)信號(hào)電平值最大，從而完成便攜站天線對(duì)星。對(duì)星完畢還需進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)論證，確保通信暢通。

三、小結(jié)

本文闡述了衛(wèi)星通信便攜站天線的對(duì)星原理及策略，為應(yīng)對(duì)便攜站應(yīng)急開通（如：搶險(xiǎn)救災(zāi)、突發(fā)事件），利用便攜站快速進(jìn)行各類衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)具有重大的的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。實(shí)現(xiàn)了在任何地點(diǎn)和環(huán)境條件下，可以快速建立衛(wèi)星通信通道，將現(xiàn)場(chǎng)的情況實(shí)時(shí)傳回各級(jí)指揮中心，進(jìn)行話音、數(shù)據(jù)和視頻通信。