衛星通信地球站天線轉星相關技術研究

葉 鑫，趙 勇

（中國人民解放軍91913 部隊，大連 116000）

1 天線轉星相關參數定義

同步衛星與衛星通信地球站（衛通站）之間建立通信鏈路，需要通過調整衛通站天線的方位、俯仰使其對準衛星，通過調整極化角使其收發電磁波強度達到最大。天線轉星的過程亦可簡單的看成是調整天線方位、俯仰、極化的過程。

1.1 天線方位角

方位角是衛通站天線波束中心在水平面上角度，一般規定正北方向為0°，順時針方向轉動為正，方位角的取值范圍為0°～360°。方位角（A）可由下式計算：

式中，1為衛通站經度；2為衛星的軌位經度；為衛通站緯度。

1.2 天線俯仰角

俯仰角是衛通站所在地地平面與天線波束中心所形成的角度，規定水平面為0°，向上為正。俯仰角（E）可由下式計算：

1.3 天線極化角

極化角，是指接收點的地平面與接收天線口面的交線和電磁波的水平極化矢量之間的夾角。極化角（P）可由下式計算：

2 天線轉星方法步驟

2.1 角度計算及前期準備

選定好衛星后，根據衛星經度及衛通站經緯度，利用公式，計算出方位角（A）、俯仰角（E）、極化角（P）。比對當前天線指向，確定方位、俯仰、極化轉動方向和角度差，并做好現場檢查。

2.2 預置

2.2.1 預置天線方位角

通常，衛通站天線方位機械轉動范圍為0°～180°，我國處于北半球，位于同步衛星的北邊，所以我國衛通站天線方位角范圍為90° ～270°。

通常在方位處設置限位開關，且在機械設計上將天線轉動范圍0°～180°劃為兩個檔位，0°～90°和90°～180°。若轉星前后方位角相差不大，且都在同一檔區內時，可以直接通過伺服控制系統轉動天線方位到預定值；若方位角度差較大，兩顆星不在天線同一方位檔區內，則要實施更換方位檔區的操作。

2.2.2 預置天線俯仰角

通常，天線俯仰角度調整范圍為0°～90°，俯仰動作范圍內不設檔區，調整相對較為簡單。可通過天線控制器直接調整天線俯仰角至預定值，也可通過羅盤測量天線中心體底面與垂直方向的夾角確定當前俯仰角后，手動調節到預定值。

2.2.3 預置天線極化角

簡單說，極化角調整是使天線饋源波導管的極化方向與衛星信號電磁波的極化方向達到一致。

極化調整可在方位、俯仰細調完成之后進行，當極化角相差不大時（小于約20°），對接收信標信號的影響也不是很大，有時也可忽略調整。

2.3 細調

觀察信標接收機電平進行調整，細調天線方位及俯仰，使信標信號值達到最大，在細調過程中，觀察天線的第一旁瓣，在確定兩邊都存在明顯較低的旁瓣時，才能確定天線對到了主瓣上。

細調天線極化，將頻譜儀中心頻率設置到反極化信標頻率，將反極化信標調到最小，鎖緊極化調整裝置。再次收工作極化信標信號，確定其為最大值后，鎖緊天線方位俯仰螺栓。

2.4 入網檢測及鏈路開通

主要檢測衛通站天線極化調整是否到位、發極化隔離度是否滿足要求。被測站發送一純載波，測試站在工作極化收口接收該載波并記錄電平，同時測試站在反極化收口接收該載波并記錄電平，兩電平之差即為被測站的發極化隔離度。

鏈路開通過程中需注意調整各處頻率及電平，電平調整從小向大為宜。開通后進行各業務信道誤碼測試，確保鏈路正常。

3 結束語

考慮衛星自身壽命、性能及空間電磁干擾等因素，對衛通站來說，天線轉星操作或早或晚。近年來，空間電磁環境惡劣，干擾事故頻發，外加衛星自身客觀因素，實施精準快速轉星已成為一項重要技術。