無(wú)線電信號(hào)極化方式

無(wú)線電信號(hào)極化方式極化的定義通常，在三維直角坐標(biāo)系中，沿Z軸正方向的行波的電場(chǎng)同時(shí)具有x分量和y分量，兩個(gè)分量之間存在相位差，電場(chǎng)的瞬時(shí)總矢量場(chǎng)表示為E1為沿x方向的線極化波幅度；E2為沿y方向的線極化波幅度；δ為Ey滯后于Ex的時(shí)間減去相位角。簡(jiǎn)單點(diǎn)說，天線的極化，就是指天線輻射時(shí)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。極化方式的分類極化方式分為三大類：線極化、橢圓極化、圓極化。其中，線極化又分為水平極化和垂直極化，橢圓極化又可分為左旋橢圓極化和右旋橢圓極化，圓極化又可分為左旋圓極化與右旋圓極化。水平極化（H）：例如，衛(wèi)星向地面發(fā)射信號(hào)時(shí)，其無(wú)線電波的振動(dòng)方向是水平方向。就類似于我們拿一條繩子左右抖動(dòng)，產(chǎn)生的波是左右波動(dòng)。垂直極化（V）：例如，衛(wèi)星向地面發(fā)射信號(hào)時(shí)，其無(wú)線電波的振動(dòng)方向是垂直方向。就類似于我們拿一條繩子上下抖動(dòng)，產(chǎn)生的波是上下波動(dòng)。極化方式的判斷方法在確定的z點(diǎn)處電場(chǎng)矢量作為時(shí)間的函數(shù)而旋轉(zhuǎn)，其矢尖所描出的橢圓稱為極化橢圓。該橢圓的軸比（AR）表征了極化方式，判斷方式如下。天線的極化方式直接影響到收發(fā)天線的匹配和接收效率，因此在構(gòu)建無(wú)線通信系統(tǒng)時(shí)，必須清楚所使用天線的極化方式。當(dāng)接收端的天線極化方式與天線一致時(shí)，可獲得較大的信號(hào)，主要用于抗干擾。如垂直極化衛(wèi)星接收天線，同時(shí)指向水平極化、和垂直極化兩個(gè)衛(wèi)星時(shí)，可順利接收垂直極化的信號(hào)，而抑制水平極化信號(hào)。附注：常見衛(wèi)星信號(hào)傳播參數(shù)定義下行頻率：指衛(wèi)星向地面發(fā)射信號(hào)所使用的頻率，不同的轉(zhuǎn)發(fā)器所使用的下行頻率不同，在使用衛(wèi)星接收機(jī)時(shí)所設(shè)置的參數(shù)也就不同，如果設(shè)置不正確，將不能接收相應(yīng)的節(jié)目?jī)?nèi)容。例如：我國(guó)鑫諾一號(hào)衛(wèi)星用于數(shù)據(jù)廣播的下行頻之一為12,620MHz。而中央電視臺(tái)所使用轉(zhuǎn)發(fā)器的下行頻率為12,380MHZ。一顆衛(wèi)星上有多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，所以會(huì)有多個(gè)下行頻率。本振頻率：

衛(wèi)星廣播電視接收系統(tǒng)的室外單元是由接收天線、饋源、高頻頭和傳輸饋線組成。高頻頭是在整個(gè)衛(wèi)星廣播電視接收系統(tǒng)中的最前端設(shè)備。它由低噪聲微波放大器、本振電路和混頻器及中放電路組成。高頻頭是室外單元唯一的一個(gè)有源器件，它和天饋系統(tǒng)一起安裝在戶外(或陽(yáng)臺(tái)內(nèi))并通過同軸電纜與衛(wèi)星接收機(jī)相連。系統(tǒng)的靈敏度或信噪比很大程度上取決于高頻頭的性能指標(biāo)。高頻頭的性能指標(biāo)一旦選定，在接收系統(tǒng)里再采取什么措施，對(duì)于系統(tǒng)的性能的提高都將是十分困難的，都不如選用高質(zhì)量的高頻頭來(lái)的立竿見影。在選用高頻頭時(shí)首當(dāng)其沖的最基本問題是選對(duì)高頻頭的本振頻率。

本振頻率由本振電路產(chǎn)生，振蕩頻率的選取原則首先要不妨礙其它無(wú)線電臺(tái)的工作頻率。頻率穩(wěn)定度在25℃時(shí)應(yīng)在：正負(fù)1MHz(這是典型參數(shù))以內(nèi)，要求本振頻率穩(wěn)定是非常重要的，否則會(huì)產(chǎn)生本振頻率漂移造成無(wú)法收視的后果，因此在本振電路中加有鎖相環(huán)電路，從而保證了極高的穩(wěn)定度。衛(wèi)星接收機(jī)的自動(dòng)頻率控制(AFC)電路中，用于消除振蕩頻率變化影響由天線接收下來(lái)的高頻衛(wèi)星廣播電視信號(hào)經(jīng)低噪聲微波放大器放大送入混頻器，同時(shí)本振電路產(chǎn)生的高頻本振信號(hào)也送入混頻器。兩個(gè)不同頻率的信號(hào)送入混頻器后，由于混頻器是個(gè)非線性器件，使天線送來(lái)的信號(hào)與本振送來(lái)的信號(hào)在混頻器內(nèi)進(jìn)行混頻，從而產(chǎn)生出一系列不同頻率的中頻信號(hào)(本振信號(hào)幅度選取原則是以混頻后輸出的中頻信號(hào)失真最少為準(zhǔn))這些信號(hào)的頻率都應(yīng)降低至衛(wèi)星接收機(jī)系統(tǒng)中的第一中頻范圍內(nèi)。因此，信號(hào)在高頻頭中不進(jìn)行頻道選取。頻道的選取工作由衛(wèi)星接收機(jī)內(nèi)的調(diào)諧器來(lái)完成，選擇出所要接收的頻道，然后再對(duì)該頻道進(jìn)行一系列的技術(shù)處理，最終得到需要的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。

當(dāng)本振頻率高于信號(hào)頻率時(shí)(本振頻率比信號(hào)頻率高一個(gè)中頻)，稱為高本振，而當(dāng)本振頻率低于信號(hào)頻率時(shí)(本振頻率比信號(hào)頻率低一個(gè)中頻)就稱為低本振。由于本振頻率不容易作得很高，因此Ku波段高頻頭多采用低本振，而C波段的高頻頭多采用高本振。高本振和低本振比較而言，高本振抗干擾能力較強(qiáng)，也加之C波段和通信頻段共用更易受到干擾，而Ku波段屬于衛(wèi)星廣播電視專用的頻段相對(duì)而言干擾少一些。由于C波段和Ku波段高頻頭輸出的頻率都在衛(wèi)星接收機(jī)第一中頻范圍之內(nèi)，所以才使C波段和Ku波段衛(wèi)星接收機(jī)兼容成為可能。接收C波段時(shí)，由于C波段的下行頻率在3700~4200MHz，高頻頭本振頻率都相同為5150MHz，所以接收C波段時(shí)都使用本振相同的高頻頭。現(xiàn)在C波段的下行頻率已從原來(lái)3700MHz擴(kuò)展為3400MHz，相應(yīng)的頻帶也由原來(lái)的500MHz帶寬擴(kuò)展到800MHz。因此在C波段內(nèi)接收時(shí)，也存在選擇高頻頭接收頻率范圍的問題，應(yīng)選擇所接收頻道的下行頻率在高頻頭接收范圍之內(nèi)。

C波段高頻頭從單一本振5150MHz的高頻頭進(jìn)展到雙本振高頻頭，這種雙本振高頻頭具有兩個(gè)本振，一個(gè)本振是5150MHz，另一個(gè)本振是5750MHz，這兩個(gè)本振對(duì)水平、垂直極化信號(hào)分別處理。在3700～4200MHz范圍內(nèi)的兩個(gè)極化信號(hào)就被分別差出950~1450MHz(5150一4200=950；5150—3700=1450)和1550～2050MHz(57504200=1550；5750—3700=2050)互不重疊的中頻頻率，而可以在同一根電纜中傳送給衛(wèi)星接收機(jī)，配合寬帶950～2050MHz衛(wèi)星接收機(jī)，就可以同時(shí)接收。這里需要提醒用戶一點(diǎn)是在輸入其中一個(gè)極化節(jié)目參數(shù)時(shí)，本振頻率要較常規(guī)值(5150MHz)多加600MHz

(5150+600=5750MHz)即5750MHz。在工程上接收同一顆衛(wèi)星的兩種極化信號(hào)無(wú)須同時(shí)使用二個(gè)單極化高頻頭(雙極化饋源上安裝兩個(gè)單極化高頻頭)，只用這一個(gè)高頻頭便可把兩種極化信號(hào)同時(shí)接收下來(lái)，再配以適當(dāng)?shù)墓Ψ制骱托l(wèi)星接收機(jī)，便可有不同極化的信號(hào)同時(shí)輸出，給工程的安裝調(diào)試，給用戶收視都帶來(lái)極大的方便。

接收Ku波段時(shí)，由于Ku波段頻率高，下行頻率范圍在10．7~12．75GHz之間，帶寬達(dá)2．05GHz這比C波段帶寬寬4倍，制造如此高的頻率和高的帶寬的高頻頭確實(shí)復(fù)雜，特別是本振頻率即要頻率高又要頻率穩(wěn)，還有一些其它指標(biāo)都使Ku波段高頻頭的生產(chǎn)不能和C波段高頻頭一樣對(duì)待。為了制造容易又能保證指標(biāo)的Ku高頻頭選用了低本振，這樣就降低了制造難度，又由于Ku頻帶寬，選用一個(gè)本振頻率很難做到Ku波段全都適用，而采用縮小頻帶范圍在不同的頻帶范圍設(shè)置不同的本振頻率。目前市場(chǎng)上常見到的本振頻率有9．75GHz、10．6GHz、10．75GHz、l1．25GHz，l1．3GHz等。特點(diǎn)：1,對(duì)振蕩頻率的選取有要求;要求振蕩器的振蕩頻率和幅度精度高,穩(wěn)定性好;

2,有鎖相環(huán),數(shù)字分頻、數(shù)字鑒相器等電路，保證極高的穩(wěn)定度,否則會(huì)產(chǎn)生本振頻率漂移;

3,都有鎖相環(huán)電路來(lái)保證本振頻率的穩(wěn)定度;

4,一般采用穩(wěn)定性好的晶體振蕩器

5,振蕩頻率高,易起振,振頻穩(wěn),振幅高,振蕩特性好;

6,本振電路多采用體積小、可靠性高的單片大規(guī)模集成數(shù)字頻率合成器,

7,每一級(jí)電源都應(yīng)有0.1μF或0.01μF的旁路電容接地

8,電源可數(shù)模分開供電，接地及屏蔽良好,本振輸出端有帶通濾波器，使本振輸出雜波小。上行頻率：指發(fā)射站把信號(hào)發(fā)射到衛(wèi)星上用的頻率，由于信號(hào)是由地面向上發(fā)射，所以叫上行頻率。EIRP(EffectiveIsotropicRadiatedPower)

有效全向輻射功率

EIRP也稱為等效全向輻射功率，它的定義是地球站或衛(wèi)星的天線發(fā)送出的功率（P）和該天線增益（G）的乘積，即：

EIRP=P*G

如果用dB計(jì)算，則為

EIRP(dBW)=P(dBW)+G(dBW)

EIRP表示了發(fā)送功率和天線增益的聯(lián)合效果。

EIRP是衛(wèi)星通信和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的一種重要參數(shù)。有效全向輻射功率EIRP為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器在指定方向上的輻射功率。它為天線增益與功放輸出功率之對(duì)數(shù)和，單位為dBW。EIRP的計(jì)算公式為EIRP=P–Loss+G式中的P為放大器的輸出功率，Loss為功放輸出端與天線饋源之間的饋線損耗，G為衛(wèi)星天線的發(fā)送增益。

通過對(duì)比同一顆通信衛(wèi)星的C頻段EIRP分布圖和Ku頻段EIRP分布圖可知，C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)大，通常覆蓋幾乎所有的可見陸地，適用于遠(yuǎn)距離的國(guó)際或洲際業(yè)務(wù)；Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)小，通常只覆蓋一個(gè)大國(guó)或數(shù)個(gè)小國(guó)，只適用于國(guó)內(nèi)業(yè)務(wù)。C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的EIRP通常為36到42dBW，G/T通常為5到+1dB/k，地面天線的口徑一般不小于1.8米；Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的EIRP通常為44到56dBW，G/T通常為2到+8dB/k，地面天線口徑有可能小于1米。另一方面，C頻段因?yàn)殡姴▊鞑ネǔ２皇軞夂驐l件的影響，適用于可靠性較高的業(yè)務(wù)；Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器則因電波傳播可能遭受降雨衰耗的影響，只適用于建網(wǎng)條件較差、天線尺寸和成本受限的業(yè)務(wù)。1979年國(guó)際電信聯(lián)盟為衛(wèi)星電視廣播劃分了六個(gè)頻道,即L(0.7GHz)S(2.5GHz),Ku(12GHz),Ka(23GHz)Q(42GHz)V(85GHz)頻段,各個(gè)頻段的帶寬分別為170,190,2150,500,2000,2000MHz,其中與廣播電視直接有關(guān)的是Ku頻段.我國(guó)所在的第三區(qū)在Ku頻段中的頻率范圍為11.7—12.2GHz,共500MHz,可以劃分為24個(gè)頻道,單個(gè)頻道的寬度為27MHz.C頻段(3.7—4.2GHz),原本屬于通信頻段,主要用于地面通信,中繼通信和微波通信.但是目前我國(guó)和亞洲大多數(shù)國(guó)家仍使作C波段來(lái)進(jìn)行衛(wèi)星電視廣播,因?yàn)镃頻段主要用于通信,衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器功率相對(duì)較小,地面接收站的天線口徑較大,運(yùn)輸安裝,調(diào)試和維護(hù)的難度較大.而Ku頻段的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器功率比較大,地面場(chǎng)強(qiáng)較強(qiáng),與C頻段相比,可以大大減小接收天線的口徑,便于運(yùn)輸,安裝,調(diào)試和維護(hù).但是在電磁波的空間傳輸特性上,C頻段又優(yōu)于Ku頻段,因?yàn)镃頻段的傳輸受天氣的影響較小,而Ku則受降水的影響較大,遇到大暴雨時(shí)甚至能導(dǎo)致傳輸中斷。廣播