频谱分析仪在移动卫星通信中的应用.docx
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1、 频谱分析仪在移动卫星通信中的应用 杨继荣 山西广播电视台技术中心外转部摘要:随着移动卫星通信在广播电视系统的广泛应用,卫星频率资源的使用与保护日显重要,本文从频谱分析仪在卫星通信中的应用以及如何正确使用频谱分析仪寻星调整移动式卫星地球站(车载式或便携式)及极化角度进行分析介绍。目的在使用卫星频率资源时能够减少不必要的相互干扰与浪费。关键词:移动卫星通信 频谱分析仪 载波 极化角 交叉极化 卫星频率资源卫星通信是将高悬在太空的人造地球卫星作为无线电波传播的中继站,以实现更远距离的通信。目前使用的卫星都是透明转发式的,即将从地面接收的无线电信号经过简单的放大和频率变换后直接发回地面。这就表示只要
2、有相应频段的发射设备和足够的功率,无论何时何地,只要是卫星能覆盖到的地方,都可以不受限制地将信号发向卫星。这也是卫星通信受到干扰的原因之一。此文中所指的卫星通信是同步轨道卫星通信。即卫星分布在赤道上空36000千米的圆形轨道上。从地面上某个位置看某一颗同步轨道卫星,卫星是静止不动的(短期)。随着移动卫星通信在广播电视系统的广泛应用,卫星频率资源的使用与保护日显重要。根据多年的工作实践,认识到频谱分析仪在移动卫星通信中对频率的正确使用与保护有很重要的作用。下面从频谱分析仪在卫星通信中的应用以及如何正确使用频谱分析仪调整地球站极化角进行分析介绍。一、频谱分析仪在移动卫星通信中的应用1、寻星过程中频
3、谱分析仪的作用固定卫星地球站,卫星天线安装后,对准一颗常用卫星,不会经常调整。而对于移动式的卫星地球站(车载式或便携式),每次使用都必需首先完成寻星工作,才能进行业务传送。在寻星过程中,是否找到需要的卫星是关健一步。如何确定找到需要的卫星呢,最好的方法就是使用频谱分析仪检查接收到的卫星的信标频率和电平。每颗卫星在不同的极化方式下都有各自独有的信标频率,频谱分析仪能在频域上实时看到天线接收到的信号的频谱分布情况。使用卫星接收机接收某一已知的电视载波是一种手段,但是否有固定常发的电视载波,载波参数有无变化,都不是随时可以知道的。即便有已知的电视载波,只有天线基本对上卫星的情况下才能收到信号,如果收
4、不到信号,就会失去参考意义,根本无法知道天线应该往哪个方向转。完全凭经验操作。使用信标接收机接收卫星信标信号完成天线自动寻星,正常情况下没有问题,一旦寻星失败,会出现使用卫星接收机寻星同样的问题。有了频谱分析仪可以实时观察接收的卫星频谱,就像是有了眼睛一样,可以看到接收到的信号状态,只要稍微有一点点信号出现,就可即时捕捉,判断是否找到了需要的卫星。再将天线调整到最佳位置。因此不论采用何种寻星方式,都离不开频谱分析仪的确认。2、极化角校准测试为了了解极化角校准的过程,首先简单介绍一下极化的概念。极化:电磁波传播时,电场矢量的振动总是维持其特定的方向,这种现象称为极化,它反映了电磁波电场强度E的取
5、向与幅值随时间变化的性质。圆极化:在每一周期内,合成电场矢量的端点在一个圆周上且以角速度旋转,这种电磁波就是圆极化波。电场的水平分量与垂直分量大小相等,相位相差900或2700。根据电场矢量变化旋转的方向分为左旋圆极化和右旋圆极化。线极化:在电磁波传播方向上的任意一点,合成电场矢量的取向始终位于同一条直线上,这种电磁波就是线极化波。线极化波电场的水平分量与垂直分量相位相同或相差1800。根据电场矢量变化的方向分为水平极化和垂直极化。水平极化:将合成电场平行于地面的波叫水平极化波卫星通信中线极化波的定义与地面有所不同。卫星垂直极化:电场方向与地球自转轴和卫星自转轴(或轴)所确定的平面相平行的线极
6、化波为垂直极化波卫星水平极化:电场方向与地球自转轴和卫星自转轴(如果是三轴稳定的卫星,则为与地球自转轴平行的轴)所确定的平面相垂直的线极化波为水平极化波圆极化方式寻星时不存在极化调整的问题,极化方式是由在圆形馈源上正交位置分别开孔以耦合对应于左旋圆极化或右旋圆极化信号。馈源安装时要标记好哪个口是左旋口,哪个口是右旋口。垂直极化:将合成电场垂直于地面的波叫垂直极化波从上图可以看出,线极化方式,在不同的地理位置,使用定位经度不同的卫星,每次寻星时都要调整极化角的方向。使得地球站天线的极化方向与卫星的极化方向一致。否则就会造成极化干扰。以上图为例:标注的地球站天线要想与标注的卫星极化一致,必须将地球
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