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第3章 卫星接收天馈线 本章重点 3.1 卫星接收天线的作用与分类3.2 面天线的工作原理3.3 反射面天线的馈源3.4 极化转换器3.5 天线的主要技术指标 3.1卫星接收天线的作用与分类 一、天线的作用?????1、卫星电视接收系统组成：?????主要由卫星接收天线、卫星接收高频头和卫星电视接收机组成。?????2、天线作用：?????处于接收系统的最前端，其作用是将来自卫星转发器的微弱超高频电磁波加以聚集，并转换成导波中的电磁波或传输电缆中的高频电流，通过波导或高频电缆送给卫星接收高频头。卫星接收天线的技术指标的高低对整个系统的接收效果产生决定性的影响。?????3、天线特性：?????作为一种无源的天线电转换设备，接收天线也可以当作发射天线使用，这种关系称为天线的互易性。同样一副天线，无论是用作发射或接收，其基本参量保持不变。 由于天线馈源输出端通常要与带有矩形接口的室外接收单元联接，所以，反射面天线的馈源通常需要一段极化转换器和矩圆过渡波导，如图11-1所示。对于接收采用园极化波的卫星广播信号，装在接收天线馈源后的极化器先将圆极化波转换为线极化波，再通过矩圆过渡波导将圆波导中的波型变换为矩形波导中的波型，以便与其后的卫星接收高频头（LNB）接口配接。 二、极化转换器原理与结构?????1、原理 ?????由于圆极化波可以看成是由2个正交、等幅、相位差90°的线极化波分量合成的，所以，极化器的工作原理就是用一个分量移相器使其中一个线极化波改变相位，经一段传输路程后，二个分量的相位变成相同，其合成场变成了线极化波。反射面天线中常用45°介质片分量移相器和销针分量移相器。它们移相原理是相同的。 2、介质移相器结构：?????45°介质片分量移相器如图11所示。在圆波导内与矩形波导宽边45°角方向上安装一个介质片，设进入馈源的来波是左旋圆极化波。将圆极化波分解为与介质片平行的分量E11及介质片垂直的分量E⊥。由于是左旋，所以E11超前E⊥90°。但E11在介质片上传输的速度比垂直于介质片的E⊥慢，E11的相位逐渐被延迟。选择合适的介质片长度l，使E11的相位恰好延迟90°，E11变成了与E⊥同相位，于是合成场变为与介质片成45°角的线极化波。由于极化方向与宽边垂直，所以该极化波能进入矩形波导进行传输。用作分量移相器的介质片，一般由微波损耗小的聚四氟乙烯板或聚四氟乙烯纤维板制作而成。片长一般通过实验才能最后确定，二头切成凹状是为了减少波的反射。 3、螺钉移相器结构：?????图12表示在圆波导内放置两排销钉，构成销钉分量移相器。对于行于销钉所在平面的电场E11来说，销钉呈容性，使其相速减小，而对垂直于销钉面的E⊥来说销钉呈感性，使其相速增加。控制销钉插入深度和销钉的个数，可以做到E11与E⊥同相，将圆极化波转换为线极化波。为了使销钉移相器与波导匹配，销钉的插入深度是渐变的，中间最深，两边最浅。用渐变宽度的月牙形金属片代替两排销钉，也能构成移相器，其基本原理与销钉移相器相同。?????由于销钉所在平面与介质所在平面一样，都是使与之平行的E11相位滞后。所以在完成同样的极化方式转换时，销钉平面在圆波导内的取向与介质片的取向是一致的。?????圆形波导由于结构对称，对波的极化形式没有选择，而矩形波导只允许与其宽边垂直的电场通过，所以波导的宽边必须与电波极化的方向相垂直。 4、可调线极化器?????一种可调线极化馈源，如图13所示。在接收线极化波时，只要调整线极化振子，使之平行于线极化波的极化方向即可。若将振子改为小螺旋，则该馈源接收圆极化波无需加极化器。此外，背射螺旋馈源也是不加极化器而接收圆极化波的。前馈和后馈天线接收各种极化波时，极化器与波导宽边的安置方向如图14所示，这是从高频头的矩形波导口向馈源方向看去的。 * （1）面天线的工作原理（2）天线的主要技术指标  本章内容 二、天线的分类?????无线电通信用的天线种类繁多，分类出各不相同。通常按照天线的几何形状把天线分为线天线与面天线两大类。?????1. 线天线：?????1)组成：由导线组成，导线的长度比导线的截面积大得多。为了使天线呈现出更好的特性，往往所截取的导线的长度与无线电信号的波长呈一定的关系(如半波长等)。?????2)工作原理：利用空中电磁波能在与其电场方向相切的导线上感应出最大高频电流这一机理来构成的。?????3)应用：线天线一般用在长波、中波和短波等工作频率比较低的波段上。 2、面天线：?????1)组成：由整块金属板(或网)组成的，面天线的面积比天线电信号的波长的平方大得多。?????2)工作原理：利用高频无线电波的似光传播特性来构成的。通过增大面天线的面积，来提高所截获电磁波的能量