賀萬(wàn)里
遠(yuǎn)程教育教學(xué)資源下載接收的過(guò)程中,因?yàn)椴捎昧薑u波段傳送衛(wèi)星數(shù)字電視信號(hào)有諸多好處,因此被越來(lái)越多的終端接收站點(diǎn)所采用。與C波段的信號(hào)相比,Ku波段信號(hào)不易被地面微波和其他因素干擾的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的,但其容易受到雨、雪、冰雹和霜凍等氣候條件影響(這是由于Ku頻段的雨衰和下雨時(shí)的天空噪聲溫度較大)的弱點(diǎn)也讓很多人深感頭痛。
俗話說(shuō)“無(wú)知者無(wú)畏”,但這只是草莽理論。要想真正做到“無(wú)畏”,我們就要通過(guò)理性的認(rèn)知和科學(xué)的分析去解決問(wèn)題。只有這樣,我們才能做到無(wú)可擔(dān)憂,而無(wú)憂者也才能真正做到無(wú)畏。下面我們就對(duì)雨衰的形成原因加以理性的認(rèn)知,以便我們找到有效的解決方法。
所謂雨衰,實(shí)際上就是電磁波在空間傳播時(shí),受到了降雨的影響(由于雨滴對(duì)電波的吸收和散射)而產(chǎn)生的電波衰減,簡(jiǎn)稱(chēng)為雨衰。
雨衰對(duì)于信號(hào)收轉(zhuǎn)站(含單收站)的主要影響是降低了接收信號(hào)的可用度,嚴(yán)重時(shí)還可造成接受信號(hào)的中斷,使收轉(zhuǎn)工作的完整性遭到破壞。因此,我們就必須采取一系列有效的措施,盡可能降低它的影響,以保證信號(hào)的接收質(zhì)量。以下三種方法被驗(yàn)證是行之有效的:
①加大接收天線的口徑。由于接收Ku波段信號(hào)經(jīng)常要用較長(zhǎng)焦距的天線,所以在不考慮天線的凹曲程度時(shí),其天線的增益G為:G=10lgη(πD∕λ),其中η為天線效率,D為接收天線直徑,λ為工作波長(zhǎng)。通過(guò)計(jì)算我們就可以得到不同直徑天線的增益。根據(jù)公式可知,接收天線的增益與接收天線的口徑有著直接的關(guān)系,因此適當(dāng)?shù)丶哟蠼邮仗炀€的口徑,可較明顯地提高天線增益。口徑越大,其增益越高,當(dāng)然,其成本也會(huì)明顯增加。
②采用低噪聲高增益的優(yōu)質(zhì)高頻頭(LNB)。由于Ku波段(10.7~12.7GHz)中的LNB所使用的噪聲單位和C波段不盡相同,是以分貝值為測(cè)量單位的,而C波段LNB所使用的噪聲單位是用開(kāi)氏溫度K作測(cè)量單位的,因此它們之間就產(chǎn)生了這樣一個(gè)公式:NF(噪聲系數(shù))=10lg〔1+NT(噪聲溫度)/290〕。從這個(gè)公式中我們可以看出,有效地降低噪聲,就可以更好地增益信號(hào)強(qiáng)度。如果終端站點(diǎn)受到某些特定因素的制約,而不想或無(wú)法滿足增大接收天線口徑的要求,就可考慮用低噪聲高增益的優(yōu)質(zhì)LNB,這也能達(dá)到一定的效果,并且比增大天線口徑可以節(jié)約很多成本支出。
③采用高效率的接收天線。因?yàn)楝F(xiàn)行的DBS(直播衛(wèi)星電視)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器都使用了Ku或比Ku更高的頻段,且其下行EIRP比DTH更大,因此使用較小尺寸的偏饋天線便可很容易接收到高質(zhì)量的電視信號(hào)。偏饋天線除縮減了安裝成本和體積外,還有很多優(yōu)點(diǎn):首先是效率高,普通正饋天線的效率一般是60%~65%,而偏饋天線可達(dá)到75%;其次是旁瓣小,且饋源避開(kāi)了反射面的回波,因而大大改善了天線駐波比;再有就是雨衰小,因偏饋天線反射面與地面幾乎是垂直的,故而不易受雨雪危害,從而大大減小了雨衰的損耗。
無(wú)論從理論上分析,還是實(shí)際的接收使用,偏饋天線都顯示出了它的優(yōu)勢(shì)。特別是作為“村村通”工作平臺(tái)的鑫諾1號(hào)通信衛(wèi)星,由于110.5E的軌位對(duì)我國(guó)境內(nèi)的接收效果最佳(EIRP均大于48dBW,東南部分地區(qū)可達(dá)54.5dBW),因此也保證了很高的接收仰角和較低的雨衰。在波束中心區(qū)域,當(dāng)可用度為99.95%時(shí),用0.6~0.75m天線便可獲得高質(zhì)量的圖像。
綜上所述,只要我們一方面通過(guò)理論估算確定天線的尺寸范圍,另一方面用試驗(yàn)的方法確定在本地區(qū)、本終端站到底使用多大尺寸的接收天線才最理想、最經(jīng)濟(jì),同時(shí)效果又是最佳的,我們就可以有效地抑制雨衰對(duì)設(shè)備的影響,進(jìn)而從根本上提高我們整體的工作質(zhì)量和水平。