第四章 卫星接收系统(卫星天线与高频头)ppt课件.ppt

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1、数字卫星技术主讲：杨敏第四章卫星接收系统系统组成:天线、馈源、高频头、卫星接收机、功分器。卫星接收天线：工作原理、主要参数、馈源高频头：框图、特性参数卫星接收机：工作原理、特性参数功分器：特性参数、无源功分、有源功分2021/10/23数字卫星广播2补充：接收卫星电视信号的简易步骤1、天线、高频头、接收机、监视器的正确物理链接。（1）安装好高频头（2）电缆连接高频头和卫星接收机的输入口。（3）卫星接收机的输出接监视器。2、设置卫星接收机按下菜单设置卫星天线：主要是高频头的本振频率，C波段是5150MH

2、z，Ku波段看高频头上的标识。2021/10/23数字卫星广播32、设置卫星接收机按下菜单设置卫星天线：主要是高频头的本振频率，C波段是5150MHz，Ku波段看高频头上的标识。添加卫星转发器：主要设置下行频率，符号率3、调卫星天线（1）确定卫星的位置：根据经度和纬度确定仰角和方位角。（2）细调卫星2021/10/23数字卫星广播44.1卫星接收天线1、广泛使用的卫星接收天线为反射面天线，由反射面和馈源（喇叭天线）组成。2、分类：按反射面与馈源的相对位置分为：前馈、后馈和偏馈天线。幻灯片3按工作原理分

3、为：旋转抛物面（前馈天线）、卡塞格伦幻灯片4、格里高利幻灯片5、球形反射面天线。3、作用：收集电磁波2021/10/23数字卫星广播5卡赛格伦格里高利4．1．1工作原理反射面天线工作原理分析方法：几何光学法、口面场积分法、口面电流法。几何光学法两个基本出发点：①光线沿直线传播②入射角等于反射角2021/10/23数字卫星广播104．1．1工作原理一、旋转抛物面天线旋转抛物面天线（直径1-4.5米），又称为前馈天线。1、抛物线定义：到一个定点（焦点）和一条直线（准线）等距离的点的运动轨迹。2、抛物面形成

4、：抛物线沿对称轴旋转一周3、抛物线方程：2021/10/23数字卫星广播f—抛物线焦距4、旋转抛物面的四个几何参数：焦距f、口面直径d、口面半张角θ0、抛物面厚度W。2021/10/23数字卫星广播12几何参数之间的关系式：一、旋转抛物面天线5、旋转抛物面的焦距口径比是天线的一项基本参数。①f=0.25d中焦天线②f小于0.25d短焦天线③f大于0.25d长焦天线f=0.38d天线性能最好2021/10/23数字卫星广播136、抛物线的两个重要几何光学性质：①平行于抛物线对称轴方向入射的射线经抛物线反

5、射后一定经过焦点。证明：α=β②平行于抛物线对称轴方向入射的射线经抛物线反射后经过焦点时，所走路程是相同的。证明：2021/10/23数字卫星广播14准线7、旋转抛物面天线的工作原理：天线对准卫星时，卫星发射的电磁波平行于天线的轴线传播，经反射面反射后同相聚焦。同相聚焦两层含义：①电波传输距离相同，相位相同；②所有反射线都经过焦点处聚焦。2021/10/23数字卫星广播15天线的轴线偏离卫星方向，就形成散焦。发射和接收状态相类似二、卡塞格伦天线1、组成卡塞格伦天线是双反射面天线。它由主反射面、副反射面

6、和馈源三部分组成。主反射面是旋转抛物面，副反射面是旋转双曲面。2、主面的3个几何参数：焦距f、直径d、口面半张角。3、副面有两个焦点：虚焦点和实焦点。虚焦点的位置与主面焦点重合。卡塞格伦天线馈源放置在副面实焦点。2021/10/23数字卫星广播174、双曲线的两个重要几何光学性质：①对准虚焦点发出的射线经过双曲线反射之后，必然经过实焦点②从反射点到两个焦点的行程差为常数，对于电磁波来说就是相位差为常数。双曲面的作用是将焦点进行搬移。2021/10/23数字卫星广播191、组成格里高利天线是双反射面天线

7、。它由主反射面、副反射面和馈源三部分组成。主反射面是旋转抛物面，副反射面是凹椭球面。2、主面的3个几何参数：焦距f、直径d、口面半张角。3、副面有两个实焦点：焦点F1和焦点F2。焦点F1的位置与主面焦点F重合。2021/10/23数字卫星广播20格里高利天线有两个实焦点，一个用于发射，另一个用于接收。收发共用通常可以将接收馈源安放在焦点F1处，由于这个位置同时也是主面的焦点，因此接收天线就是一个旋转抛物面天线；而发射馈源则安放在焦点F2处。2021/10/23数字卫星广播21三、格里高利天线4、椭球的

8、几何光学性质：①从一个焦点发出的射线经过凹椭球面反射之后，必然经过另一个焦点。②从反射点到两个焦点的行程之和为常数，对电磁波来说相位为常数。凹椭球面的作用是将发射馈源从焦点F2变换到主反射面焦点。于是对于发射天线来说，从焦点F2处发出的射线经过凹椭球面反射之后，同相聚焦在焦点fI处(即主面的焦点处)，然后经过主面反射之后形成平面电磁波2021/10/23数字卫星广播23四、偏馈天线1、前馈天线由于馈源阻挡，后馈天线由于反射面的阻挡，效率降低。2、偏馈天线