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《走近业余卫星通信》| 你的第一次业余卫星通信:它比你想象中更简单(四)
业余卫星通信天线(下)
by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, kb1sf@amsat.org
本文原题为《开启业余卫星通信之旅III》发表于《监测时报》
(Brasstown, NC 28902)
在前面几个章节,我们为大家介绍了业余卫星通信概述、业余卫星通信系统的基本组成等内容。本章将延续前一章节,接续介绍业余卫星通信天线有关内容。后续文章中,我们也将继续讨论业余卫星线性转发器、载人航天,以及更多如何寻找和跟踪业余卫星的技巧。定向天线定向天线最主要的优点是有很好的增益和方向性,能将射频能量集中在一个方向。只要天线指向正确的方向,天线不仅能把信号发射到距离很远的卫星上去,同样也可以帮助我们接收微弱的卫星信号。对接收者来说,通过优化接收设备从而改善对弱信号的接收能力是很有意义的一件事。低轨卫星通信中,最常用的定向天线是八木天线。这种定向天线一种端射多单元阵列,由一个偶极子振子(驱动振子),和多个紧密的耦合寄生振子(通常是一个反射器和一个或者多个引向器)组成。反射器在偶极振子的后面,引向器放在偶极振子的前面,平行排列。八木天线可以是线性极化,也可以是圆极化。仅有一行振子的八木天线的线极化(无论是水平极化还是垂直极化)取决于振子的固定方式。当两个八木天线安装在同样的支撑杆上,安放成水平或者垂直极化,用正确的相位差(90°)结合起来,就是圆极化模式。八木天线的引向器越多,方向性越强,增益越高。但爱好者需要在增益和波束宽度间折中,增益越高,方向性越好,波束越窄。虽然40个单元的八木天线可能提供很高增益,但要它持续指向过境卫星就很困难。圆极化八木天线非常适合各种卫星通信,但不是不可替代。低轨卫星通信中,不论是线极化八木天线还是打蛋器天线,都能获得稳定的通信效果。但在高轨道(HEO)卫星通信中,要获得可靠的通信,则要求增益比较高,因此从VHF波段到1.2GHz和2.4GHz,通常使用由2副、4副、8副或更多副八木天线构成的,方位和垂直位置可控的天线阵列。用线极化八木天线能够成功是因为大多数卫星在下行链路使用圆极化天线,且运行姿态不断偏转,所以交叉极化的实际影响被这两个因素部分弱化了。你可以在网上找到便宜和简易的八木天线设计和组装细节。Richard Crow(N2SPI)发表过3篇文章,网址: www.amsat.org/amsat-new/information/faqs/crow/index.php。
所以有经验的爱好者使用低损耗的同轴电缆。这种馈线,特别是在VHF/UHF频段的损耗要比用于其他(主要是HF)业余通信活动的损耗低得多。在挑选馈线时一定要牢记馈线每百米的衰减值。因为,信号每衰减3 dB,大约一半的信号能量被馈线消耗掉了。虽然一定程度上行信号馈线损耗可以通过增大发射功率来补偿,但下行链路的微弱信号,馈线损耗无法弥补。
编译:张宁 李英华 王孟 马晓莹
注:译文所含信息的所有权、使用等归原发布平台《监测时报》所有。中文版可以在署名“国家无线电监测中心 翻译”的情况下转载。