卫星通信基础知识（六）卫星天线的方位仰角极化角 要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。 1、方位角 从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。我国处于北半球的东方，约在东经75－135度，北纬18－55度之间。所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。卫星在地球上的投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。卫星天线的方位角计算公式是： A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1) 公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。图1是卫星的方位角示意图。方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。即可完成方位角的调整。2、仰角仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度， 如图2所示。仰角的计算公式是： .-----------------⑵仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。方位角和仰角的调整顺序是，先调整好仰角，在调整方位角。3、极化角国内或区域卫星一般都是线极化，线极化分为水平极化（以E‖表示）和垂直极化（以E⊥表示）。地面接收天线极化的定义是以卫星接收点的地平面为基准，天线馈源（或极化器）矩形波导口窄边平行于地平面，则电场矢量平行于地平面，定义为水平极化；反之馈源矩形波导口窄边垂直于地平面定义为垂直极化如图3所示。
车载卫星通信设备及操作简介 3.1 卫星通信系统开通前应该注意的事项： 3.1.1 环境勘察 1）选择停放场所 ★选择较为平坦、坚实的空地作为停车场地。确保对卫星信号收发、微波信号收发不形成遮挡。 ★车辆上方应无遮挡物，以免阻碍天线桅杆正常升起。 ★应尽量避开高大的障碍物（陡坡、高大建筑、高大树木等），确保对卫星通信、微波通信、无线网桥通信的信号收发不形成遮挡。 ★如果采用市电则车辆停放地距最近的有效市电电源应在60M以内，且能打地桩以接地或能接入其他的接地系统。 ★车辆停放地还要考虑整车噪声对居民或环境的影响。 2）选择市电电源 ★车载系统原则上应尽量考虑采用目的现场的有效市电电源。 ★在车载系统到达现场前，应与提供电源的单位或供电部门做好协商。 3）确定传输方式 ★同相关单位协商拟采用的传输方式，传输方式应遵循方便接入的原则结合停放场所条件综合考虑。若距机房较近，可采用光纤直接连接的方式；否则可采用微波或者无线网桥传输方式；特殊情况可采用卫星传输方式。 ★采用微波或者无线网桥传输方式时，要预先选定好对端微波架设的位置，以最近的机房和视距传输来综合考虑。原则上在车载系统达到目的现场 前，应架设好对端微波天线，以尽量缩短系统开通的时间。 ★采用卫星传输方式时，应根据使用的卫星经度考虑对应方位无遮挡，且 避免使车头朝向卫星方位停放，以方便卫星天线接收。 ★车载卫星系统通过自动对星需要获取的信息：（1）GPS、（2）电子罗盘、（3）AGC（信标机电压）。
3.1.2 数据准备 确定BTS的相关数据 ★根据网络规划，确定车载BTS相关数据，如频点、邻区切换等，必要时，到目的现场测试移动网络的数据，了解频率干扰情况、话务量分配、切换等情况。同时与传输室确认应急车传输的接入基站，并在基站端对通传输电路，同BSC 核对每套应急传输电路所对应小区的关系、核对小区定义的设备数量、设备类型和软件版本等信息，确保BSC的数据定义与应急车安装的硬件完全对应； ★根据现场的网络状况，确定基站天线的覆盖范围和方向。 ★根据网络规划，确定车载BTS系统接入PLMN网的BTS的相关数据。 3.1.3 带卫星的小C车规范开通流程 1、停车、拉手刹 2、打地桩、接工作地、保护地 3、放支撑脚、启动联合供电 4、挂CDMA天线、升天线桅杆、接馈线 5、对星、核对工作频率、极化、标定功率、载波上星 6、开基站、数据下载 7、开通测试、网络优化 3.2 卫星系统概述 3.2.1卫星系统业务需求简介 卫星传输作为小型应急通信车三种传输方式（微波传输、光纤传输、卫星传输）之一的传输手段解决从车载BTS到各省BSC的Abis接口的传输，实现1x 语音数据及EVDO数据业务的传输。 3.2.2卫星系统组成 根据系统设备配置和改装要求，小型应急通信车包括移动通信系统（不同厂商BTS和BSC设备）、传输系统（SDH、PDH、50M无线以太网桥、车载卫星）及天馈线系统（卫星天线、微波天线基站天线、桅杆等），其中卫星子系统主要由以下几种设备组成： 车载卫星天线、GPS天线、天线控制系统、信标接收机、MODEM、LNB、固态高功放。
卫星天线安装图解 天线的安装： 安装前的准备： 1.按说明书的地基施工图做好天线地基。 2.安装工具。包括：活动扳手（大18寸*2、小4寸*2或钳子）、专用改锥、剪子、水平仪、防水胶布等。 3.按照说明书清点卫星天线的另件数是否正确。 4.请准备12寸--14寸带AV输入的彩色或黑白电视机一台，视音频线（AV线）一套，一根3米左右的和一根30米左右的同轴电缆，一条临时的220V电源及插座。 安装步骤： 第一步：注意安装的基座立柱必须保证水平和垂直，可使用水平尺等进行调整。 第二步：安装天线的锅体四脚支撑。注意螺杆、螺母的正反方向。不要旋紧螺丝。 第三步：安装天线的方向轴。方向轴与天线的四脚支撑进行连接。注意方向轴的方向，使天线高频头支撑杆，中间的那只，保持在锅体下方即可。旋紧与之连接的固定螺丝。 第四步：把天线抬起，安装到天线基座的立柱上。 第五步：安装高频头支撑杆。不要把螺丝拧死。 第六步：把高频头置于高频头固定盘上。（可能需要专用螺丝刀，拆开高频头的保护罩） 第七步：使用馈线（同轴电缆）连接高频头的高频输出端至接收机的高频输入端。 第八步：上好其他部分的固定螺丝。注意都不要拧死。 第九步：使用AV线（视音频线）连接卫星接收机的视频输出到电视机的视频输入。 至此，天线的安装已经完成。 寻星指南： 调试前准备：1.安装工具。2.调试器材。3.连接线材。4.寻星参数。 寻星时间：根据你所在的地点和接收卫星的位置计算出当地的寻星时间。这对于卫星覆盖边缘地区、小天线尤为重要。 天线方向的调试：粗调：根据事先算出的仰角和方位角，将天线的这两个角度分别调到这两个数值上，使之对准所要接收的卫星，直至接收到电视信号。细调：使所收的信号最佳。根据现场的条件，可以有多种简易而有效的调整方法。 第一步：检查连接好的线路。 第二步：用量角器调整好天线仰角。 仰角直接用量角器就可以量 先将直尺最低端固定在天线最低端边沿上，另一端固定在天线最高端边沿上，注意直尺一定要通过天线中心，找准直径，不能倾斜，这是关键。直尺顶端留出20㎝以供固定量角器。在量角器中心钻一小孔，用小钉将带有重锤的线穿过量角器中心孔，将量角器一同
直线定向 令狐采学 确定地面上两点之间的相对位置，除了需要测定两点之间的水平距离外，还需确定两点所连直线的方向。一条直线的方向，是根据某一标准方向来确定的。确定直线与标准方向之间的关系，称为直线定向。 一、标准方向 1．真子午线方向 通过地球表面某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向。真子午线方向可用天文测量方法测定。 2．磁子午线方向 磁子午线方向是在地球磁场作用下，磁针在某点自由静止时其轴线所指的方向。磁子午线方向可用罗盘仪测定。 3．坐标纵轴方向
在高斯平面直角坐标系中，坐标纵轴线方向就是地面点所在投影带的中央子午线方向。在同一投影带内，各点的坐标纵轴线方向是彼此平行的。 二、方位角 测量工作中，常采用方位角表示直线的方向。从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量至该直线的水平夹角，称为该直线的方位角。方位角取值范围是0?～360?。因标准方向有真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵轴方向之分，对应的方位角分别称为真方位角（用A表示）、磁方位角（用Am表示）和坐标方位角（用α表示）。 三、三种方位角之间的关系 因标准方向选择的不同，使得一条直线有不同的方位角，如图????所示。过点的真北方向与磁北方向之间的夹角称为磁偏角，用δ表示。过点的真北方向与坐标纵轴北方向之间的夹角称为子午线收敛角，用γ表示。
δ和γ的符号规定相同：当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向东侧时，δ和γ的符号为“＋”；当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向西侧时，δ和γ的符号为“－”。同一直线的三种方位角之间的关系为： （????）； （????）； （????） 四、坐标方位角的推算 ．正、反坐标方位角 如图?? 所示，以A为起点、B为终点的直线AB的坐标方位角αΑB，称为直线AB的坐标方位角。而直线BA的坐标方位角αBA，称为直线AB的反坐标方位角。由图?? 中可以看出正、反坐标方位角间的关系为：
如何调试卫星天线角度介绍 1、卫星转发器 卫星转发器,是这样的设备，接收地面发射站发来的14GHz或6GHz的微弱的上行电视信号，经频率变换（一次变频、二次变频）为不同的下行频率12GHz或4GHz，再由技术处理放大到一定功率向地球发射，有卫星电视接收设备接收。每一路音视频和数据通道都是由一个卫星转发器进行接收处理然后再传输，每一个转发器所处理的信号都有一个中心频率及一个特定的带宽，目前卫星转发器主要使用L、S、C、Ku和Ka频段。 2、水平极化、垂直极化 极化通常是指与电波传播方向垂直的平面内，瞬时电场矢量的方向。在极化波中，以地平线为准，当极化方向与地面平行时，称为水平极化。当极化方向与地面垂直时，称为垂直极化。 3、卫星天线 卫星天线的作用是收集由卫星传来的微弱信号，并尽可能去除杂讯。大多数天线通常是抛物面状的，也有一些多焦点天线是由球面和抛物面组合而成。卫星信号通过抛物面天线的反射后集中到它的焦点处。 4、馈源 馈源的主要功能是将天线收集的信号聚集送给高频头（LNB），馈源在
接收系统中的作用是非常重要的。 馈源的种类 锥形馈源 环形馈源 圆锥馈源 梯状馈源 6、LNB高频头 高频头（Low Noise Block）即下行解频器，其功能是将由馈源传送的卫星经过放大和下变频，把Ku或C波段信号变成L波段，经同轴电缆传送给卫星接收机。 调试过程 由于一般用户都没有场强仪等专用设备，因此本文将介绍的是如何使用指南针、量角器等常用设备寻星。 器材准备：卫星天线、高频头（馈源一体化）、卫星接收机、电视机、指南针、量角器以及连接线若干。 计算寻星所需参数 对于固定式天线系统，需要根据天线所在地的经纬度及所要接收卫星的经度计算出天线的方位角和仰角，并以此角度调整天线使其对准相应的卫星。
全自动卫星天线定位伺服控制系统 本控制系统是专门为4.5M卫星天线设计制作，通过本控制系统可方便地进行天线的方位、俯仰和极化的角度调整。由于采用了新型交流伺服控制器，使天线的各角度的控制精度得以大幅提高，在目前国内同类系统中应用技术较为先进。 （一）卫星天线控制系统的方案 采用我公司生产的交流伺服控制器和交流异步电机组成的伺服驱动单元，以可编程控制器、可编程终端等组成控制单元。 系统构成方案如图所示。 （二）系统功能及技术指标 该系统由室内控制单元和室外伺服驱动单元组成，通过可编程终端显示的文字提示进行操作。交流伺服控制器驱动天线机构上的交流异步电机实现精确的位置、速度控制，以实现天线的方位、俯仰和极化的角度调整。安装在电机上的编码器不仅为交流伺服控制提供反馈信息，而且为室内控制单元提供天线的方位、俯仰信息，经数据处理后用于控制和显示角度。 软件在实现系统的各种功能中起着非常重要的作用。本系统的软件有交流伺服控制器(3台)的程序、可编程控制器的程序和可编程终端的程序。这几种程序分别担负着人机界面、数据处理、动作控制以及状态监视等各种作用。与天线方位有关的软件部分对应于天线和本系统安装在北半球。
动作范围：方位90.00°(东)～270.00°(西)［正南为180°］ 俯仰 5.00°(俯)～90.00°(仰) 极化±90° 动作方式： ⑴角度操作：设定角度值，运动至设定位置。（对好第一颗星之后） ⑵步进操作：选择步进距（小步距0.01°、中步距0.05°、大步距0.25°）后，单键操作，按1次键，运动1步。 ⑶启停操作：选择电机转速(方位、俯仰和极化的速度分挡不同)后，单键操作，按1次运动、再按1次停止。 换星操作：按序号登录5颗星的方位角、俯仰角数据。设定目标星号后执行换星。非常快捷、方便。若所设定的星号未登录则不执行并提示“无效”。 防护操作：俯仰运动至87.00°使天线朝上，在遇强风时防止机构或基础的损害。 限位保护：设有限位开关和极限开关。方位可设定软极限。设定后限制方位角度范围，防止干涉或碰撞。 控制精度：与电机同轴装有2500线的编码器，作为位置及速度的传感器。天线的方位轴是经减速器后，0.01°间距对应2333个脉冲；俯仰轴是经减速器后，0.01°间距对应约20000个脉冲。交流伺服控制器将编码器的信息是按4倍频(10000脉冲/转)进行数据处理。而且，它的位置控制精度可达±1个脉冲。因此、天线的综合控制精度相当高。 间隙补偿: 每当电机转动改变方向时，减速器和机构等机械部件会有换向间隙。用伺服控制能补偿实测的间隙量。 角度显示：卫星天线的位置数据是以有2位小数的角度值表示。方位角度是3位整数2位小数。4舍5入至小数点后第2位。俯仰角度是2位整数2位小数。4舍5入至小数点后第2位。极化角度不显示。 报警提示：交流伺服控制器监视，异常时有文字提示。限位和原点传感器监视，异常时有文字提示。 使用电源：控制单元AC 220V±10%（单相） 50Hz 100W 伺服驱动单元AC220V±10%（单相） 50Hz 1000Wmax 外型尺寸：室内控制单元 (标准19吋3U) L:300 W:430 H:134（mm） 室外伺服驱动单元 L:250 W:600 H:800(mm) 工作环境温度：室内控制单元0℃～40℃ 室外伺服驱动单元－30℃～40℃（内有温度调节单元） （三）特点 ⑴.与卫星通讯设备一致，本系统采用单相交流220V电源。 ⑵.以对准第一颗卫星时登录的天线方位、俯仰角度为数据，方便、快速地进行对星、换星的操作。基准 ⑶.使用交流伺服控制器，定位控制精度高，重复好。 ⑷.有互锁、限位等多项安全防护功能。
卫星天线的调试策略和 技巧 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
浅谈地面卫星天线的调试方法和技巧 ——普陀区广电台张皓摘要：本文阐述了调试地面卫星天线中需要注意的各种要素、原则、方法和以及调试过程中的注意事项。 关键词：卫星天线搜星要素调整方法注意事项 随着卫星转发的广播电视节目和数据不断增多，各电视台下行接收设施也越来越多，而且由于各种原因导致传输原节目的卫星轨道经常变化，因此地面卫星接收站也需要不断调整天线方向来对准卫星，以保证正常收视。 一、地面站搜星要素 搜索卫星一般要注意四个要素：仰角、方位角、极化和焦距。 仰角：指卫星地面站的天线主瓣波束轴线对准卫星的连线与其在地平面的投影夹角，常用EL表示。 方位角：指当以地理正北为零度，按顺时针方向参考时，天线波束主瓣轴瞄准卫星的连线的投影线与正北方向线的夹角，常用AZ来表示。 极化：指电磁波在传播过程中的电场矢量方向和幅度随时间变化的特性，一般包括左旋、右旋圆极化及水平、垂直线极化四种极化方式，我国卫星接收信号通常采用水平、垂直线极化波。地卫站天线的极化方式一定要与所接收的卫星下行信号的极化方式一致即极化匹配，才能保证接收质量达到规定的标准，否则将影响信号的正常接收及质量。 焦距是指卫星接收天线对接收信号反射后信号汇聚最强的位置点。 二、常用计算公式与调星原则 地面站方位角、仰角是卫星接收天线指向的两个重要数据，馈源极化角ρ、焦距f是卫星接收天线调整中另外两个不容忽视的参数。四个参数可由以下卫星天线定位经验计算公式获得，实际应用中我们一般以Az的大小与正负来确定方位角。
安庆部分卫星接收仰角、方位角、极化角参数（近似值） 接收地经度117.0 接收地纬度30.5 注： 方位角——正北为0度（也就是正南为180度），顺时针为增加（由南向西）。 仰角——水平为0度，向上增加。偏馈天线实际仰角（铅垂线与长轴的夹角）正装时等于卫星仰角减去角度差（偏焦角）。倒装时等于卫星仰角加上角度差（偏焦角）。极化角——就是高频头相对于标准位置（C头，以高频头0刻度平行于地面（3点钟方向）为0度或者高频头0刻度垂直于地面（6点钟方向）为0度，ku头，0刻度对应高频头上的F头朝指向时间4：30位置（见下图），对于KU波段弯头来讲，把
弯头长边与地面垂直规定为极化角0度。）所旋转的角度，顺时针为正，逆时针为负。极化角只是个理论值，实际操作时还要进行细调。
中卫偏馈偏焦角： S035 0.35m 中卫天线偏焦角 24.62度 S040 0.40m 中卫天线偏焦角 24.62度 S046 0.46m 中卫天线偏焦角 24.62度 S055 0.50m 中卫天线偏焦角 24.62度 S060 0.60m 中卫天线偏焦角 22.75度 S065 0.65m 中卫天线偏焦角 24.62度 S075 0.75m 中卫天线偏焦角 22.75度 S080 0.80m 中卫天线偏焦角 24.62度 S085 0.85m 中卫天线偏焦角 24.62度 S090 0.90m 中卫天线偏焦角 24.62度
S100 1.00m 中卫天线偏焦角 24.62度 S120 1.20m 中卫天线偏焦角 24.62度 S150 1.50m 中卫天线偏焦角 24.62度
方位角与方向角 1．方向角:指北或指南方向线与目标方向所成的小于90°的角叫做方向角．如北偏东60°，南偏东30°，北偏西70°．特别地，若目标方向线与指北或指南的方向线成45°的角，如西南方向． 2．方位角:从某点的指北方向线按顺时针转到目标方向的水平角，叫做方位角。取值范围为0到360度比如正东方向就是方位角为90度，正西方向就方位角为270度。 懂了吗？呵呵！！ 抬头时目光与水平面的夹角叫做仰视角 低头时目光与水平面的夹角叫做俯视角 方位角的表示方法是什么? （1）真方位角。某点指向北极的方向线叫真北方向线，而经线，也叫真子午线。 由真子午线方向的北端起，顺时针量到直线间的夹角，称为该直线的真方位角，一般用A表示。通常在精密测量中使用。 （2）磁方位角。地球是一个大磁体，地球的磁极位置是不断变化的 真方位角，某点指向磁北极的方向线叫磁北方向线，也叫磁子午线。在地形图南、北图廓上的磁南、磁北两点间的直线，为该图的磁子午线。由磁子午线方向的北端起，顺时针量至直线间的夹角，称为该直线的磁方位角，用Am表示。 （3）坐标方位角。由坐标纵轴方向的北端起，顺时针量到直线间的夹角，称为该直线的坐标方位角，常简称方位角，用a表示。 真方位角(T rue bearing) 所有角度以正北方设为000°，顺时针转一圈后的角度为360°。 因此： 正北方：000°或360° 正东方：090° 正南方：180° 正西方：270° 罗盘方位角(Compass bearing) 正北和正南作首要方位，正东和正西为次要方位，在两者之间加 方位角的具体用法上角度。因此角度只会由0°至90°。因此： 正北方：N0°W 或N0°E 正东方：N90°E 或S90°E 正南方：S0°W 或S0°E 正西方：N90°W 或S90°W 假若两者加上与目标的距离，就会成为极坐标：直角坐标系（笛卡尔坐标系）以外的另一种坐标系统。 1、按给定的坐标数据计算方位角αBA、αBP ΔxBA=xA-xB=+123.461m ΔyBA=yA-yB=+91.508m 由于ΔxBA>0，ΔyBA>0 可知αBA位于第Ⅰ象限，即
创新实验课作业报告 姓名：王紫潇苗成国 学号：1121830101 1121830106 专业：飞行器环境与生命保障工程
课题一双轴驱动机构转角到天线波束空间指向 课题意义：随着科学技术的迅猛发展，特别是航天科技成果不断向军事、商业领域的转化，航天科技得到了极大的发展，航天器机构朝着高精度、高可靠性的方向发展。因此对航天机构的可靠性、精度、寿命等要求越来越高，对航天器机构精度的要求显得愈发突出，无论是航天器自身的工作，还是航天器在轨服务都对其精度有着严格的要求。航天器中的外伸指向机构通常指的是星载天线机构，星载天线是航天器对地通信的主要设备，肩负着对地通信的主要任务，同时随着卫星导航的广泛应用，星载天线就愈发的重要起来，而其指向精度的要求就愈发的突出，指向精度不足，将会导致通信信号质量下降，卫星导航精度下降等结果。民用方面移动通信和车载导航等，军用方面舰船导航、精确打击等这些都对星载天线的指向精度有着极高的依赖性。 因此，星载天线的指向精度是非常重要的。要保证星载天线的指向精度，首先就是要确保星载天线驱动机构在地指向精度分析的正确性，只有这样才能对接下来的在轨指向精度分析和指向误差补偿进行分析。星载天线驱动机构的末端位姿误差主要来源于机构的结构参数误差和热变形误差，这些误差是驱动机构指向误差最原始的根源，由于受实际生产加工装配能力和空间环境的限制，这些引起末端指向误差的零部件结构参数误差是必须进行合理控制的，引起结构参数变化的热影响因素是必须加以考虑的，只有这样才能使在轨天线驱动机构指向精度动态分析和误差补偿都得到较理想的结果。纵观整个星载天线驱动机构末端位姿误差的分析，提出源于结构参数误差和热变形误差引起的星载天线驱动机构末端位姿误差的研究是必要的。 发展现状：星载天线最初大多是以固定形式与卫星本体相连的，仅仅通过增大 天线波束宽度和覆盖面积来提高其工作范围，对其精度要求不是很高，但是随着航天科技的不断发展和市场需求的不断变化，这就要求，星载天线要具备一定的自由度，因此促使了星载天线双轴驱动机构的发展。星载天线双轴驱动机构能够实现对卫星天线的二自由度驱动，是空间环境下驱动天线运动的专用外伸执行机构。卫星天线的二自由度运动能够满足对地通信、星间通信、卫星导航定位、以及对目标的实时观测跟踪，在满足这些需求的同时也要保证其精度的提高，随着需求的不断提高，精度已经成为衡量星载天线双轴驱动机构性能的一个重要指标，同时也是系统设计与实现的一个难点。综上所述可以看出，星载天线双轴驱动机构是驱动卫星天线系统进行准确空间定位的核心部分。 与此同时，我国对星载天线驱动机构的研究、生产制造技术进行了一定时间的学习积累，也成功的应用到了一些卫星上，具有一定的自主能力。自2000 年后，我国在发射的卫星中，有很多采用了自主研发的天线驱动机构。相应的研究单位也蓬勃发展，航天科技集团、上海航天局等相关单位对星载天线驱动机构的研究已经取得了很大的成就和进展。特别是伴随着我国自主导航系统—北斗导航系统的不断发展，以及空间实验室和“嫦娥计划”的不断深入。星载天线双轴驱动机构得到了极大地发展。即便如此，我们跟国外还是有一定差距的，目前国内与国外的差距主要在双轴驱动机构精度、使用寿命、可靠性方面，因此还是需要进行深入研究，提高其精度、使用寿命、可靠性。 那么，我们小组也秉承着对航天事业的极大热忱开始对天线指向问题进行研
直线定向 确定地面上两点之间的相对位置，除了需要测定两点之间的水平距离外，还需确定两点所连直线的方向。一条直线的方向，是根据某一标准方向来确定的。确定直线与标准方向之间的关系，称为直线定向。 一、标准方向 1．真子午线方向 通过地球表面某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向。真子午线方向可用天文测量方法测定。 2．磁子午线方向 磁子午线方向是在地球磁场作用下，磁针在某点自由静止时其轴线所指的方向。磁子午线方向可用罗盘仪测定。 3．坐标纵轴方向 在高斯平面直角坐标系中，坐标纵轴线方向就是地面点所在投影带的中央子午线方向。在同一投影带内，各点的坐标纵轴线方向是彼此平行的。 二、方位角 测量工作中，常采用方位角表示直线的方向。从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量至该直线的水平夹角，称为该直线的方位角。方位角取值范围是0?～360?。因标准方向有真子午线方向、磁子午线方向和坐标纵轴方向之分，对应的方位角分别称为真方位角（用A表示）、磁方位角（用A m表示）和坐标方位角（用α表示）。 三、三种方位角之间的关系
因标准方向选择的不同，使得一条直线有不同的方位角，如图4-19所示。过1点的真北方向与磁北方向之间的夹角称为磁偏角，用δ表示。过1点的真北方向与坐标纵轴北方向之间的夹角称为子午线收敛角，用γ表示。 δ和γ的符号规定相同：当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向东侧时，δ和γ的符号为“＋”；当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向西侧时，δ和γ的符号为“－”。同一直线的三种方位角之间的关系为： （4-14）； （4-15）； （4-16） 四、坐标方位角的推算 1．正、反坐标方位角
数字卫星天线跟踪控制器的研制* 卢洪武李天平杜军周茂霞 （山东师范大学传播学院，250014，济南；第一作者49岁，男，教授） 摘要本文介绍了一种用A T89C51单片机实现的卫星天线跟踪控制器的控制原理，硬件结构及软件设计方法. 关键词卫星天线；跟踪控制；单片机 中图分类号 由于地球重力分布的不规则性及太阳风压等对地球同步轨道上的通信广播卫星的影响，使卫星在轨道位置上发生偏移。当卫星使用年久时，其姿态控制能力下降，漂移现象更为严重。因此，没有跟踪控制系统的天线指向将偏离卫星。从另一方面考虑，采用大口径天线接收Ku波段信号时，因频率高主波束宽度较窄，因此，易受风力或自身形变等因素的影响，造成天线指向偏离卫星，使天线接收增益大幅度下降，造成通信或广播信号中断。所以研制一种高可靠性的卫星天线自动跟踪控制系统，对保证卫星信号接收质量意义重大。 1天线控制原理 卫星天线跟踪控制系统构成如图1所示。卫星天线的调整分搜索和自动跟踪两个过程。搜索是调整天线对准预设卫星的过程，事先操作者将卫星天线接收不同卫星所对应的天线俯仰角和方位角及星号输入控制器并保存，系统工作时，首先根据输入的星号由微控制器发出控制指令，使天线转动到预存的指向位置，此时天线已基本对准卫星，可以收到信号。之后，控制系统进入寻优和自动跟踪状态。 自动跟踪与搜索过程不同的是它以实际接收的卫星信号大小作为调节依据，搜索完毕时接收机已接 收到卫星信号，但是天线并未准确对星，控制器控制天线在一定范围内反复扫描，找到接收信号最强的位置，测出信号的大小并存储，以后即以此信号与后续信号比较。当发现接收信号与存储的极值之差，超过了规定的范围时，则应控制天线重新寻优，使天线指向最佳，找到新的信号最大值，并用新极值代替原极值，从而保证天线处于最佳指向状态。【3】 2 硬件电路设计 系统采用AT89C51微处理器做主控制器，扩展一片8255 I/O接口芯片，组成键盘和显示电路，用作卫星编号，接收点经纬度及跟踪控制方式命令的输入和天线俯仰角、方位角、跟踪控制反馈信号的显示。P1口和3位半A/D转换器MC14433连接，通过AD625仪用放大器及数控模拟开关组成天线俯仰、方位角度信号和天线自动跟踪信号的调理和输入通道。系统扩展一片74LS377做输出控制通道。MPU根据欲寻卫星的所需角度及E b/N o信号的大小，经过分析比较、计算处理，发出控制指令，控制俯仰、方位电机驱动天线进行上、下、左、右扫描，从而自动对准和跟踪卫星。AT89C51的串行口经MAX232 *山东省教育厅科技计划项目（115009） 收稿日期：2005-12-18
中星6B卫星电视接收调试方法及接收参数 王木光搜集整理 由于中央广播电视节目和各省卫视、农林科技节目现在由中星6B卫星转播，故原接收亚洲3S卫星（105.5度）电视信号的“村村通”用户，现调整为接收中星6B卫星（东经115.5度）电视信号。本方法仅为上述转星情况提供参考。 我所介绍的这种方法很简单，不用添加卫星，只要添加频道即可。 首先你应该练习如何在已经对准卫星的情况下添加一个节目 我先给你一个你现在看的卫星上的节目参数不用动锅你先试着把这个台加进去,参数是 4132 H 9375 前面的三个参数分别代表 下行频率极化符号率 其中极化h代表水平v代表垂直 你在卫星的接受机器上找到添加节目，然后修改下行频率极化符号率这三个参数，其他的参数不要改动，只改动这三个，特别是本振频率千万不要改动。 改动时你会发现有下面应该有两个条，第一个条表示线路是否连好，这个条只要你插紧线他就绿，第二个条表示现在的信号质量，只有对准了星输对了参数他才亮输好参数点确定你就会发现你家多了几个台了， 我再给你几组参数你多练习一下，一会就要正式调星了 3671 V 8932 4095 H 5555 3745 V 2625 4000 H 26850 现在你先在机器上输入 3706 H 4420 这个参数，现在电视上下面的条（信号强度）应该是0，这时你找一个人看着电视你去转动锅子，在现有的基础上向东旋转16.7度，你一点一点向东转，然后让下面的人一有变化就告诉你，这个过程最困难，一定要有耐心，半个小时后或许下面的人告诉你信号不是0了，是多少多少，你更要细心，一点一点挪，左右动，直到下面的得到的是信号质量是最大值，如果还要更高可以加减一度仰角，进行调整.调好后固定锅子你可以回到电视前了。 再介绍一种更简便的方法，这种方法一个人几分钟就可以完成，不用开电视。先要准备一根2米左右的电视馈线，和一根能够到锅子的电源线，把接收机拿到锅子附近，接通电源，用准备好的馈线连接锅子和接收机，把接收机调出信号质量的显示数字，在慢慢调整锅子的同时，你观察接收机的数字是否变化，当数字有变化时，就要注意了，慢慢地左右、上下调整锅子，当数字到最大的时候（一般要到60以上）就可以固定锅子了。然后把接收机和原馈线复原，打开电视机就可以欣赏调好的这个节目了。 接下来按下面参数依次添加节目 前面的三个参数分别代表 下行频率极化符号率 其中极化h代表水平v代表垂直
【方位角（azimuthangle）】从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角，叫方位角。 （一）方位角的种类由于每点都有真北、磁北和坐标纵线北三种不同的指北方向线，因此，从某点到某一目标，就有三种不同方位角。 （1）真方位角。某点指向北极的方向线叫真北方向线，而经线，也叫真子午线。由真子午线方向的北端起，顺时针量到直线间的夹角，称为该直线的真方位角，一般用Ａ表示。通常在精密测量中使用。 （2）磁方位角。地球是一个大磁体，地球的磁极位置是不断变化的，某点指向磁北极的方向线叫磁北方向线，也叫磁子午线。在地形图南、北图廓上的磁南、磁北两点间的直线，为该图的磁子午线。由磁子午线方向的北端起，顺时针量至直线间的夹角，称为该直线的磁方位角，用A m表示。 （3）坐标方位角。由坐标纵轴方向的北端起，顺时针量到直线间的夹角，称为该直线的坐标方位角，常简称方位角，用α表示。方位角在测绘、地质与地 球物理勘探、航空、航海、炮兵射击及部队行进时等，都广泛使用。不同的方位 角可以相互换算。军事应用：为了计算方便精确，方位角的单位不用度，用密位作单位。换算作：360度=6000密位。 【三种方位角之间的关系】 因标准方向选择的不同，使得同一条直线有三种不同的方位角，三种方位角 之间的关系如图4-19所示。 Ａ12 为真方位角，A m12为磁方位角，α12为坐标方位角。 过1点的真北方向与磁北方向之间的夹角称为磁偏角（δ），过1点的真北方 向与坐标纵轴北方向之间的夹角称为子午线收敛角（γ）。 真方位角Ａ12＝磁方位角A m12＋磁偏角δ＝坐标方位角α12＋子午线收敛角γ α12＝A m12＋δ－γ（1） Ａ12＝A m12＋δ（2） Ａ12＝α12＋γ（3） （4） δ和γ的符号规定相同：当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向东侧时，δ和γ的符号为“＋”；当磁北方向或坐标纵轴北方向在真北方向西侧时，δ和γ的符号为“－”。 同一直线的三种方位角之间的关系为（注意在计算时带上δ和γ的符号）： 坐标方位角和大地方位角的关系示意图
卫星天线的方位、仰角、极化角 要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。 1、方位角 从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。我国处于北半球的东方，约在东经75－1 35度，北纬18－55度之间。所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。卫星在地球上的
投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。 卫星天线的方位角计算公式是： A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1) 公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。图1是卫星的方位角示意图。 方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。即可完成方位角的调整。 2、仰角 仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度，如图2所示。 仰角的计算公式是：
9221型天线控制系统使用说明书 西安航天恒星科技股份有限公司电话：029-******* 传真：029-******* https://www.doczj.com/doc/dd13672589.html,
1.系统概述 9221S型天线控制系统（ACS）是针对卫星通信地球站天线开发的伺服控制系统，系统具有可靠性高，操作简便等优点。系统以单片微机作为控制器，显示采用240×64点阵图形式液晶显示器（LCD），所有工作模式及参数设置均采用菜单方式，使用户操作更加直观方便。ACU根据天线方位（Az）、俯仰（El）轴传感器的位置，显示天线实时角度；根据面板操控键盘的状态、跟踪接收机的信号电平及天线状态产生到PDU的控制命令，并把PDU送来的状态（限位、系统故障等）显示出来。 ACU为19″标准机箱，高度为3.5 inch。外型尺寸为482×88×410 mm (宽×高×深)。 PDU是天线控制系统的执行机构，9221SV型（选项）采用台达公司的VFD-M 型变频调速器实现调速控制。PDU既可接收ACU的控制命令驱动天线转动，又可独立操作驱动天线转动。驱动速度可由面板开关进行切换，以实现天线在换星、偏移、和收藏操作时的高速转动，以及为了保证平稳跟踪时的低速转动的要求。而这两档速度由可根据需要（在天线结构允许的情况下）在变频调速器上设置。在设计生产过程中，从元器件的选购、老化筛选到整机的可靠性实验都依照国军标执行，使系统可靠性得到了根本保证。该系统主要包括天线控制单元（ACU）、天线驱动单元（PDU）、传感器及连接电缆等。系统框图如图1所示： 图 1 天线控制系统框图
注：虚框内设备为外部设备，不属于本系统。 2.天线控制单元 2.1主要功能和技术指标 2.1.1主要功能 a)天线实时位置显示 ACU 根据天线方位、俯仰轴的位置，进行角度编码，并把方位、俯仰角度显示在LCD屏上。为了醒目，角度采用图形方式用12×16点阵显示。 b)手动控制 通过ACU面板上转向键的控制，可使天线在顺时针（CW）、逆时针（CCW）、上抬（UP）、或下俯（DOWN）四个方向上转动。 c)位置指定 ACU即可根据所指定的卫星代号使天线自动转向目标，又可在当前指向的基础上，根据输入的角度偏离量，使天线偏移一定的角度后自动停止。 d)步进跟踪 ACU可根据跟踪接收机提供的信号电平，使天线自动跟踪目标。 e)参数设置 用户通过面板上的键盘，按照ACU提供的菜单，可输入和修改各种工作参数。 2.1.2主要技术指标 a)角度显示范围：方位、俯仰均按0°~360°设计 b)显示分辨率：0.1° c)跟踪精度：信号跌落电平不大于0.3dB d)预制星数：10颗卫星 e)工作环境：温度：10℃~40℃
卫星电视接收卡的安装与调试 卫星电视接收卡的安装跟其它板卡的安装相比并没有特别之处，插入PCI槽并安装驱动程序即可。至此卫星电视接收卡机安装完毕，并没有任何难度。然而有难度的在于卫星天线的安装与对准卫星的操作，这是绝大多数电脑爱好者没有经历过的事情。 硬件安装 首先我们要根据卫星天线的图纸组装天线，一般生产厂提供的图纸都很详尽，按图索骥即可。一般KU波段的天线比较小，安装在阳台、开阔地或楼顶都可以。甚至有些爱好者把KU波段的天线安装在室内，隔着玻璃窗户仍然可以正常接收信号。这样非常便于调节天线，我们在后文调星的步骤中将介绍。但要注意的是，如果窗户玻璃面积不是很大，并且是金属材料构成窗户边框的话，有可能对信号有明显影响，造成无法接收。笔者建议读者最初还是把天线装在阳台的外面，待接收稳定、具备丰富的调星经验后，在转移至阳台内。如果你的天线是C波段的“大锅”肯定不能装在阳台内了，最好还是安装在开阔地或者楼顶上。确定好了安装地点，为了调整天线方向的稳定性，要对天线进行固定。笔者的KU波段偏馈天线就是在阳台外墙用电钻打了四个固定孔，用膨胀螺丝将天线牢牢地固定住，如图所示： 接下来的工作便是制作馈线，根据天线位置与电脑之间的距离确定馈线的大致长度，截取同轴电缆。修剪掉电缆外皮，露出中间的铜线，插入F头并用钳子夹紧F头。连接好高频头和HS1020卫星电视卡，至此所有的硬件连接即大功告成。 对准卫星 这时即便你打开电脑也不会有任何节目播放出来，因为我们还有两个步骤没有完成——安装卫星电视播放软件；调星，使天线对准要接收的卫星； 安装光盘自带的DTV软件，当然安装其他的DVB播放软件也可以。开启软件后进入“属性”选项设置LNB的参数，您只需要按照高频头包装盒上标注的参数填写即可。如图所示。 然后进入“天线设置”选项卡，选择一颗卫星，根据节目表输入一个节目的频率、符号率、极化方式参数。点击“应用”后，即会看到信号强度和信号质量进度条有指示。这时根据目标卫星的经度以及接收地的经纬度用寻星软件计算出天线的方位角、仰角、高频头极化角，调节天线，使天线各项参数达到计算值，继续慢慢微调天线，直至信号质量达到最大，进度条变绿，点击“确定”后即可收到节目。 调节天线的仰角、方位角、极化角对准卫星的整个过程说起来很简单，可调节起来往往并没有这么顺利。这里提醒初学者，天线的仰角很关键，一定要对准确，否则分毫之差可能性好全无。笔者用量角器和螺丝帽自制了一个仰角器，使其靠在天线平面上，很容易测出准确的仰角值。如图所示： 而方位角则可以大致估计，慢慢转动天线，使软件的信号指示条达到最大即可。如果条件许可，建议读者可以购买简易寻星仪串接入高频头与接收卡之间。因为寻星仪用指针来指示信号强度，用它来寻找卫星非常直观，很容易成功。
关于地面站天线对准卫星调试方法的探讨 摘要近年来，我国科技水平快速发展，我国的卫星天线事业也取得了傲人的成绩，随着我国卫星天线事业的不断发展，有关于地面站天线对准卫星调试工作的困难程度也在逐渐增加。如何能够将地面站天线对准卫星调试，达到最好的效果，一直都是我国卫星工作人员正在思考的问题，而本文就是通过对地面站天线和对卫星调试方法进行探讨，并提出相应的解决方案。 关键词卫星通信；卫星调试；研究探讨；解决方案 任何一个卫星通信电路，都是与地面站合作进行工作的，地面站在建设过程中包括发端和收端。而卫星通信电路同时也包括上行以及下行线路，还有通信卫星转发器，地面站的建设是一个卫星通信电路中的重要组成部分，而地面站其本身的真正作用就是发射和接收天上卫星传来的信号，同时他也能够接收其他卫星传来的信号。虽然各种卫星的作用都有所差异，但其地面站的建设的作用都是一样的。 1 地面站搜星要素 1.1 仰角 主要就是由地面站所对的中心与卫星连线的直线所在地方与水平面的夹角，常用EL表示。 1.2 方位角 以地理北方为方向，按顺序度角度为参考方向，地面站设备的中心与卫星的连线所对应的投影角就是方位角，常用ZA表示。 1.3 极化 一般指定电磁波在传播过程中电场矢量水平方向和幅度随时间变化特性。一般包含左旋右旋，垂直以及水平线极化。地面站对于计划的选择方式也一定要和卫星的计划选择方式是一致的，这样才能够保证接收到的信号质量达到一定标准，否则就会影响信号的正常接收效率以及质量[1]。 1.4 焦距 地面站所用的设备在进行信号的接收发送送过程中，信号最强的位置。 2 卫星调试方法 2.1 模拟信号调整技巧
4.3.3 角的比较和运算（二） 教学目标 一、知识与能力 能正确运用角度表示方向,并能熟练运算和角有关的问题 二、过程与方法 能通过实际操作,体会方位角在是实际生活中的应用,培养学生的抽象思维. 三、情感、态度、价值观 能积极参与数学学习活动,培养学生对数学的好奇心和求知欲 教学重难点 重点：方位角的表示方法 难点：方位角的准确表示 教学过程 一、情景导入 1.海上,缉私艇发现离它500海里处停着一艘可疑船只（如图）,立即赶往检查．现请你确定缉私艇的航线,画出示意图．并用语言描述出来. A·可疑船 B·缉私艇 2.实生活中,有一种角经常用于航空、航海,测绘中领航员常用地图和罗盘进行这种角的测定,这就是方位角,方位角应用比较广泛,现什么是方位角呢？ 二、学习新知 方位角其实就是表示方向的角,这种角以正北,正南方向为基准描述物体的方向,如“北偏东300”,“南偏西400”等,方位角不能以正东,正西为基准,如不能说成“东偏北600,西偏南500”等,但有时如北偏东450时,我们可以说成东北方向. 三、实践与应用 例1 如图：指出图中射线OA、OB所表示的方向.
例2 若灯塔位于船的北偏东300,那么船在灯塔的什么方位？ （要让学生画出相应图形,结合图形来回答） （换成其它的方位角再回答然后找到规律） 例3 如图,货轮O在航行过程中发现灯塔A在它的南偏东600的方向上,同时在它北偏东600,南偏西100,西北方向上又分别发现了客轮B,货轮C和海岛D,仿照表示灯塔方位的方法,画出表示客轮B、货轮C、海岛D方向的射线. （教师分析,一学生上黑板,学生点评） 四、小结 这节课你学到了什么？还有什么想法吗？ 五、参考练习：1.请使用量角器、刻度尺画出下列点的位置. （1）点A在点O的北偏东300的方向上,离点O的距离为3cm. （2）点B在点O的南偏西600的方向上,离点O的距离为4cm. （3）点C在点O的西北方向上,同时在点B的正北方向上.