无线电信号极化方式

无线电信号极化方式极化的定义通常，在三维直角坐标系中，沿Z轴正方向的行波的电场同时具有x分量和y分量，两个分量之间存在相位差，电场的瞬时总矢量场表示为E1为沿x方向的线极化波幅度；E2为沿y方向的线极化波幅度；δ为Ey滞后于Ex的时间减去相位角。简单点说，天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。极化方式的分类极化方式分为三大类：线极化、椭圆极化、圆极化。其中，线极化又分为水平极化和垂直极化，椭圆极化又可分为左旋椭圆极化和右旋椭圆极化，圆极化又可分为左旋圆极化与右旋圆极化。水平极化（H）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是水平方向。就类似于我们拿一条绳子左右抖动，产生的波是左右波动。垂直极化（V）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。就类似于我们拿一条绳子上下抖动，产生的波是上下波动。极化方式的判断方法在确定的z点处电场矢量作为时间的函数而旋转，其矢尖所描出的椭圆称为极化椭圆。该椭圆的轴比（AR）表征了极化方式，判断方式如下。天线的极化方式直接影响到收发天线的匹配和接收效率，因此在构建无线通信系统时，必须清楚所使用天线的极化方式。当接收端的天线极化方式与天线一致时，可获得较大的信号，主要用于抗干扰。如垂直极化卫星接收天线，同时指向水平极化、和垂直极化两个卫星时，可顺利接收垂直极化的信号，而抑制水平极化信号。附注：常见卫星信号传播参数定义下行频率：指卫星向地面发射信号所使用的频率，不同的转发器所使用的下行频率不同，在使用卫星接收机时所设置的参数也就不同，如果设置不正确，将不能接收相应的节目内容。例如：我国鑫诺一号卫星用于数据广播的下行频之一为12,620MHz。而中央电视台所使用转发器的下行频率为12,380MHZ。一颗卫星上有多个转发器，所以会有多个下行频率。本振频率：

卫星广播电视接收系统的室外单元是由接收天线、馈源、高频头和传输馈线组成。高频头是在整个卫星广播电视接收系统中的最前端设备。它由低噪声微波放大器、本振电路和混频器及中放电路组成。高频头是室外单元唯一的一个有源器件，它和天馈系统一起安装在户外(或阳台内)并通过同轴电缆与卫星接收机相连。系统的灵敏度或信噪比很大程度上取决于高频头的性能指标。高频头的性能指标一旦选定，在接收系统里再采取什么措施，对于系统的性能的提高都将是十分困难的，都不如选用高质量的高频头来的立竿见影。在选用高频头时首当其冲的最基本问题是选对高频头的本振频率。

本振频率由本振电路产生，振荡频率的选取原则首先要不妨碍其它无线电台的工作频率。频率稳定度在25℃时应在：正负1MHz(这是典型参数)以内，要求本振频率稳定是非常重要的，否则会产生本振频率漂移造成无法收视的后果，因此在本振电路中加有锁相环电路，从而保证了极高的稳定度。卫星接收机的自动频率控制(AFC)电路中，用于消除振荡频率变化影响由天线接收下来的高频卫星广播电视信号经低噪声微波放大器放大送入混频器，同时本振电路产生的高频本振信号也送入混频器。两个不同频率的信号送入混频器后，由于混频器是个非线性器件，使天线送来的信号与本振送来的信号在混频器内进行混频，从而产生出一系列不同频率的中频信号(本振信号幅度选取原则是以混频后输出的中频信号失真最少为准)这些信号的频率都应降低至卫星接收机系统中的第一中频范围内。因此，信号在高频头中不进行频道选取。频道的选取工作由卫星接收机内的调谐器来完成，选择出所要接收的频道，然后再对该频道进行一系列的技术处理，最终得到需要的视频信号和音频信号。

当本振频率高于信号频率时(本振频率比信号频率高一个中频)，称为高本振，而当本振频率低于信号频率时(本振频率比信号频率低一个中频)就称为低本振。由于本振频率不容易作得很高，因此Ku波段高频头多采用低本振，而C波段的高频头多采用高本振。高本振和低本振比较而言，高本振抗干扰能力较强，也加之C波段和通信频段共用更易受到干扰，而Ku波段属于卫星广播电视专用的频段相对而言干扰少一些。由于C波段和Ku波段高频头输出的频率都在卫星接收机第一中频范围之内，所以才使C波段和Ku波段卫星接收机兼容成为可能。接收C波段时，由于C波段的下行频率在3700~4200MHz，高频头本振频率都相同为5150MHz，所以接收C波段时都使用本振相同的高频头。现在C波段的下行频率已从原来3700MHz扩展为3400MHz，相应的频带也由原来的500MHz带宽扩展到800MHz。因此在C波段内接收时，也存在选择高频头接收频率范围的问题，应选择所接收频道的下行频率在高频头接收范围之内。

C波段高频头从单一本振5150MHz的高频头进展到双本振高频头，这种双本振高频头具有两个本振，一个本振是5150MHz，另一个本振是5750MHz，这两个本振对水平、垂直极化信号分别处理。在3700～4200MHz范围内的两个极化信号就被分别差出950~1450MHz(5150一4200=950；5150—3700=1450)和1550～2050MHz(57504200=1550；5750—3700=2050)互不重叠的中频频率，而可以在同一根电缆中传送给卫星接收机，配合宽带950～2050MHz卫星接收机，就可以同时接收。这里需要提醒用户一点是在输入其中一个极化节目参数时，本振频率要较常规值(5150MHz)多加600MHz

(5150+600=5750MHz)即5750MHz。在工程上接收同一颗卫星的两种极化信号无须同时使用二个单极化高频头(双极化馈源上安装两个单极化高频头)，只用这一个高频头便可把两种极化信号同时接收下来，再配以适当的功分器和卫星接收机，便可有不同极化的信号同时输出，给工程的安装调试，给用户收视都带来极大的方便。

接收Ku波段时，由于Ku波段频率高，下行频率范围在10．7~12．75GHz之间，带宽达2．05GHz这比C波段带宽宽4倍，制造如此高的频率和高的带宽的高频头确实复杂，特别是本振频率即要频率高又要频率稳，还有一些其它指标都使Ku波段高频头的生产不能和C波段高频头一样对待。为了制造容易又能保证指标的Ku高频头选用了低本振，这样就降低了制造难度，又由于Ku频带宽，选用一个本振频率很难做到Ku波段全都适用，而采用缩小频带范围在不同的频带范围设置不同的本振频率。目前市场上常见到的本振频率有9．75GHz、10．6GHz、10．75GHz、l1．25GHz，l1．3GHz等。特点：1,对振荡频率的选取有要求;要求振荡器的振荡频率和幅度精度高,稳定性好;

2,有锁相环,数字分频、数字鉴相器等电路，保证极高的稳定度,否则会产生本振频率漂移;

3,都有锁相环电路来保证本振频率的稳定度;

4,一般采用稳定性好的晶体振荡器

5,振荡频率高,易起振,振频稳,振幅高,振荡特性好;

6,本振电路多采用体积小、可靠性高的单片大规模集成数字频率合成器,

7,每一级电源都应有0.1μF或0.01μF的旁路电容接地

8,电源可数模分开供电，接地及屏蔽良好,本振输出端有带通滤波器，使本振输出杂波小。上行频率：指发射站把信号发射到卫星上用的频率，由于信号是由地面向上发射，所以叫上行频率。EIRP(EffectiveIsotropicRadiatedPower)

有效全向辐射功率

EIRP也称为等效全向辐射功率，它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率（P）和该天线增益（G）的乘积，即：

EIRP=P*G

如果用dB计算，则为

EIRP(dBW)=P(dBW)+G(dBW)

EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。

EIRP是卫星通信和无线网络中的一种重要参数。有效全向辐射功率EIRP为卫星转发器在指定方向上的辐射功率。它为天线增益与功放输出功率之对数和，单位为dBW。EIRP的计算公式为EIRP=P–Loss+G式中的P为放大器的输出功率，Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗，G为卫星天线的发送增益。

通过对比同一颗通信卫星的C频段EIRP分布图和Ku频段EIRP分布图可知，C频段转发器的服务区大，通常覆盖几乎所有的可见陆地，适用于远距离的国际或洲际业务；Ku频段转发器的服务区小，通常只覆盖一个大国或数个小国，只适用于国内业务。C频段转发器的EIRP通常为36到42dBW，G/T通常为5到+1dB/k，地面天线的口径一般不小于1.8米；Ku频段转发器的EIRP通常为44到56dBW，G/T通常为2到+8dB/k，地面天线口径有可能小于1米。另一方面，C频段因为电波传播通常不受气候条件的影响，适用于可靠性较高的业务；Ku频段转发器则因电波传播可能遭受降雨衰耗的影响，只适用于建网条件较差、天线尺寸和成本受限的业务。1979年国际电信联盟为卫星电视广播划分了六个频道,即L(0.7GHz)S(2.5GHz),Ku(12GHz),Ka(23GHz)Q(42GHz)V(85GHz)频段,各个频段的带宽分别为170,190,2150,500,2000,2000MHz,其中与广播电视直接有关的是Ku频段.我国所在的第三区在Ku频段中的频率范围为11.7—12.2GHz,共500MHz,可以划分为24个频道,单个频道的宽度为27MHz.C频段(3.7—4.2GHz),原本属于通信频段,主要用于地面通信,中继通信和微波通信.但是目前我国和亚洲大多数国家仍使作C波段来进行卫星电视广播,因为C频段主要用于通信,卫星转发器功率相对较小,地面接收站的天线口径较大,运输安装,调试和维护的难度较大.而Ku频段的卫星转发器功率比较大,地面场强较强,与C频段相比,可以大大减小接收天线的口径,便于运输,安装,调试和维护.但是在电磁波的空间传输特性上,C频段又优于Ku频段,因为C频段的传输受天气的影响较小,而Ku则受降水的影响较大,遇到大暴雨时甚至能导致传输中断。广播