卫星接收系统〔卫星天线和高频头〕.ppt

二、前馈馈源 5、90度波纹的作用：在波纹内激励的TE10波和TE11波叠 加，使得波纹口面的场分布均匀；改善了馈源和自由空间 波阻抗匹配状况；在正负50度范围内保证馈源的方向函数 基本不变。 前馈式卫星接收天线大多采用它作90度波纹喇叭。 6、法兰盘、圆矩变换 作为卫星接收天线，馈源是通过法兰盘与高频头连接在一 起的，由于高频头的输入端为矩形波导，因此在馈源内 部必须要设有一个圆矩变换段，将圆形波导逐步地过渡到 矩形波导。 4．1．3 馈源 4．1．3 馈源 从波导的正前方观察，圆波导中心有一条短的竖线， 它是高频头输入端内的探针。它的方向就是天线的极 化方向。 阻抗变换器： 圆波导和矩形波导的几何形状不同，它们的波阻抗也 不同，为了减少反射，保证波阻抗匹配，在圆矩变换 段内设有阻抗变换器，它是由两段长度为λ／4的过渡 段组成。根据传输线理论，长度为λ ／4的波导或馈线 本身就构成了阻抗变换器。采用圆矩变换之后，改变 了波导的形状，保证了阻抗匹配，同时还有利与极化 方向的稳定。 二、前馈馈源 三、后馈馈源 1、后馈馈源是安装在主反射面上的，因此其 长度不大受到限制。 2、后馈馈源的形式有圆喇叭、阶梯喇叭、变 张角喇叭、介质加载喇叭和波纹喇叭等几种。 3、目前，效率最高的后馈馈源形式为波纹喇叭。 4．1．3 馈源 第四章 卫星接收系统 卫星接收天线的类型有反射面天线和微带天线两种。反射面天线是由反射面和馈源两部分组成的，馈源 本身就是一种天线。在工程上通常根据馈源与反射面的相对位置，将反射面天线分为前馈天线、后馈天线和 偏馈天线三种形式，而从工作原理上来说，卫星广播系统中使用的反射面天线可以分为旋转抛物面天线、卡 赛格伦天线、格里高利天线、球形反射面天线等几种类型。 * 数字卫星广播 * 卫星接收天线的主要参数 一、增益（G） 工作在发射状态下的天线称为发射天线，而工作在接收状态下的天线称为接收天线。 一般不特别进行声明的话，天线的增益是特指最大辐射方向（最大接收方向）上的增益，也就是该天线 增益的最大值。 根据互易定理，可以证明接收天线的增益与该天线工作在发射状态下的增益在数值上是完全相同的，最 大辐射方向与最大接收方向也是一致的，故通常人们只说天线的增益。 * 数字卫星广播 * 二、方向图与方向函数 卫星天线的方向图反映了天线增益随方向的变化，为了方便起见通常采用相对增益Gr的概念来画天线 的方向图。 天线的方向图中的几个概念： 1、主瓣、后瓣、旁瓣 2、半功率角、前后比、旁瓣电平 3、天线的方向函数 * 数字卫星广播 * 三、天线的等效噪声温度 卫星接收天线的等效噪声温度反映了天线接收下来的并传送给匹配负载的噪声功率的大小。在忽略馈线系统的损耗以后，天线接收下来并传送给高频头的噪声功率与天线等效噪声温度的关系。 * 数字卫星广播 * 旋转抛物面天线 有旋转对称抛物面和馈源构成，馈源位置为抛物面焦点，也称前馈天线或单反射面天线。馈源发出的电磁波经反射面反射后沿着平行于抛物面轴线方向传播；对接收天线，当天线对准卫星时，来自卫星方向的电磁波平行与天线轴线，经反射后聚焦在馈源处。 * 数字卫星广播 * 卡赛格伦天线 由主反射面、副反射面和馈源组成，主反射面为旋转对称抛物面，副反射面为双曲面，副反射面的虚焦点与主反射面的焦点重合，馈源设置在副反射面的实焦点处。对发射天线，馈源发出的电磁波经主、副反射面两次反射后沿着平行于抛物面轴线方向传播；对接收天线，当天线对准卫星时，来自卫星方向的电磁波平行与天线轴线，经两次反射后聚焦在馈源处。 * 数字卫星广播 * 格里高利天线 由主反射面、副反射面和馈源组成，主面是旋转抛物面，副面为凹椭球面。副反射面有两个实焦点，一个与主面焦点重合，馈源设置在另一个实焦点处。电波反射特点同卡赛格伦天线。 * 数字卫星广播 * 偏馈天线 偏馈天线是相对前馈天线和后馈天线而言的。 实际上，偏馈天线就是截取前馈天线或后馈天线的一部分而构成的，这样馈源或副面对反射面就不产生 遮挡了，从而提高了天线的口面效率。 * 数字卫星广播 * 球形反射面天线 球形反射面就是球面的一部分，在卫星接收系统中使用球形反射面天线的目的就是使用一副天线来同时 接收多颗卫星。 球形反射面具有完全对称的几何结构，因此它是一种比较理想的接收不同方向信号的接收天线形式。 * 数字卫星广播 * 高频头 高频头是卫星接收系统中的一个重要部件，它的性能好坏直接影响着卫星接收的质量。高频头的功能是： （1）低噪声放大 （2）下变频 （3）中频放大 * 数字卫星广播 * 高频头组成框图 * 数字卫星广播 * 极轴式卫星接收天线 目前常用的卫星接收天线的支撑方式可以分为