一、概念
卫星场强
卫星场强是指放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。用E表示电场强度,则有E=F/q (单位是V/m,1V/m=1N/C)。该式为定义式,适用于一切电场;Q为试探电荷的电荷量,F为电场对试探电荷的作用力。通过卫星上的反射天线来控制的电场强度覆盖范围就称为卫星场强。
另外表示:EIRP场强
等效全向辐射功率(英语:equivalent isotropically radiated power,EIRP),或叫有效全向辐射功率,是无线电通信领域的一个常见概念,它指的是卫星或地面站在某个指定方向上的辐射功率,理想状态下等于功放的发射功率乘以天线的增益。
以对数方式计算时则可表示为:EIRP = PT -LC+GA
单位为dBW,其中PT表示功放发送功率,GA表示天线的增益,LC则表示馈线上的损失。
二、如何看懂场强图
①各卫星参数,请参考地址
http://www.cnsat.net
②卫星场强与天线尺寸对照表:此表纵向为卫星场强EIRP值,横向为你用的锅锅的大小。
推荐使用天线口径 |
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天 线大 小 |
天 线大 小 |
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EIRP |
一般 |
良好 |
最佳 |
EIRP |
一般 |
良好 |
最佳 |
35dbw |
300cm |
360 cm |
480cm |
50dbw |
60cm |
60cm |
65cm |
36dbw |
240cm |
300cm |
360cm |
51dbw |
55cm |
60cm |
60cm |
37dbw |
180cm |
240cm |
300cm |
52dbw |
50cm |
55cm |
55cm |
38dbw |
150cm |
180cm |
240cm |
53dbw |
50cm |
50cm |
55cm |
39dbw |
135cm |
150cm |
180cm |
54dbw |
45cm |
50cm |
55cm |
40dbw |
120cm |
135cm |
150cm |
55dbw |
40cm |
45cm |
50cm |
41dbw |
120cm |
120cm |
150cm |
56dbw |
38cm |
40cm |
44cm |
42dbw |
110cm |
120cm |
135cm |
57dbw |
36cm |
38cm |
41cm |
43dbw |
99cm |
110cm |
120cm |
58dbw |
34cm |
36cm |
38cm |
44dbw |
90cm |
99cm |
120cm |
59dbw |
32cm |
34cm |
36cm |
45dbw |
90cm |
99cm |
99cm |
60dbw |
30cm |
32cm |
34cm |
46dbw |
80cm |
90cm |
99cm |
61dbw |
28cm |
30cm |
32cm |
47dbw |
75cm |
90cm |
90cm |
62dbw |
26cm |
28cm |
30cm |
48dbw |
60cm |
75cm |
75cm |
63dbw |
24cm |
26cm |
28cm |
49dbw |
60cm |
60cm |
65cm |
64dbw |
22cm |
23cm |
25cm |
三、通过信号场强覆盖图选择接收天线口径
即使你不是真正的卫星爱好者,也会问自己这样一个问题:“我能在这里或那里接收到这个或那个卫星吗?”。如果你要决定安装一个电动极轴天线,这个问题对你来说就非常重要。你的天线将会接收到来自许多卫星的信号,而且其中一些会很容易接收,而其余的将会很难接收甚至收不到。毫无疑问,你将会开始研究各种不同卫星的场强覆盖和卫星波束,而且你很快会发现有些场强图标注着最小的接收天线直径,而另外一些则标注着 EIRP。
EIRP就是有效全向辐射功率,它是转发器功率和天线增益系数的乘积(P×G)(对数上就是加)。EIRP越高,天线接收到的信号就越强,而所需的天线口径就越小。如果波束很窄,天线增益系数就很大,而EIRP也大。对于非常宽的波束, G很小而且 EIRP 也不可能高。从图1 到图3可以看出,EIRP也可以说成是天线尺寸。图3是部分图2的扩大,这样可以使你更容易地了解到使用最普遍的Ku天线尺寸。图中曲线显示的是 20 °C波段LNB和NF=0.6分贝Ku波段LNB的情形。如果你有了更好的装备,例如 0.3 分贝的Ku波段,你就会大大减少天线的尺寸。举例来说, 你若想使EIRP=48 dbW, 你就可以使用65cm 的天线配上0.3分贝的LNB,而不用70cm的天线加上0.6分贝的LNB。有时候我们会听说某人用一个较小的天线接收到了低于场强图给EIRP的信号,这是因为卫星的转发器有时也会发送一些超过其额定功率的信号。所以,不要很快就下结论说场强图有误。现在,借助本篇报告和SatcoDX的场强图,以及匹配的EIRP值,你可以很容易地知道所需天线的尺寸。
如大家早已熟悉接收的亚洲1号卫星就是南北两个波束覆盖卫星信号。北波束中心场强36~37dBW,主要覆盖中国、莫古、尼泊尔、南北韩等范围,南波束中心场强37dBW,覆盖东南亚等国。当作为个体接收选用1.5M天线时, 在中国大部分地区可以正常收视其北波束卫星电视节目,却不能正常接收南波束的卫视节目。又例如:位于东经113度的印尼C2星,虽然说是一颗大功率卫星, C波段信号的中心场强值高达40dBW,可由于该卫星信号主要覆盖东南亚,因而在我国大部分地区就不能以1.5M天线进行正常信号接收。还有前年升空的 “中新1号” 卫星,它的KU波段是分K1东南亚波束跟K2中亚波束。其中K1波束又分为高功率点波束(52dBW)和中功率波束(49dBW),在我国地域上,除东南沿海的少数几外,绝大多数省区内都不可能接收到该卫星的KU波段信号。
对于卫星信号的场强EIRP值,是以“dBW”作为单位,该单位数字越大,表示卫星的发射功率越强。C波段场强值由边缘到中心波束一般在32至 40dBW, KU波段场强值由边缘到中心波束则是42至60dBW。随着卫星制造技术进一步提高,卫星发射功率越来越强,卫星信号覆盖的场强值还将得到突破,从而导致地面接收天线口径日趋缩小。
当具体选择天线口径时,如果接收地的C波段卫星信号场强值在36至37dBW内,单收站可选用1.8M口径(甚至1.5M)天线即可打倒正常收视要求, 集体接收站选用3M天线也可达到正常收视的4级图像标准,用户数量较大的接收站则选用4.5M口径天线,至于KU波段的天线口径,因为其卫星信号场强值远远高于C波段,可以达到60dBW,再加上KU波长的特点,因此KU波段专用偏馈天线尺寸大大缩小,甚至小到O.35M的口径.以接收实践中表明:场强值为54dBW的地区, 可用0.45M的KU偏馈天线收出KU波段数字节目
场强值达52dBW的地区,可用0.6M的偏馈天线,而场强值只有46dBW的地区,使用1.2M的 KU偏馈天线接收也是不成问题的。象亚太2R,在其KU波段信号场强达到58dBW地区,又不考虑雨衰影响的情况下,用0.35MKU天线收出数字节目就是并不夸张的事情。
对一些暂时没有专用偏馈天线,需要使用原先的C波段天线接收KU节目者,当然也可根据当地实际的卫星信号场强值确定接收目标。如:KU波段场强有50至52dBW地区的单收站就能以标准的1.5M或1.8MC波段天线达到KU波段数字节目收视效果,,而KU场强达47dBW地区的单收站,一副2.4MC波段天线将完全能够胜任。
四、数字卫星寻星仪/数字卫星场强仪
屏幕显示内容示意图
(1)、角度计算区:
A区域:为卫星方位角;E区域:为仰角;P区域:为极化角;
(2)、参数设置区:
L:卫星经度;F:下行频率;SR:符号率;LO:本振频率;
LNB:13(垂直)、18V(水平)极化转换;22KHz控制:显示ON为开,不显示为关;
(3)、自定义频道表和当地卫星频道表序号区: