卫星通信便携站天线对星策略

陈金来

【摘要】 卫星通信便携站具有通信链路建立迅速，开通快捷，操作简便等优点，在军、民领域得到广泛运用。本文阐述了卫星通信便携站天线对星原理及策略，利用该对星策略能够及时建立卫星通信链路，实现话音、数据和视频通信。

【关键词】 选址 对星策略 便携站

一、便携站天线对星原理

1.1 选址

便携站天线要准确对星，其选址很关键。站址应选择在无遮挡、平坦开阔的地方，在便携站天线指向上不应有遮挡物（如电力线、树、建筑物等）；不应有微波接力通信线路，否则卫星通信和微波接力通信相互干扰。

1.2 方位角、俯仰角和极化角

便携站天线要准确对星，必需计算出便携站天线对星的方位角、俯仰角和极化角。（1）方位角：一般定义为从便携站正北方向起（0°），顺时针旋转到天线指向方向的水平夹角。由于同步卫星轨道是处在赤道上空且是东西方向的，我国又处于北半球，便携站面对的同步轨道是在正南方向，便携站天线指向应是南方。（2）俯仰角：是指天线指向方向与当地水平面间的夹角。俯仰角为90°时与水平面垂直，俯仰角为0°时与水平面平行，天线的正常工作俯仰角一般在5°～90°之间。当天线俯仰角低于5°时，地面噪声将大幅增加。（3）极化角：是指卫星发出的线极化波到达接收地后其相应极化方向与当地水平面或铅垂线偏差的角度。电磁波的电场矢量方向可按旋转或线性方式变化，对应的两种电磁波分别被称为圆极化波和线极化波。线极化包含相互正交的水平和垂直两种极化方式，常见的卫星信号大多采用线极化方式传送，其电场矢量方向与赤道面平行即为水平极化，与赤道面垂直即为垂直极化。

1.3 对星原理

根据站址的地理位置，由下列公式可以计算出便携站天线的方位角、俯仰角和极化角。

天线俯仰角：

■

天线方位角：

■

天线极化角：

■

当（Φs-Φ0）>0时，P取“-”，当（Φs-Φ0）<0时P取“+”。公式中：R — 地球半径6370公里，H — 卫星高度35786公里，φs— 便携站地理经度（东经），θ— 便携站地理纬度（北纬），φ0— 所对卫星的星下点经度。

便携站地理坐标的经度φs、纬度θ，可利用GPS或北斗设备获取，所对卫星的星下点经度φ0可查表获取。将以上三个公式输入EXCEL软件，通过软件可以直接计算出来。利用地磁罗盘得出天线的当前实际指向（方位角和俯仰角——实际值），比较理论值与实际值，若两者不等，则调整天线位置，使其方向、俯仰角与计算值相等，天线对准卫星[3]。

二、对星策略

便携站天线对星分七步进行：（1）获取便携站架设地点的经、纬度数据：利用GPS或北斗相关专业工具实测便携站架设地点的经、纬度数据，也可参考最近的城市的经、纬度数据。通常县级以上地区的经、纬度数据都可以通过查表获得。（2）计算天线对星数据：利用对星理论公式计算出天线对准目标卫星的方位角A、俯仰角E和极化角P（理论值）。（3）调整极化角：先调整极化角P，转动馈源组件，粗调极化角至理论值附近。（4）调整俯仰角：再调整俯仰角E，利用地质罗盘将卫星天线仰角调整至理论值。用地磁罗盘大致确定俯仰角度，俯仰调整时靠转动俯仰轴上的支撑杆来完成，注意不能将俯仰丝杠旋出，否则可能损坏天线。（5）调整方位角：最后调整方位角A，先大范围缓慢转动便携站天线方位角，在理论值附近寻找目标卫星的信标信号，注意进行全面仔细搜索，保证方位角停留的位置是信标信号的最大值，通过观察便携站的信噪比EB/NO的大小来决定。（6）微调：方位角A和俯仰角E微调，反复交替调整方位角A和俯仰角E，使信标信号最大，即EB/NO达到最大值。（7）完成对星：锁定方位、俯仰丝杠，转动极化角，使接收到的信标信号电平值最大，从而完成便携站天线对星。对星完毕还需进行通信联络论证，确保通信畅通。

三、小结

本文阐述了卫星通信便携站天线的对星原理及策略，为应对便携站应急开通（如：抢险救灾、突发事件），利用便携站快速进行各类卫星通信业务具有重大的的指导意义和实用价值。实现了在任何地点和环境条件下，可以快速建立卫星通信通道，将现场的情况实时传回各级指挥中心，进行话音、数据和视频通信。

【摘要】 卫星通信便携站具有通信链路建立迅速，开通快捷，操作简便等优点，在军、民领域得到广泛运用。本文阐述了卫星通信便携站天线对星原理及策略，利用该对星策略能够及时建立卫星通信链路，实现话音、数据和视频通信。

【关键词】 选址 对星策略 便携站

一、便携站天线对星原理

1.1 选址

便携站天线要准确对星，其选址很关键。站址应选择在无遮挡、平坦开阔的地方，在便携站天线指向上不应有遮挡物（如电力线、树、建筑物等）；不应有微波接力通信线路，否则卫星通信和微波接力通信相互干扰。

1.2 方位角、俯仰角和极化角

便携站天线要准确对星，必需计算出便携站天线对星的方位角、俯仰角和极化角。（1）方位角：一般定义为从便携站正北方向起（0°），顺时针旋转到天线指向方向的水平夹角。由于同步卫星轨道是处在赤道上空且是东西方向的，我国又处于北半球，便携站面对的同步轨道是在正南方向，便携站天线指向应是南方。（2）俯仰角：是指天线指向方向与当地水平面间的夹角。俯仰角为90°时与水平面垂直，俯仰角为0°时与水平面平行，天线的正常工作俯仰角一般在5°～90°之间。当天线俯仰角低于5°时，地面噪声将大幅增加。（3）极化角：是指卫星发出的线极化波到达接收地后其相应极化方向与当地水平面或铅垂线偏差的角度。电磁波的电场矢量方向可按旋转或线性方式变化，对应的两种电磁波分别被称为圆极化波和线极化波。线极化包含相互正交的水平和垂直两种极化方式，常见的卫星信号大多采用线极化方式传送，其电场矢量方向与赤道面平行即为水平极化，与赤道面垂直即为垂直极化。

1.3 对星原理

根据站址的地理位置，由下列公式可以计算出便携站天线的方位角、俯仰角和极化角。

天线俯仰角：

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天线方位角：

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天线极化角：

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当（Φs-Φ0）>0时，P取“-”，当（Φs-Φ0）<0时P取“+”。公式中：R — 地球半径6370公里，H — 卫星高度35786公里，φs— 便携站地理经度（东经），θ— 便携站地理纬度（北纬），φ0— 所对卫星的星下点经度。

便携站地理坐标的经度φs、纬度θ，可利用GPS或北斗设备获取，所对卫星的星下点经度φ0可查表获取。将以上三个公式输入EXCEL软件，通过软件可以直接计算出来。利用地磁罗盘得出天线的当前实际指向（方位角和俯仰角——实际值），比较理论值与实际值，若两者不等，则调整天线位置，使其方向、俯仰角与计算值相等，天线对准卫星[3]。

二、对星策略

便携站天线对星分七步进行：（1）获取便携站架设地点的经、纬度数据：利用GPS或北斗相关专业工具实测便携站架设地点的经、纬度数据，也可参考最近的城市的经、纬度数据。通常县级以上地区的经、纬度数据都可以通过查表获得。（2）计算天线对星数据：利用对星理论公式计算出天线对准目标卫星的方位角A、俯仰角E和极化角P（理论值）。（3）调整极化角：先调整极化角P，转动馈源组件，粗调极化角至理论值附近。（4）调整俯仰角：再调整俯仰角E，利用地质罗盘将卫星天线仰角调整至理论值。用地磁罗盘大致确定俯仰角度，俯仰调整时靠转动俯仰轴上的支撑杆来完成，注意不能将俯仰丝杠旋出，否则可能损坏天线。（5）调整方位角：最后调整方位角A，先大范围缓慢转动便携站天线方位角，在理论值附近寻找目标卫星的信标信号，注意进行全面仔细搜索，保证方位角停留的位置是信标信号的最大值，通过观察便携站的信噪比EB/NO的大小来决定。（6）微调：方位角A和俯仰角E微调，反复交替调整方位角A和俯仰角E，使信标信号最大，即EB/NO达到最大值。（7）完成对星：锁定方位、俯仰丝杠，转动极化角，使接收到的信标信号电平值最大，从而完成便携站天线对星。对星完毕还需进行通信联络论证，确保通信畅通。

三、小结

本文阐述了卫星通信便携站天线的对星原理及策略，为应对便携站应急开通（如：抢险救灾、突发事件），利用便携站快速进行各类卫星通信业务具有重大的的指导意义和实用价值。实现了在任何地点和环境条件下，可以快速建立卫星通信通道，将现场的情况实时传回各级指挥中心，进行话音、数据和视频通信。

【摘要】 卫星通信便携站具有通信链路建立迅速，开通快捷，操作简便等优点，在军、民领域得到广泛运用。本文阐述了卫星通信便携站天线对星原理及策略，利用该对星策略能够及时建立卫星通信链路，实现话音、数据和视频通信。

【关键词】 选址 对星策略 便携站

一、便携站天线对星原理

1.1 选址

便携站天线要准确对星，其选址很关键。站址应选择在无遮挡、平坦开阔的地方，在便携站天线指向上不应有遮挡物（如电力线、树、建筑物等）；不应有微波接力通信线路，否则卫星通信和微波接力通信相互干扰。

1.2 方位角、俯仰角和极化角

便携站天线要准确对星，必需计算出便携站天线对星的方位角、俯仰角和极化角。（1）方位角：一般定义为从便携站正北方向起（0°），顺时针旋转到天线指向方向的水平夹角。由于同步卫星轨道是处在赤道上空且是东西方向的，我国又处于北半球，便携站面对的同步轨道是在正南方向，便携站天线指向应是南方。（2）俯仰角：是指天线指向方向与当地水平面间的夹角。俯仰角为90°时与水平面垂直，俯仰角为0°时与水平面平行，天线的正常工作俯仰角一般在5°～90°之间。当天线俯仰角低于5°时，地面噪声将大幅增加。（3）极化角：是指卫星发出的线极化波到达接收地后其相应极化方向与当地水平面或铅垂线偏差的角度。电磁波的电场矢量方向可按旋转或线性方式变化，对应的两种电磁波分别被称为圆极化波和线极化波。线极化包含相互正交的水平和垂直两种极化方式，常见的卫星信号大多采用线极化方式传送，其电场矢量方向与赤道面平行即为水平极化，与赤道面垂直即为垂直极化。

1.3 对星原理

根据站址的地理位置，由下列公式可以计算出便携站天线的方位角、俯仰角和极化角。

天线俯仰角：

■

天线方位角：

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天线极化角：

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当（Φs-Φ0）>0时，P取“-”，当（Φs-Φ0）<0时P取“+”。公式中：R — 地球半径6370公里，H — 卫星高度35786公里，φs— 便携站地理经度（东经），θ— 便携站地理纬度（北纬），φ0— 所对卫星的星下点经度。

便携站地理坐标的经度φs、纬度θ，可利用GPS或北斗设备获取，所对卫星的星下点经度φ0可查表获取。将以上三个公式输入EXCEL软件，通过软件可以直接计算出来。利用地磁罗盘得出天线的当前实际指向（方位角和俯仰角——实际值），比较理论值与实际值，若两者不等，则调整天线位置，使其方向、俯仰角与计算值相等，天线对准卫星[3]。

二、对星策略

便携站天线对星分七步进行：（1）获取便携站架设地点的经、纬度数据：利用GPS或北斗相关专业工具实测便携站架设地点的经、纬度数据，也可参考最近的城市的经、纬度数据。通常县级以上地区的经、纬度数据都可以通过查表获得。（2）计算天线对星数据：利用对星理论公式计算出天线对准目标卫星的方位角A、俯仰角E和极化角P（理论值）。（3）调整极化角：先调整极化角P，转动馈源组件，粗调极化角至理论值附近。（4）调整俯仰角：再调整俯仰角E，利用地质罗盘将卫星天线仰角调整至理论值。用地磁罗盘大致确定俯仰角度，俯仰调整时靠转动俯仰轴上的支撑杆来完成，注意不能将俯仰丝杠旋出，否则可能损坏天线。（5）调整方位角：最后调整方位角A，先大范围缓慢转动便携站天线方位角，在理论值附近寻找目标卫星的信标信号，注意进行全面仔细搜索，保证方位角停留的位置是信标信号的最大值，通过观察便携站的信噪比EB/NO的大小来决定。（6）微调：方位角A和俯仰角E微调，反复交替调整方位角A和俯仰角E，使信标信号最大，即EB/NO达到最大值。（7）完成对星：锁定方位、俯仰丝杠，转动极化角，使接收到的信标信号电平值最大，从而完成便携站天线对星。对星完毕还需进行通信联络论证，确保通信畅通。

三、小结

本文阐述了卫星通信便携站天线的对星原理及策略，为应对便携站应急开通（如：抢险救灾、突发事件），利用便携站快速进行各类卫星通信业务具有重大的的指导意义和实用价值。实现了在任何地点和环境条件下，可以快速建立卫星通信通道，将现场的情况实时传回各级指挥中心，进行话音、数据和视频通信。