广播电视卫星接收的极化概念和极化调整分析

赵文凯 蔡金涛

摘 要：近几年来，在科学技术的推动下，我国的广播电视事业发展快速。广播的接收在技术的推进下，从原来的短波，发展到微波和卫星；接收信号由模拟信号向数字信号变化，卫星接收由原来的单极化到现在的双极化。本文对广播电视卫星接收的极化概念和极化调整进行了详细的分析。

关键词：广播电视 卫星接收 极化概念 极化调整

中图分类号：TN943.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0017-01

在先进技术的推动下，广播传输的手段日益技术化，这如同一把双刃剑，给我们的工作带来极大便利的同时增加了进行后期检修和维护的难度，需要先进的技术支撑才能完成上面的工作。以双极化进行技术支撑的现代卫星，利用相同的信道可以传输两种不同的节目，节目共用一个信道，节约了很大一部分的频道资源，这种方式对极化调整的要求很高，必须具有较高的准确度和较强的精确度，否则，在极化调整的时候会出现错误，错误导致信号的灵敏度较低，信号的能力就会下降，所以，为了确保广播电视台的各种节目能够安全优质的及时传播出去，需要对广播电视系统进行极化分析和调整。

1 对于极化的认识

理论对技术具有重要的支撑作用，如果不了解电磁波极化的知识，那么就无法进行有效的技术调整。极化主要是指电磁波瞬时电场矢量在与电波传播方向垂直的平面内的变化轨迹。其移动的方向和电场矢量的方向具有一致性。极化的方式也具有不同的类型，分类的主要依据是电波的运动轨迹，不同的运动轨迹具有不同的极化方式，圆形和直线分别对应的是圆极化和线极化。从现在的情况来看，我国使用的一些专用卫星一般都是线极化方式。

关于极化的定义，不同的实体具有不同的定义，卫星辐射极化波和地面接收天线的极化内容具有很大的差别，立足点也不尽相同。我们以卫星轴系为基础，进行卫星辐射极化的分析和研究。极化分为水平极化和垂直极化。前者主要指电场矢量与卫星所在点的圆切线方向一致，后者指电场矢量方向与卫星运动轨迹之间出现一个平面垂直的轨迹。

分析一个天线系统的时候，如果出现辐射和接收的极化一致的时候，这种极化就是匹配的，如果出现辐射和接收的极化一致的时候，这种极化就是不匹配的。所以说，天线不是可以随意的接受任何极化波的，某种特定的天线仅仅接收一致极化情况下的入射波。在广播电视卫星系统的工程中，调整极化的方式需要以一个相应的参照物，一般选取的参照物都是天线馈源的矩形波导短边来实施，短边与地面之间出现一条平行线的时候，那么电场矢量就和地面之间保持一个平行线，这时的平行就是水平极化。如果矩形波导短边和地面之间出现一条垂直线的时候，电场矢量和地面之间垂直，这个时候的极化就是垂直极化。

上面对于极化概念的解释和分析，使我们对极化的认识具有了深入的了解，在此基础上，我们可以对广播电视卫星接收的极化调整进行分析。

2 计算极化角度

卫星系统的定位可以和卫星同经度的接收站天线进行一致的电磁波匹配，但是和星经度不一致的接收站，在接收卫星信号之前，需要对接收站的天线进行有效的方向调整，确保调整之后的角度可以和卫星幅射电波具有较高的一致性。对于简单圆波来覆盖，我们以P作为地面接收天线的极化角，它的计算方式如下面所示：P=arctg[sin（φs-φg）/tgθ]。其中：φs为卫星经度；φg为接收站经度；θ为接收站纬度。

通过这个计算的公式，我们可以得知极化角是卫星与接收站经度差及接收站纬度的函数。地面接收天线的极化角和纬度之间具有紧密的联系，两者呈现一个负相关的联系，相同经度接收站的纬度越高，P的值就越小；反之，P的值就越大。这从上面的式子就可以直接分析出。

但是，若出现卫星波束中心和卫星经度不同或者两者之间的角度过大的时候，就会发生不一样的情形。从实践的分析可以知道，位于卫星波束中心的接收站天线极化，就可以和卫星辐射电磁波之间形成一个比较完美的数值匹配，由于波束中心在偏离与卫星同经地区的过程中，卫星波束的极化也会随之进行一定的变动。一般来说，卫星辐射波的极化，不管是从水平还是从垂直来看，都不是一种完美的极化。从这个角度出发，需要我们在进行分析的时候，提出了一个计算波束中心以外卫星接收天线的极化角度的问题。常用的计算公式当中，把φs卫星的经度换成φc波束中心的经度对P值进行计算，即P=arctg[（φc-φg）/tgθ]，也就是极化角度。

随着极化及频率复用技术的出现，极化隔离度的理论也随之产生。主要是为了节约频率资源，采用两个声道在同一个频率的内部，以各自独立的方式传输不同的信息。卫星传输信息的质量高低和极化隔离度之间有关联，操作的时候要两者兼顾。

3 极化的调整方法

单极化和双极化有不同的调整方法，如果单极化出现极化调整不匹配的时候，会损耗大量的极化，降低信号的接收强度，如果双极化出现极化调整不匹配的时候，损耗大量极化的同时会降低信号场的强度，干扰同频正交信号输送，提高电平的噪音，严重的情况会出现信号中断的问题。

信号强度调整法。

由于受制于技术或者经济方面的原因，很多的数字卫星接收机没有安装自动增益控制电压的出口，因此，比较常用的调整方法是信号调整法，因此，信号的强弱直接影响到广播电视节目的质量，信号较强的情况下节目的质量就高，信号强度较低的时候，节目的质量就下降。信号调整法主要是在天线的终端部分放置一台接收机，天线直接连接在高频头上，使用者可以根据节目的质量进行有效的自行调整。

4 结语

随着技术的不断发展，卫星传播也在不断改进，先进的技术对节目的传播具有重要的推动作用，人们要求较高质量的广播和电视节目来满足对外界的认识和理解。广电节目的接收和传播要确保较高的质量进行播放，需要对极化进行正确的调整，只有这样才能确保节目的播出实现优质性和高效化。实践的操作来源于对理论知识的充分掌握和认识，极化的调整方法不是一个简单的技术性操作，涉及到系统中的各个环节，进行精确的操作才能保证节目正常的安全播出。因此，需要从事广播电视工作的人员在掌握扎实的理论基础上，进行技术的创新，不断促进我国广播电视事业的进步。

参考文献

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