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同仁汽车网超隐蔽的平板卫视天线测试报告,再也不怕查锅了! - 无忌摄影论坛
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标题: 超隐蔽的平板卫视天线测试报告,再也不怕查锅了!
[1 楼] 作者: prowler& & 时间:
平板天线测试报告
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作者:junge&&出处:中国卫视资讯网&&更新时间: 日&&
& &日前本人获得了一面海域牌平板天线样品。经过仔细检查,该天线的具体特征见图1、2、3、4)
& &其主要特征为:1、外形尺寸为36×19.6×8cm, “方砖”形;2、高频头“埋伏”在天线背面的内部,而且馈线的接口方向也由平行于背面的长边改成了垂直于背面,方便了馈线在立柱上的固定,整个背面自然了、协调了、也美观了(见主题图和图2);3、配有小巧精致的银灰色安装固定支架,支架上有仰角、方位角、极化角的调节装置(见图3、4),这种调节装置构思十分巧妙、每个部位的作用一目了然,给使用和安装均带来了方便;4、高频头为单本振,本振频率:10750MHz。
& &在大致了解了天线原理和结构后,本人利用在南昌市进行了收视测试,部分热点卫星(如76.5Ku、138Ku和146Ku)还在江西省奉新县进行了收视对比。收视过程从略。毕竟是新鲜玩意儿,又是第一次上手使用,恐有一时间的不习惯,因此特用PBI便携式频谱仪帮助寻星(见图5)。另外,为了方便了解接收情况,在此,本人采用了交叉搭配的方式。方法是:分别将不同的天线和不同的接收机进行相互和交叉搭配组合,以图对比天线的接收性能和天线与接收机的搭配状况。
其具体的方案为:
1)使用HE986迷你型接收机(见图6)+平板天线组合;
2)使用大家较为熟悉的同洲3188C+平板天线组合;
3)使用3188C接收机+0.6m帝霸偏馈天线组合。分别收视测试,以便进行埸强对比。
在这里需要说明的是:
1、平板天线小而轻,完全属于便携式结构,再配上迷你型的接收机,如果收视成功的话,真可谓“郎才女貌”、妙不可言啊!无论是居家、旅行、外出游玩、野外收视测试均可很方便的携带和使用。
2、使用3188C和0.6m偏馈是因为这两种器材在国内烧友中的知名度和拥有率均为最高!大家(包括我自己)对它们都十分熟悉!通过它们之间的交叉搭配和对比,可以很清楚的了解平板天线和0.6m偏馈天线的关系。鉴于以上两种原因,我感觉很有必要测试一下它们相互配合的收视情况。
好吧,闲话少说,现将在南昌市具体收视情况列表报告如下表。
结果与分析&&从上表可以看出:
1、埸强情况:本次试收中可以正常下载信号的卫星约有10个左右,个别卫星只能下载其中的一部分参数。三个国内热点卫星中,除76.5Ku(最近,该星除西藏台信号强劲外,其余信号强度均下降十分严重,国内很多烧友都发现了这个现象)以外138Ku和146Ku均能全星下载并稳定收视。因此,对于埸强≥50dB的卫星或者说信号,平板天线已经完全可以胜任;对于埸强≥52dB的信号,除稳定接收外还有一定的余量。对于个别特强信号(如76.5度的),本人做过这样的试验:将手掌(包括部分腕部)展开并完全遮盖在天线的接收面上,此时仍然可以正常收视,信号质量还可达到33-35%。同样的方法本人还在0.35m中卫偏馈试验过,结果却是图像出现马赛克。因此,对比0.6m偏馈的接收情况,估算其接收能力大约相当于0.4m(即0.35m-0.45m之间)偏馈天线。即便保守一些说,最少也在0.35m偏馈之上。这一点和有些烧友的结论基本相同。图7是接收134Ku的时的埸强显示情况。
2、便携组合性能:在平板天线+迷你接收机的组合和平板天线+3188C的组合中,两者的信号质量差仅为2-5个百分点,平均约3个百分点。3188C能够正常收视的参数迷你机也均能正常收视。对于个人收视来说已经没有明显差异。因此可以得出结论:平板天线完全可以与门限稍高的迷你型接收机配合使用。这对喜欢旅游和野外游玩收视的朋友来说,应该是个好消息。
3、气候因素:江南的五月初,多为阴雨和阴天多云的天气,本次试收视也是在阴天多云天气下进行的。如果在天气晴朗的情况下,相信信号质量可能还会略有提高。
& & 总之,平板天线接收面积仅684cm2(36cm×19cm),要做到与接收面积为cm偏馈天线性能相近,已经实属不易了!
改进与建议& &
经过近十天的使用和测试,我个人感觉还有个别地方有待改进,或者说提出来作为商榷吧:
1、支架改进:天线的各个角度调整装置过于拥挤,以至于在极限位置时调整镙钉的调整钮把常常和立柱产生冲突,调整不太方便,显得有些蹩手蹩脚。分析其原因应该是调整装置过于集中、过小所致,
我认为可以做以下几点改进:
& && & 1)调整极化角、方位角的两个圆盘状调整装置可以适当做大些,以防止调整镙丝和立柱之间的冲突;
& && & 2)调整装置不必设计集中在立柱的上端。在不改变整个立柱高度的前提下,可以适当地降低方位角调整装置的位置,如将其设计在立柱的中部(见图8),以回避各个调整装置之间相互干扰的问题。
& && & 3)方位角和极化角调整盘做大了后,连同仰角调整装置均应该在盘上刻印上粗略的角度值。以方便快速寻星。
& && & 4)调整镙钉过长,每次更换镙孔都要花太多时间用于拧出拧入,建议适当缩短镙钉长度,够用就行。
2、性能改进:天线小、方便携带和安装固然是件好事,但一味图小而忽略了性能,这是不可取的。我认为天线面积可以稍稍增大一些(据悉,该厂已经生产了47cm×47cm的平板天线),以适应47-50dB埸强的卫星,并为大多数中高埸强的卫星提供一定的接收余量。毕竟我国幅员辽阔,各地信号差别较大。
3、外观改进:现代的生活是多姿多彩的,过去的抛物面天线格式单调,平板天线的出现刺激了我们在这方面的想像力。是否可以做成不同的形状?不同的颜色?我个人认为最好是迷彩色(也许大多数烧友们也会喜欢这个颜色啊)!
4、配置改进:网上有很多烧友均对这个问题产生过异议。我个人认为,如果可能的话,尽快的配备上双极化、双本振高频头,以方便全频段接收。
& &&&不管怎么说吧,中国人有了自己的平板天线,中国烧友用上了国产的平板天线,这是一大喜讯!可喜可贺啊!相信在不久的将来,国产海域平板天线的研发、生产、销售都将步入一个崭新的台阶。“海域”——“海量”也!
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& && && && && && && && && && && &杨庆增老师《再说平板天线(续)》
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作者:杨庆增&&出处:卫星电视与宽带多媒体&&更新时间: 日
缝隙式平板天线的问世
& && & 从前年开始,就断断续续的听说国内有些厂家打算生产制造平板天线。当时我就想,如果国内能生产制造出平板天线的话,恐怕要解决不少的技术和工艺问题,要适应国内接收卫星信号的要求,同时制造成本要降下来才行。如果这些问题解决了,再加之国家将要发射电视直播卫星,应该说,这是个很有市场潜力的项目。
& && & 没过多久,在去年3月的本刊第八届读者联谊会上,有一家知名厂商在会上讲,他们将生产平板天线,而且很快就要拿出样品。5月我在一次会议上终于见到了国内生产的一种新型平板天线的样品。小巧的身驱,形状的别样,良好的效果,使我一下子激动起来,我们终于有了国人生产的平板天线了。这是一款有别于以前我们见到过的振子式平板天线,它叫缝隙式平板天线,从样品到成品,又经过了漫漫长路,一年后的今天我们才见到了真正意义上的可以使用的缝隙式平板天线,见题头图,名叫海域TM平板天线。
& && & 目前这款缝隙式平板天线外形尺寸是长360mm、宽196mm、厚85mm,为天线和高频头一体化的平板天线,重约1.5kg,增益为30dB,驻波比小于1.5,前后比为31.8dB,接收频率范围有二种,分别是11.7~12.75GHz(高频头本振频率为10.75GHz)和10.7~12.75GHz(双本振高频头,本振频率为9.75和10.6GHz)。这里有人不免会问,这么小巧的天线能接收到信号吗?如果能接收到信号的话,它又相当于多大口径的反射式抛物面偏馈天线呢?我们根据实际接收来看,这面平板天线可以收到卫星EIRP值是52dBW的信号,也就是说这面36cm×19.6cm≈720cm2平板天线可以接收到卫星EIRP值为52dBW的信号。那么接收52dBW的卫星信号要使用偏馈天线需要多大口径的呢?根据Ku波段偏馈天线口径简便公式:D=10来计算,在EIRP值为52dBW时,使用的偏馈天线口径D=10=10≈44cm,按偏馈天线系列产品取值D为45cm,这就是说这面如此小巧的平板天线相当于45cm口径的偏馈天线。
& && & 我们再近似看看两者的面积:
& && & 缝隙式平板天线面积为长×宽=36cm×19.6cm≈720cm2
& && &反射式抛物面天线近似面积为πR2=3.14×()2≈1600cm2
& && & 从两者接收或反射板的面积来看,接收同样是52dBW的卫视信号,平板天线只需要720cm2的天线面积,而偏馈天线却需要1600cm2的天线面积。显然,使用偏馈天线面积要比使用平板天线要大一倍多。如此结果,只能说明平板天线的效率比偏馈天线效率高多了。
& &如此高效的缝隙式平板天线内部是什么样子,它又是怎么工作的呢?
缝隙式平板天线的工作原理
& && & 在谈缝隙式平板天线工作原理之前,让我们了解一下有关波导的情况。波导是用金属材料制成的不同形状,内空外封闭传输信号的腔形导体,它有园波导、椭圆波导、方波导、矩形波导等见图9。目前常用的高频头前端腔体就是一种圆波导,单极化高频头的馈源部分有的就是矩形波导,见图10。波导实际上就是一种传输超高频信号一微波信号的导线(体),当传输的信号频率低时,可以用普通电线传输。传输信号频率高时,普通电线衰减会很大,就得用电缆传输,电缆的传输衰减要小些。当传输频率再高时,如微波,同时又希望传输的衰减很小,此时就必须用波导来传输了,它的传输衰减非常小,要比电缆衰减小很多。所以在高端产品里,比如通信系统,常用波导传输。同时波导的驻波比好,反射小,可以保证传输的信号绝大部分由入口端传输到出口端。另外,波导又是一个封闭的传输线,可以完全保证波导内传输的信号不受外界各种干扰,而且也可保证波导内传输的信号不会辐射出波导,从而保证了传输信号的质量和数量。需要强调的是,波导内传输的微波信号是以场的形式存在的。
& && &由此我们知道了波导有如此之多的优越性,它的高质量也要求波导的生产工艺水平很高、生产成本也很高,标准的波导制作工艺严格,内壁加工的光洁度很高,波导很贵,1m波导的价格要数千元,甚至有的高达万元。如可变椭圆波导,价格就相当昂贵。我们现在使用的低价位高频头中的波导是很难把它称作波导的,把它称之为粗制滥造的波导决不为过。
& && & 当知道了什么是波导后,我们再看看波导传输信号的情况。由于波导内传输的是电磁波,自然在波导的内壁上会激励出表面电流,在正常情况下,这个表面电流是沿着波导的同一方向流动。若是在波导上出现了一个小裂缝的话,电流传输受到裂缝的切断,改变了表面电流的流线,如图11。裂缝受到激励便在裂缝两端产生出电磁场,电磁场沿裂缝的分布呈正弦规律。
& && & 这就是说,我们在一些波导上以人为方式开凿出一些有规则的裂缝,波导内电波便可以从缝隙处向外辐射。或者空中的电波从裂缝的缝隙处被有效的吸收到波导里。这个裂缝的大小和规则是有规律的,相当于前面讲到的振子式平板天线的基本的辐射单元。
揭开缝隙式平板天线高效的外衣
& && & 前面我们谈到了缝隙式平板天线,尺寸很小,却效率很高,这么一小块平板天线竞有如此之高的效率,它究竟是什么结构、什么样子呢?
& && & 缝隙式平板天线也是一种如前面所讲振子式平板天线一样的阵列式天线。
& && &缝隙式平板天线又可分为谐振式和非谐振式两种。通常我们常用的是谐振式的,因为它的辐射方向是垂直于平板天线的,便于使用,目前的产品大多属于这一类。非谐振式缝隙平板天线,尚未见到有产品,它最大的好处是可通过改变馈电相位,从而改变平板天线的辐射方向。这实际上是我们进行天线辐射方向自动化调节一个好办法,但制造这种天线很难很难,这是后话。
& && &我看到过一款已申请专利的缝隙式平板天线的结构图,见图12。这里要重申:该平板天线已申请专利,那就应该受到专利保护。有条件生产的厂家不要仿造,即使照猫画虎造出来,肯定也不能用,因为它有许多工艺和细节技术从图上是看不出来的。
& && & 从图12上可以看出,这款缝隙式平板天线除去塑料外壳之后,内部由三层金属板构成。最上一层称为缝隙辐射层,它是在金属板上面整整齐齐开凿了许许多多的排列有序的裂缝。这许许多多大小一致的裂缝,相当于前面谈到的振子式平板天线的半波振子辐射单元,或者说这每一个小裂缝就是一个缝隙天线单元。而由这众多裂缝组成的缝隙天线阵就构成了这种平板天线。所以,缝隙平板天线也是一种阵列式平板天线。
& && & 如果我们再仔细的探讨一下,这个有规则的裂缝的大小尺寸是多少时,你会发现这裂缝辐射元的长度恰好等于Ku波段平均波长的二分之一。因此我们说缝隙式平板天线的工作原理仍然符合半波振子天线的理论。
& && & 我们还看到, 两个相邻的裂缝辐射元的中心之间距离,恰好是半个波长,所以判断这款平板天线是谐振式缝隙平板天线。它的辐射是由众多的裂缝辐射单元累加的,而且垂直于平板天线。此时平板天线口径上电场的分布是同相的,故又称为匹配的缝隙天线。
& && & 缝隙式平板天线的第二层,也就是中间层,我们把它叫做传导层,它是起着将第一层缝隙辐射层的各个裂缝辐射元吸收来的电波信号通过传导层的各个对应“窗口”耦合到第三层波导馈电层或称之为波导传输层上去。
& && & 缝隙式平板天线的第三层实际上是与第二层传导层共同构成了波导的传输馈电电路,从而真正成为波导传输层。我们仔细的看看这些波导,基本上是矩形波导,波导的尺寸也严格的符合Ku波段信号波长规律。同时我们可以看到这些波导的加工工艺要好多了,这样光滑明亮的波导内璧,才能保证电波在波导中传输无反射,驻波比好。
& && & 同时我们还会看到,由于裂隙辐射元是并联形式联接的,那么每并联一次便会改变一次传输阻抗,为了匹配联接,只有改变波导的阻抗来解决,所以我们看到每一段的波导的尺寸是不完全一样的,包括波导的宽窄、高低和长短。这就是通过改变波导尺寸来改变波导阻抗来达到匹配的目的。正是由于信号传输中处处匹配,所以衰减才小。
[prowler 编辑于
[2 楼] 作者: shenyuan& & 时间:
[3 楼] 作者: shoko& & 时间:
看起来很不错啊!
不过如果用的人多了,一样不是那么隐蔽了吧?
[4 楼] 作者: 京白胖子& & 时间:
[5 楼] 作者: 天涯色侠& & 时间:
一直想上锅盖,就怕被抄了。
换个马甲,别人还不是一样能认出来?好像不能如此低估政府的智商吧超隐蔽的平板卫视天线测试报告,再也不怕查锅了! - 无忌摄影论坛
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标题: 超隐蔽的平板卫视天线测试报告,再也不怕查锅了!
[1 楼] 作者: prowler& & 时间:
平板天线测试报告
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作者:junge&&出处:中国卫视资讯网&&更新时间: 日&&
& &日前本人获得了一面海域牌平板天线样品。经过仔细检查,该天线的具体特征见图1、2、3、4)
& &其主要特征为:1、外形尺寸为36×19.6×8cm, “方砖”形;2、高频头“埋伏”在天线背面的内部,而且馈线的接口方向也由平行于背面的长边改成了垂直于背面,方便了馈线在立柱上的固定,整个背面自然了、协调了、也美观了(见主题图和图2);3、配有小巧精致的银灰色安装固定支架,支架上有仰角、方位角、极化角的调节装置(见图3、4),这种调节装置构思十分巧妙、每个部位的作用一目了然,给使用和安装均带来了方便;4、高频头为单本振,本振频率:10750MHz。
& &在大致了解了天线原理和结构后,本人利用在南昌市进行了收视测试,部分热点卫星(如76.5Ku、138Ku和146Ku)还在江西省奉新县进行了收视对比。收视过程从略。毕竟是新鲜玩意儿,又是第一次上手使用,恐有一时间的不习惯,因此特用PBI便携式频谱仪帮助寻星(见图5)。另外,为了方便了解接收情况,在此,本人采用了交叉搭配的方式。方法是:分别将不同的天线和不同的接收机进行相互和交叉搭配组合,以图对比天线的接收性能和天线与接收机的搭配状况。
其具体的方案为:
1)使用HE986迷你型接收机(见图6)+平板天线组合;
2)使用大家较为熟悉的同洲3188C+平板天线组合;
3)使用3188C接收机+0.6m帝霸偏馈天线组合。分别收视测试,以便进行埸强对比。
在这里需要说明的是:
1、平板天线小而轻,完全属于便携式结构,再配上迷你型的接收机,如果收视成功的话,真可谓“郎才女貌”、妙不可言啊!无论是居家、旅行、外出游玩、野外收视测试均可很方便的携带和使用。
2、使用3188C和0.6m偏馈是因为这两种器材在国内烧友中的知名度和拥有率均为最高!大家(包括我自己)对它们都十分熟悉!通过它们之间的交叉搭配和对比,可以很清楚的了解平板天线和0.6m偏馈天线的关系。鉴于以上两种原因,我感觉很有必要测试一下它们相互配合的收视情况。
好吧,闲话少说,现将在南昌市具体收视情况列表报告如下表。
结果与分析&&从上表可以看出:
1、埸强情况:本次试收中可以正常下载信号的卫星约有10个左右,个别卫星只能下载其中的一部分参数。三个国内热点卫星中,除76.5Ku(最近,该星除西藏台信号强劲外,其余信号强度均下降十分严重,国内很多烧友都发现了这个现象)以外138Ku和146Ku均能全星下载并稳定收视。因此,对于埸强≥50dB的卫星或者说信号,平板天线已经完全可以胜任;对于埸强≥52dB的信号,除稳定接收外还有一定的余量。对于个别特强信号(如76.5度的),本人做过这样的试验:将手掌(包括部分腕部)展开并完全遮盖在天线的接收面上,此时仍然可以正常收视,信号质量还可达到33-35%。同样的方法本人还在0.35m中卫偏馈试验过,结果却是图像出现马赛克。因此,对比0.6m偏馈的接收情况,估算其接收能力大约相当于0.4m(即0.35m-0.45m之间)偏馈天线。即便保守一些说,最少也在0.35m偏馈之上。这一点和有些烧友的结论基本相同。图7是接收134Ku的时的埸强显示情况。
2、便携组合性能:在平板天线+迷你接收机的组合和平板天线+3188C的组合中,两者的信号质量差仅为2-5个百分点,平均约3个百分点。3188C能够正常收视的参数迷你机也均能正常收视。对于个人收视来说已经没有明显差异。因此可以得出结论:平板天线完全可以与门限稍高的迷你型接收机配合使用。这对喜欢旅游和野外游玩收视的朋友来说,应该是个好消息。
3、气候因素:江南的五月初,多为阴雨和阴天多云的天气,本次试收视也是在阴天多云天气下进行的。如果在天气晴朗的情况下,相信信号质量可能还会略有提高。
& & 总之,平板天线接收面积仅684cm2(36cm×19cm),要做到与接收面积为cm偏馈天线性能相近,已经实属不易了!
改进与建议& &
经过近十天的使用和测试,我个人感觉还有个别地方有待改进,或者说提出来作为商榷吧:
1、支架改进:天线的各个角度调整装置过于拥挤,以至于在极限位置时调整镙钉的调整钮把常常和立柱产生冲突,调整不太方便,显得有些蹩手蹩脚。分析其原因应该是调整装置过于集中、过小所致,
我认为可以做以下几点改进:
& && & 1)调整极化角、方位角的两个圆盘状调整装置可以适当做大些,以防止调整镙丝和立柱之间的冲突;
& && & 2)调整装置不必设计集中在立柱的上端。在不改变整个立柱高度的前提下,可以适当地降低方位角调整装置的位置,如将其设计在立柱的中部(见图8),以回避各个调整装置之间相互干扰的问题。
& && & 3)方位角和极化角调整盘做大了后,连同仰角调整装置均应该在盘上刻印上粗略的角度值。以方便快速寻星。
& && & 4)调整镙钉过长,每次更换镙孔都要花太多时间用于拧出拧入,建议适当缩短镙钉长度,够用就行。
2、性能改进:天线小、方便携带和安装固然是件好事,但一味图小而忽略了性能,这是不可取的。我认为天线面积可以稍稍增大一些(据悉,该厂已经生产了47cm×47cm的平板天线),以适应47-50dB埸强的卫星,并为大多数中高埸强的卫星提供一定的接收余量。毕竟我国幅员辽阔,各地信号差别较大。
3、外观改进:现代的生活是多姿多彩的,过去的抛物面天线格式单调,平板天线的出现刺激了我们在这方面的想像力。是否可以做成不同的形状?不同的颜色?我个人认为最好是迷彩色(也许大多数烧友们也会喜欢这个颜色啊)!
4、配置改进:网上有很多烧友均对这个问题产生过异议。我个人认为,如果可能的话,尽快的配备上双极化、双本振高频头,以方便全频段接收。
& &&&不管怎么说吧,中国人有了自己的平板天线,中国烧友用上了国产的平板天线,这是一大喜讯!可喜可贺啊!相信在不久的将来,国产海域平板天线的研发、生产、销售都将步入一个崭新的台阶。“海域”——“海量”也!
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& && && && && && && && && && && &杨庆增老师《再说平板天线(续)》
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作者:杨庆增&&出处:卫星电视与宽带多媒体&&更新时间: 日
缝隙式平板天线的问世
& && & 从前年开始,就断断续续的听说国内有些厂家打算生产制造平板天线。当时我就想,如果国内能生产制造出平板天线的话,恐怕要解决不少的技术和工艺问题,要适应国内接收卫星信号的要求,同时制造成本要降下来才行。如果这些问题解决了,再加之国家将要发射电视直播卫星,应该说,这是个很有市场潜力的项目。
& && & 没过多久,在去年3月的本刊第八届读者联谊会上,有一家知名厂商在会上讲,他们将生产平板天线,而且很快就要拿出样品。5月我在一次会议上终于见到了国内生产的一种新型平板天线的样品。小巧的身驱,形状的别样,良好的效果,使我一下子激动起来,我们终于有了国人生产的平板天线了。这是一款有别于以前我们见到过的振子式平板天线,它叫缝隙式平板天线,从样品到成品,又经过了漫漫长路,一年后的今天我们才见到了真正意义上的可以使用的缝隙式平板天线,见题头图,名叫海域TM平板天线。
& && & 目前这款缝隙式平板天线外形尺寸是长360mm、宽196mm、厚85mm,为天线和高频头一体化的平板天线,重约1.5kg,增益为30dB,驻波比小于1.5,前后比为31.8dB,接收频率范围有二种,分别是11.7~12.75GHz(高频头本振频率为10.75GHz)和10.7~12.75GHz(双本振高频头,本振频率为9.75和10.6GHz)。这里有人不免会问,这么小巧的天线能接收到信号吗?如果能接收到信号的话,它又相当于多大口径的反射式抛物面偏馈天线呢?我们根据实际接收来看,这面平板天线可以收到卫星EIRP值是52dBW的信号,也就是说这面36cm×19.6cm≈720cm2平板天线可以接收到卫星EIRP值为52dBW的信号。那么接收52dBW的卫星信号要使用偏馈天线需要多大口径的呢?根据Ku波段偏馈天线口径简便公式:D=10来计算,在EIRP值为52dBW时,使用的偏馈天线口径D=10=10≈44cm,按偏馈天线系列产品取值D为45cm,这就是说这面如此小巧的平板天线相当于45cm口径的偏馈天线。
& && & 我们再近似看看两者的面积:
& && & 缝隙式平板天线面积为长×宽=36cm×19.6cm≈720cm2
& && &反射式抛物面天线近似面积为πR2=3.14×()2≈1600cm2
& && & 从两者接收或反射板的面积来看,接收同样是52dBW的卫视信号,平板天线只需要720cm2的天线面积,而偏馈天线却需要1600cm2的天线面积。显然,使用偏馈天线面积要比使用平板天线要大一倍多。如此结果,只能说明平板天线的效率比偏馈天线效率高多了。
& &如此高效的缝隙式平板天线内部是什么样子,它又是怎么工作的呢?
缝隙式平板天线的工作原理
& && & 在谈缝隙式平板天线工作原理之前,让我们了解一下有关波导的情况。波导是用金属材料制成的不同形状,内空外封闭传输信号的腔形导体,它有园波导、椭圆波导、方波导、矩形波导等见图9。目前常用的高频头前端腔体就是一种圆波导,单极化高频头的馈源部分有的就是矩形波导,见图10。波导实际上就是一种传输超高频信号一微波信号的导线(体),当传输的信号频率低时,可以用普通电线传输。传输信号频率高时,普通电线衰减会很大,就得用电缆传输,电缆的传输衰减要小些。当传输频率再高时,如微波,同时又希望传输的衰减很小,此时就必须用波导来传输了,它的传输衰减非常小,要比电缆衰减小很多。所以在高端产品里,比如通信系统,常用波导传输。同时波导的驻波比好,反射小,可以保证传输的信号绝大部分由入口端传输到出口端。另外,波导又是一个封闭的传输线,可以完全保证波导内传输的信号不受外界各种干扰,而且也可保证波导内传输的信号不会辐射出波导,从而保证了传输信号的质量和数量。需要强调的是,波导内传输的微波信号是以场的形式存在的。
& && &由此我们知道了波导有如此之多的优越性,它的高质量也要求波导的生产工艺水平很高、生产成本也很高,标准的波导制作工艺严格,内壁加工的光洁度很高,波导很贵,1m波导的价格要数千元,甚至有的高达万元。如可变椭圆波导,价格就相当昂贵。我们现在使用的低价位高频头中的波导是很难把它称作波导的,把它称之为粗制滥造的波导决不为过。
& && & 当知道了什么是波导后,我们再看看波导传输信号的情况。由于波导内传输的是电磁波,自然在波导的内壁上会激励出表面电流,在正常情况下,这个表面电流是沿着波导的同一方向流动。若是在波导上出现了一个小裂缝的话,电流传输受到裂缝的切断,改变了表面电流的流线,如图11。裂缝受到激励便在裂缝两端产生出电磁场,电磁场沿裂缝的分布呈正弦规律。
& && & 这就是说,我们在一些波导上以人为方式开凿出一些有规则的裂缝,波导内电波便可以从缝隙处向外辐射。或者空中的电波从裂缝的缝隙处被有效的吸收到波导里。这个裂缝的大小和规则是有规律的,相当于前面讲到的振子式平板天线的基本的辐射单元。
揭开缝隙式平板天线高效的外衣
& && & 前面我们谈到了缝隙式平板天线,尺寸很小,却效率很高,这么一小块平板天线竞有如此之高的效率,它究竟是什么结构、什么样子呢?
& && & 缝隙式平板天线也是一种如前面所讲振子式平板天线一样的阵列式天线。
& && &缝隙式平板天线又可分为谐振式和非谐振式两种。通常我们常用的是谐振式的,因为它的辐射方向是垂直于平板天线的,便于使用,目前的产品大多属于这一类。非谐振式缝隙平板天线,尚未见到有产品,它最大的好处是可通过改变馈电相位,从而改变平板天线的辐射方向。这实际上是我们进行天线辐射方向自动化调节一个好办法,但制造这种天线很难很难,这是后话。
& && &我看到过一款已申请专利的缝隙式平板天线的结构图,见图12。这里要重申:该平板天线已申请专利,那就应该受到专利保护。有条件生产的厂家不要仿造,即使照猫画虎造出来,肯定也不能用,因为它有许多工艺和细节技术从图上是看不出来的。
& && & 从图12上可以看出,这款缝隙式平板天线除去塑料外壳之后,内部由三层金属板构成。最上一层称为缝隙辐射层,它是在金属板上面整整齐齐开凿了许许多多的排列有序的裂缝。这许许多多大小一致的裂缝,相当于前面谈到的振子式平板天线的半波振子辐射单元,或者说这每一个小裂缝就是一个缝隙天线单元。而由这众多裂缝组成的缝隙天线阵就构成了这种平板天线。所以,缝隙平板天线也是一种阵列式平板天线。
& && & 如果我们再仔细的探讨一下,这个有规则的裂缝的大小尺寸是多少时,你会发现这裂缝辐射元的长度恰好等于Ku波段平均波长的二分之一。因此我们说缝隙式平板天线的工作原理仍然符合半波振子天线的理论。
& && & 我们还看到, 两个相邻的裂缝辐射元的中心之间距离,恰好是半个波长,所以判断这款平板天线是谐振式缝隙平板天线。它的辐射是由众多的裂缝辐射单元累加的,而且垂直于平板天线。此时平板天线口径上电场的分布是同相的,故又称为匹配的缝隙天线。
& && & 缝隙式平板天线的第二层,也就是中间层,我们把它叫做传导层,它是起着将第一层缝隙辐射层的各个裂缝辐射元吸收来的电波信号通过传导层的各个对应“窗口”耦合到第三层波导馈电层或称之为波导传输层上去。
& && & 缝隙式平板天线的第三层实际上是与第二层传导层共同构成了波导的传输馈电电路,从而真正成为波导传输层。我们仔细的看看这些波导,基本上是矩形波导,波导的尺寸也严格的符合Ku波段信号波长规律。同时我们可以看到这些波导的加工工艺要好多了,这样光滑明亮的波导内璧,才能保证电波在波导中传输无反射,驻波比好。
& && & 同时我们还会看到,由于裂隙辐射元是并联形式联接的,那么每并联一次便会改变一次传输阻抗,为了匹配联接,只有改变波导的阻抗来解决,所以我们看到每一段的波导的尺寸是不完全一样的,包括波导的宽窄、高低和长短。这就是通过改变波导尺寸来改变波导阻抗来达到匹配的目的。正是由于信号传输中处处匹配,所以衰减才小。
[prowler 编辑于
[2 楼] 作者: shenyuan& & 时间:
[3 楼] 作者: shoko& & 时间:
看起来很不错啊!
不过如果用的人多了,一样不是那么隐蔽了吧?
[4 楼] 作者: 京白胖子& & 时间:
[5 楼] 作者: 天涯色侠& & 时间:
一直想上锅盖,就怕被抄了。
换个马甲,别人还不是一样能认出来?好像不能如此低估政府的智商吧

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