تحويل الاستقطاب: مبدأ العمل ونصائح التشغيل لـ LNBs الاستقطاب الأفقي / الرأسي والدوري

مقدمة

تعتمد الاتصالات عبر الأقمار الصناعية على مضاعفة الاستقطاب لتحسين الكفاءة الطيفية، مما يتيح إرسال إشارتين مستقلتين عبر نفس التردد. يشمل الاستقطاب الخطي الأفقي (H) والرأسي (V)، بينما يشمل الاستقطاب الدائري الاستقطاب الدائري الأيسر (LHCP) والاستقطاب الدائري الأيمن (RHCP). تنبع العديد من شذوذات الاستقبال في المواقع الميدانية من تحديد الاستقطاب غير الصحيح، وفشل تبديل الاستقطاب، وزاوية استقطاب LNB غير المتوازنة. يحلل هذا المقال آليات التشغيل الأساسية لمضاعفات الاستقطاب الخطي والدائري، ويلخص منطق تبديل الاستقطاب بالإضافة إلى إرشادات عملية للتشغيل الميداني واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

الاستقطاب الأفقي (H): يتجه متجه المجال الكهربائي للموجة الكهرومغناطيسية بالتوازي مع مستوى الأرض. الاستقطاب الرأسي (V): يتجه متجه المجال الكهربائي بشكل عمودي على مستوى الأرض. يخرج مستقبل الأقمار الصناعية جهدًا مستمرًا بقيمة 13 فولت / 18 فولت للتحكم في وحدة تبديل الاستقطاب الداخلية لـ LNB لاختيار إشارة H/V. يتم نشر هذا المخطط على نطاق واسع في أنظمة الأقمار الصناعية للبث والاتصالات في نطاق C ونطاق Ku.

بالنسبة للموجات الكهرومغناطيسية المستقطبة دائريًا، يدور متجه المجال الكهربائي باستمرار بمرور الوقت، ويتم تصنيفه على أنه LHCP و RHCP. يدمج LNB المستقطب دائريًا مُزحف طور بزاوية 90 درجة لمعالجة طور إشارتين مستقطبتين خطيًا متعامدتين وتوليف إشارات RF المستقطبة دائريًا. يُظهر الاستقطاب الدائري حساسية منخفضة للميل الميكانيكي للهوائي والاضطراب الكهرومغناطيسي الأرضي، ويستخدم بشكل شائع للأقمار الصناعية للأرصاد الجوية وأقمار الاتصالات المختارة في آسيا والمحيط الهادئ.لا تدعم مضاعفات الاستقطاب الدائري التبديل عبر التحكم بجهد 13 فولت / 18 فولت..

في أنظمة استقبال الاستقطاب الخطي، يوفر المستقبل جهد تحكم مستمر بقيمة 13 فولت / 18 فولت لتشغيل مسبار الاستقطاب الداخلي أو المرحل داخل LNB، واختيار مسار الاستقطاب الأفقي أو الرأسي للمعالجة اللاحقة. يعمل مستوى التيار المستمر هذا كإشارة تحكم بدلاً من إشارة تردد لاسلكي.

ملاحظة: تقوم بعض مضاعفات LNB متعددة المخارج بتعيين استقطاب ثابت لكل منفذ، بشكل مستقل عن التحكم بجهد 13 فولت / 18 فولت.

1. يجمع قرن تغذية الطبق إشارات التردد اللاسلكي للأقمار الصناعية. تلتقط مسباران متعامدان داخل قرن التغذية الموجات الكهرومغناطيسية المستقطبة أفقيًا ورأسيًا على التوالي.

2. يوصل مستقبل الأقمار الصناعية جهد تحكم مستمر بقيمة 13 فولت / 18 فولت إلى LNB عبر الكابل المحوري.

3. يقوم مفتاح LNB الداخلي بتنشيط مسار الاستقطاب المقابل وفقًا لمستوى التيار المستمر المدخل، ويوجه الإشارة المختارة إلى مضخم الضوضاء المنخفض.

4. يتم خلط إشارة التردد اللاسلكي وتحويلها إلى تردد متوسط (IF)، والذي يتم إرساله مرة أخرى إلى المستقبل عبر الكابل المحوري.

عرض نموذجي: لا توجد إشارة من بعض أجهزة الإرسال والاستقبال أثناء تبديل القنوات. يحدث هذا الفشل عادة بسبب مرحل استقطاب داخلي معيب أو عدم محاذاة مسبار قرن التغذية المادي.

1. يلتقط قرن التغذية في وقت واحد إشارتين RF مستقطبتين خطيًا متعامدتين.

2. يُدخل مُزحف الطور المدمج في LNB إزاحة طور بزاوية 90 درجة إلى مسار إشارة واحد.

3. يتم دمج إشارتين متعامدتين بفارق طور 90 درجة لتوليد موجات مستقطبة دائريًا إما LHCP أو RHCP.

4. يتم قفل مضاعفات الاستقطاب الدائري في المصنع على LHCP أو RHCP. لا يمكن تعديل اتجاه الدوران بواسطة جهد المستقبل؛ يجب استبدال أجهزة LNB بالكامل لتغيير اتجاه الدوران.

تذكير هام: لا يمكن لمضاعفات الاستقطاب الدائري استقبال إشارات الأقمار الصناعية المستقطبة خطيًا، ولا يمكن لمضاعفات الاستقطاب الخطي فك تشفير الإشارات المستقطبة دائريًا. هذه الأنواع من الأجهزة غير قابلة للتبديل.

• معايرة زاوية الاستقطاب: قم بتدوير LNB حول محور قرن التغذية؛ لا تقم ببساطة بتركيبه في اتجاه أفقي أو رأسي بحت. يتم حساب زاوية الاستقطاب من خط طول مدار القمر الصناعي وخط عرض / طول الموقع. يؤدي عدم المحاذاة الزاوية الطفيفة إلى توهين كبير للإشارة.
• التحقق من الجهد: قم بقياس جهد تغذية LNB على الكابل المحوري باستخدام جهاز قياس متعدد. عند التبديل بين قنوات H/V، تحقق من التبديل الطبيعي بين 13 فولت و 18 فولت تيار مستمر. يشير الجهد الثابت إلى وجود خلل في المستقبل أو في وصلة الكابل المحوري.
• التحقق من توصيل المنافذ: بالنسبة لمضاعفات LNB Twin / Quad متعددة المخارج، يتم تعيين بعض المنافذ بشكل ثابت لاستقطاب معين. اتبع بدقة تعريفات المنافذ في ورقة البيانات أثناء التثبيت.
• تشخيص الأعطال: فقدان الإشارة الكامل في استقطاب واحد بينما يعمل الآخر بشكل طبيعي يشير عادةً إلى فشل مرحل استقطاب داخلي في LNB.

• تأكيد مواصفات دوران القمر الصناعي: تحقق مما إذا كان القمر الصناعي المستهدف يستخدم LHCP أو RHCP. يجب اختيار LNB ذي اتجاه دوران متطابق؛ الأجهزة ذات اتجاهي الدوران غير قابلة للتبديل.
• لا يلزم دوران زاوية الاستقطاب: لا تتطلب مضاعفات الاستقطاب الدائري أي إزاحة لزاوية الاستقطاب الدورانية. يلزم فقط محاذاة سمت وارتفاع الهوائي.
• منع تجميع الأجهزة المختلطة: لا تقم بتركيب قرن تغذية ذي استقطاب خطي مع LNB ذي استقطاب دائري. سيحدث فقدان كبير للإشارة وفشل في فك التشفير.
• استكشاف الأخطاء وإصلاحها النموذجي: قراءة إشارة عالية المستوى ولكن نسبة إشارة إلى ضوضاء (SNR) قريبة من الصفر. تحقق أولاً مما إذا كان اتجاه دوران LNB يتطابق مع مواصفات القمر الصناعي.

• وجود إشارة ولكن فقدان بعض أجهزة الإرسال والاستقبال: إعطاء الأولوية لفحص زاوية الاستقطاب والتحقق من جهد تبديل استقطاب المستقبل.
• إشارة ضعيفة عبر جميع الترددات: تحقق من دقة محاذاة الهوائي، وحالة تركيب قرن التغذية، وفقدان الكابل المحوري.
• جهد خرج المستقبل لم يتغير أثناء تبديل الاستقطاب: افحص تكوين المستقبل، وقصر الدائرة في الكابل المحوري، وسلامة تلامس موصل F.

تحقق أنظمة الاستقطاب الخطي تبديل H/V عبر خرج 13 فولت / 18 فولت تيار مستمر من المستقبل، وتتطلب معايرة دقيقة لزاوية استقطاب LNB. يعتمد الاستقطاب الدائري على توليف الإشارة الداخلي لمُزحف الطور؛ اتجاه الدوران ثابت في المصنع ولا يمكن تغييره بواسطة التحكم في الجهد. تنشأ معظم حالات فشل الاستقبال في المواقع الميدانية من معلمات الاستقطاب غير المتطابقة، أو عدم المحاذاة الزاوية، أو مكونات تبديل الاستقطاب المعيبة. قبل التشغيل، قم دائمًا بتأكيد مواصفات استقطاب القمر الصناعي المستهدف، والتمييز بين أجهزة الاستقطاب الخطي والدائري، وإكمال محاذاة النظام بقياس الجهد والمعايرة الزاوية.

ملاحظات

1. لتغيير اتجاه دوران LNB ذي الاستقطاب الدائري، يلزم استبدال الأجهزة المادية؛ لا يمكن تحقيقه عبر تكوين المستقبل.

2. تتميز بعض مضاعفات LNB ذات الاستقطاب الخطي متعددة المخارج بمنافذ استقطاب ثابتة مستقلة عن التحكم بجهد 13 فولت / 18 فولت. ارجع دائمًا إلى ورقة بيانات المنتج.