Commutazione di Polarizzazione: Principio di Funzionamento e Consigli per la Messa in Servizio di LNB a Polarizzazione Orizzontale/Verticale e Circolare

Introduzione

Le comunicazioni satellitari adottano il multiplexing di polarizzazione per migliorare l'efficienza spettrale, consentendo la trasmissione di due segnali indipendenti sulla stessa frequenza. La polarizzazione lineare copre Orizzontale (H) e Verticale (V), mentre la polarizzazione circolare include la Polarizzazione Circolare Sinistra (LHCP) e Destra (RHCP). Numerose anomalie di ricezione sul campo derivano da un'errata identificazione della polarizzazione, da un fallimento dello switching di polarizzazione e da un disallineamento dell'angolo di polarizzazione dell'LNB. Questo articolo analizza i meccanismi operativi sottostanti degli LNB a polarizzazione lineare e circolare, e riassume la logica di switching della polarizzazione, nonché le linee guida pratiche per la messa in servizio e la risoluzione dei problemi sul campo.

Polarizzazione Orizzontale (H): Il vettore del campo elettrico dell'onda elettromagnetica è parallelo al piano del terreno. Polarizzazione Verticale (V): Il vettore del campo elettrico è perpendicolare al piano del terreno. Il ricevitore satellitare emette 13 V / 18 V DC per controllare l'unità di switching di polarizzazione interna dell'LNB per la selezione del segnale H/V. Questo schema è ampiamente utilizzato nei sistemi satellitari di trasmissione e comunicazione in banda C e Ku.

Per le onde elettromagnetiche a polarizzazione circolare, il vettore del campo elettrico ruota continuamente nel tempo, classificato come LHCP e RHCP. Un LNB a polarizzazione circolare integra uno sfasatore di 90° per elaborare in fase due segnali a polarizzazione lineare ortogonale e sintetizzare segnali RF a polarizzazione circolare. La polarizzazione circolare mostra una bassa sensibilità all'inclinazione meccanica dell'antenna e ai disturbi elettromagnetici terrestri, ed è comunemente utilizzata per satelliti meteorologici e selezionati satelliti di comunicazione Asia-Pacifico.Gli LNB a polarizzazione circolare non supportano lo switching di polarizzazione tramite controllo DC 13 V / 18 V.

Nei sistemi di ricezione a polarizzazione lineare, il ricevitore fornisce una tensione di controllo DC di 13 V / 18 V per azionare la sonda di polarizzazione interna o il relè all'interno dell'LNB, selezionando il percorso di polarizzazione orizzontale o verticale per l'elaborazione successiva. Questo livello DC serve come segnale di controllo piuttosto che come segnale RF.

Nota: Alcuni LNB multi-uscita assegnano una polarizzazione fissa per porta, indipendente dal controllo 13 V / 18 V.

1. Il feedhorn del disco raccoglie i segnali RF satellitari. Due sonde ortogonali all'interno del feedhorn catturano rispettivamente onde elettromagnetiche polarizzate orizzontalmente e verticalmente.

2. Il ricevitore satellitare eroga una tensione di controllo DC di 13 V / 18 V all'LNB tramite il cavo coassiale.

3. Lo switch interno dell'LNB attiva il percorso di polarizzazione corrispondente in base al livello DC di ingresso, alimentando il segnale selezionato all'amplificatore a basso rumore.

4. Il segnale RF viene miscelato e convertito a frequenza intermedia (IF), che viene trasmesso nuovamente al ricevitore tramite cavo coassiale.

Sintomo tipico: Nessun segnale da transponder parziali durante il cambio di canale. Questo guasto è normalmente causato da un relè di polarizzazione interno difettoso o da un disallineamento fisico della sonda del feedhorn.

1. Il feedhorn cattura simultaneamente due segnali RF a polarizzazione lineare ortogonale.

2. Lo sfasatore integrato nell'LNB introduce uno sfasamento di 90° a un percorso del segnale.

3. Due segnali ortogonali con una differenza di fase di 90° vengono combinati per generare onde a polarizzazione circolare LHCP o RHCP.

4. Gli LNB a polarizzazione circolare sono bloccati in fabbrica su LHCP o RHCP.La direzione di rotazione non può essere modificata dalla tensione del ricevitore; è obbligatoria la sostituzione completa dell'hardware dell'LNB per scambiare il senso di rotazione.

Promemoria importante: gli LNB a polarizzazione circolare non possono ricevere segnali satellitari a polarizzazione lineare, e gli LNB a polarizzazione lineare non possono demodulare segnali a polarizzazione circolare. Questi tipi di hardware non sono intercambiabili.

• Calibrazione dell'angolo di polarizzazione: Ruotare l'LNB attorno all'asse del feedhorn; non montarlo semplicemente in orientamento puramente orizzontale o verticale. L'angolo di polarizzazione è calcolato dalla longitudine orbitale del satellite e dalla latitudine/longitudine del sito. Un piccolo disallineamento angolare provoca una significativa attenuazione del segnale.
• Verifica della tensione: Misurare la tensione di alimentazione dell'LNB sul cavo coassiale con un multimetro. Durante il passaggio tra canali H/V, verificare il normale switching tra 13 V e 18 V DC. Una tensione statica indica un guasto nel ricevitore o nel collegamento coassiale.
• Controllo del cablaggio delle porte: Per gli LNB multi-uscita Twin / Quad, alcune porte sono assegnate in modo fisso a una polarizzazione specifica. Seguire rigorosamente le definizioni delle porte del datasheet durante l'installazione.
• Diagnosi guasti: La perdita completa del segnale su una polarizzazione mentre l'altra funziona normalmente di solito indica un relè di polarizzazione interno dell'LNB guasto.

• Confermare le specifiche di rotazione del satellite: Verificare se il satellite di destinazione adotta LHCP o RHCP. Deve essere selezionato un LNB con senso di rotazione corrispondente; l'hardware per le due direzioni di rotazione non è intercambiabile.
• Nessuna rotazione dell'angolo di polarizzazione richiesta: Gli LNB a polarizzazione circolare non richiedono alcun offset dell'angolo di polarizzazione rotazionale. Sono necessari solo l'allineamento dell'azimut e dell'elevazione dell'antenna.
• Proibire l'assemblaggio di hardware misto: Non montare un feedhorn a polarizzazione lineare con un LNB a polarizzazione circolare. Si verificheranno gravi perdite di segnale e fallimenti di demodulazione.
• Risoluzione dei problemi tipica: Lettura del segnale ad alto livello ma SNR quasi zero. Verificare innanzitutto se il senso di rotazione dell'LNB corrisponde alle specifiche del satellite.

• Segnale presente ma transponder parziali mancanti: Dare priorità all'ispezione dell'angolo di polarizzazione e al controllo della tensione di switching di polarizzazione del ricevitore.
• Segnale debole su tutte le frequenze: Verificare l'accuratezza dell'allineamento dell'antenna, le condizioni di montaggio del feedhorn e la perdita del cavo coassiale.
• Tensione di uscita del ricevitore invariata durante il cambio di polarizzazione: Ispezionare la configurazione del ricevitore, il cortocircuito del cavo coassiale e l'integrità del contatto del connettore F.

I sistemi a polarizzazione lineare realizzano lo switching H/V tramite l'uscita DC 13 V / 18 V dal ricevitore e richiedono una precisa calibrazione dell'angolo di polarizzazione dell'LNB. La polarizzazione circolare si basa sulla sintesi del segnale tramite sfasatore interno; il senso di rotazione è fisso in fabbrica e non può essere modificato dal controllo di tensione. La maggior parte dei guasti di ricezione sul campo deriva da parametri di polarizzazione non corrispondenti, disallineamento angolare o componenti di switching di polarizzazione difettosi. Prima della messa in servizio, confermare sempre le specifiche di polarizzazione del satellite di destinazione, distinguere tra hardware a polarizzazione lineare e circolare, e completare l'allineamento del sistema con misurazione della tensione e calibrazione angolare.

Note

1. Per cambiare il senso di rotazione di un LNB a polarizzazione circolare, è necessaria la sostituzione fisica dell'hardware; non può essere ottenuta tramite la configurazione del ricevitore.

2. Alcuni LNB a polarizzazione lineare multi-uscita presentano porte a polarizzazione fissa indipendenti dal controllo 13V/18V. Fare sempre riferimento al datasheet del prodotto.