تغییر قطب بندی: اصل کار و نکات راه اندازی برای قطب بندی افقی / عمودی و دایره ای LNB

مقدمه

ارتباطات ماهواره‌ای از مالتی‌پلکسینگ قطبش برای بهبود بهره‌وری طیفی استفاده می‌کنند و امکان ارسال دو سیگنال مستقل را بر روی یک فرکانس فراهم می‌کنند. قطبش خطی شامل افقی (H) و عمودی (V) است، در حالی که قطبش دایره‌ای شامل قطبش دایره‌ای چپ‌گرد (LHCP) و قطبش دایره‌ای راست‌گرد (RHCP) است. بسیاری از ناهنجاری‌های دریافت در محل سایت ناشی از شناسایی نادرست قطبش، سوئیچینگ ناموفق قطبش و زاویه قطبش نامنظم LNB است. این مقاله مکانیسم‌های عملیاتی اساسی LNBهای قطبش خطی و دایره‌ای را تجزیه و تحلیل می‌کند و منطق سوئیچینگ قطبش و همچنین دستورالعمل‌های عملی برای راه‌اندازی و عیب‌یابی در محل را خلاصه می‌کند.

قطبش افقی (H): بردار میدان الکتریکی موج الکترومغناطیسی موازی با صفحه زمین است. قطبش عمودی (V): بردار میدان الکتریکی عمود بر صفحه زمین است. گیرنده ماهواره ولتاژ DC 13 ولت / 18 ولت را برای کنترل واحد سوئیچینگ قطبش داخلی LNB برای انتخاب سیگنال H/V خروجی می‌دهد. این طرح به طور گسترده در سیستم‌های ماهواره‌ای پخش و ارتباطی باند C و باند Ku استفاده می‌شود.

برای امواج الکترومغناطیسی با قطبش دایره‌ای، بردار میدان الکتریکی به طور مداوم در طول زمان می‌چرخد و به LHCP و RHCP طبقه‌بندی می‌شود. یک LNB با قطبش دایره‌ای یک شیفت‌دهنده فاز 90 درجه را برای پردازش فاز دو سیگنال با قطبش خطی متعامد و ترکیب سیگنال‌های RF با قطبش دایره‌ای ادغام می‌کند. قطبش دایره‌ای حساسیت کمی به شیب مکانیکی آنتن و اختلالات الکترومغناطیسی زمینی نشان می‌دهد و معمولاً برای ماهواره‌های هواشناسی و ماهواره‌های ارتباطی منتخب آسیا و اقیانوسیه استفاده می‌شود.LNBهای قطبش دایره‌ای از سوئیچینگ قطبش از طریق کنترل DC 13 ولت / 18 ولت پشتیبانی نمی‌کنند..

در سیستم‌های دریافت قطبش خطی، گیرنده ولتاژ کنترل DC 13 ولت / 18 ولت را برای فعال کردن پروب قطبش داخلی یا رله در داخل LNB تامین می‌کند و یکی از مسیرهای قطبش افقی یا عمودی را برای پردازش بعدی انتخاب می‌کند. این سطح DC به عنوان یک سیگنال کنترلی و نه یک سیگنال RF عمل می‌کند.

توجه: برخی از LNBهای چند خروجی، قطبش ثابت را به هر پورت اختصاص می‌دهند، مستقل از کنترل 13 ولت / 18 ولت.

1. شاخک تغذیه دیش سیگنال‌های RF ماهواره را جمع‌آوری می‌کند. دو پروب متعامد در داخل شاخک به ترتیب امواج الکترومغناطیسی با قطبش افقی و عمودی را دریافت می‌کنند.

2. گیرنده ماهواره ولتاژ کنترل DC 13 ولت / 18 ولت را از طریق کابل کواکسیال به LNB تحویل می‌دهد.

3. سوئیچ داخلی LNB مسیر قطبش مربوطه را بر اساس سطح DC ورودی فعال می‌کند و سیگنال انتخاب شده را به تقویت‌کننده کم‌نویز تغذیه می‌کند.

4. سیگنال RF مخلوط شده و به یک سیگنال فرکانس میانی (IF) تبدیل می‌شود که از طریق کابل کواکسیال به گیرنده بازگردانده می‌شود.

علامت معمول: عدم وجود سیگنال از ترانسپاندرهای جزئی در حین تعویض کانال. این نقص معمولاً ناشی از خرابی رله قطبش داخلی یا عدم هم‌ترازی فیزیکی پروب شاخک تغذیه است.

1. شاخک تغذیه به طور همزمان دو سیگنال RF با قطبش خطی متعامد را دریافت می‌کند.

2. شیفت‌دهنده فاز داخلی LNB یک اختلاف فاز 90 درجه به یک مسیر سیگنال معرفی می‌کند.

3. دو سیگنال متعامد با اختلاف فاز 90 درجه ترکیب می‌شوند تا امواج با قطبش دایره‌ای LHCP یا RHCP را تولید کنند.

4. LNBهای قطبش دایره‌ای در کارخانه روی LHCP یا RHCP قفل شده‌اند.جهت چرخش را نمی‌توان با ولتاژ گیرنده تغییر داد؛ برای تعویض حس چرخش، تعویض کامل سخت‌افزار LNB الزامی است..

یادآوری مهم: LNBهای قطبش دایره‌ای نمی‌توانند سیگنال‌های ماهواره‌ای با قطبش خطی را دریافت کنند و LNBهای قطبش خطی نمی‌توانند سیگنال‌های با قطبش دایره‌ای را دمدوله کنند. این انواع سخت‌افزار قابل تعویض نیستند.

• کالیبراسیون زاویه قطبش: LNB را حول محور شاخک تغذیه بچرخانید؛ آن را صرفاً در جهت افقی یا عمودی نصب نکنید. زاویه قطبش از طول جغرافیایی مداری ماهواره و عرض / طول جغرافیایی سایت محاسبه می‌شود. عدم هم‌ترازی زاویه‌ای جزئی باعث تضعیف قابل توجه سیگنال می‌شود.
• تأیید ولتاژ: ولتاژ تغذیه LNB را با یک مولتی‌متر روی کابل کواکسیال اندازه‌گیری کنید. هنگام جابجایی بین کانال‌های H/V، تعویض عادی بین DC 13 ولت و 18 ولت را تأیید کنید. ولتاژ ثابت نشان‌دهنده نقص در گیرنده یا لینک کواکسیال است.
• بررسی سیم‌کشی پورت: برای LNBهای چند خروجی Twin / Quad، برخی از پورت‌ها به قطبش ثابت اختصاص داده شده‌اند. در حین نصب، به شدت از تعاریف پورت دیتاشیت پیروی کنید.
• تشخیص خطا: از دست دادن کامل سیگنال در یک قطبش در حالی که دیگری به طور عادی کار می‌کند، معمولاً به خرابی رله قطبش داخلی LNB اشاره دارد.

• تأیید مشخصات چرخش ماهواره: بررسی کنید که آیا ماهواره هدف از LHCP یا RHCP استفاده می‌کند. باید یک LNB با حس چرخش مطابق انتخاب شود؛ سخت‌افزار برای دو جهت چرخش قابل تعویض نیست.
• چرخش زاویه قطبش لازم نیست: LNBهای قطبش دایره‌ای نیازی به آفست زاویه قطبش چرخشی ندارند. فقط هم‌ترازی آزیموت و ارتفاع آنتن لازم است.
• مونتاژ سخت‌افزار ترکیبی ممنوع: شاخک تغذیه با قطبش خطی را با LNB قطبش دایره‌ای نصب نکنید. افت سیگنال شدید و شکست دمدولاسیون رخ خواهد داد.
• عیب‌یابی معمول: خوانش سطح سیگنال بالا اما SNR نزدیک به صفر. ابتدا بررسی کنید که آیا حس چرخش LNB با مشخصات ماهواره مطابقت دارد یا خیر.

• سیگنال موجود اما ترانسپاندرهای جزئی از دست رفته: اولویت را به بازرسی زاویه قطبش و بررسی ولتاژ سوئیچینگ قطبش گیرنده بدهید.
• سیگنال ضعیف در تمام فرکانس‌ها: دقت هم‌ترازی آنتن، وضعیت نصب شاخک تغذیه و افت کابل کواکسیال را بررسی کنید.
• ولتاژ خروجی گیرنده هنگام تعویض قطبش بدون تغییر است: پیکربندی گیرنده، اتصال کوتاه کابل کواکسیال و یکپارچگی تماس کانکتور F را بررسی کنید.

سیستم‌های قطبش خطی سوئیچینگ H/V را از طریق خروجی DC 13 ولت / 18 ولت از گیرنده انجام می‌دهند و به کالیبراسیون دقیق زاویه قطبش LNB نیاز دارند. قطبش دایره‌ای به ترکیب سیگنال داخلی شیفت‌دهنده فاز متکی است؛ حس چرخش در کارخانه ثابت است و با کنترل ولتاژ قابل تغییر نیست. بیشتر خرابی‌های دریافت در محل سایت ناشی از پارامترهای قطبش نامنطبق، عدم هم‌ترازی زاویه‌ای یا اجزای معیوب سوئیچ قطبش است. قبل از راه‌اندازی، همیشه مشخصات قطبش ماهواره هدف را تأیید کنید، بین سخت‌افزار قطبش خطی و دایره‌ای تمایز قائل شوید و هم‌ترازی سیستم را با اندازه‌گیری ولتاژ و کالیبراسیون زاویه‌ای تکمیل کنید.

یادداشت‌ها

1. برای تغییر حس چرخش LNB قطبش دایره‌ای، تعویض سخت‌افزار فیزیکی لازم است؛ این کار از طریق پیکربندی گیرنده قابل دستیابی نیست.

2. برخی از LNBهای قطبش خطی چند خروجی دارای پورت‌های قطبش ثابت مستقل از کنترل 13 ولت / 18 ولت هستند. همیشه به دیتاشیت محصول مراجعه کنید.