Przejście polaryzacyjne: Zasada działania i wskazówki dotyczące uruchomienia dla LNB o polaryzacji poziomej/pionowej i okrągłej

Wstęp

W komunikacji satelitarnej zastosowano multipleksowanie polaryzacji w celu poprawy wydajności widmowej, umożliwiając transmisję dwóch niezależnych sygnałów na tej samej częstotliwości. Polaryzacja liniowa obejmuje polaryzację poziomą (H) i pionową (V), natomiast polaryzacja kołowa obejmuje polaryzację kołową lewoskrętną (LHCP) i polaryzację kołową prawoskrętną (RHCP). Liczne anomalie w odbiorze w terenie wynikają z nieprawidłowej identyfikacji polaryzacji, nieudanego przełączania polaryzacji i źle ustawionego kąta polaryzacji LNB. W tym artykule przeanalizowano podstawowe mechanizmy działania LNB o polaryzacji liniowej i kołowej oraz podsumowano logikę przełączania polaryzacji, a także praktyczne wytyczne dotyczące uruchamiania na miejscu i rozwiązywania problemów.

Polaryzacja pozioma (H): wektor pola elektrycznego fali elektromagnetycznej przebiega równolegle do płaszczyzny uziemienia. Polaryzacja pionowa (V): wektor pola elektrycznego przebiega prostopadle do płaszczyzny uziemienia. Odbiornik satelitarny wysyła napięcie stałe 13 V / 18 V do sterowania wewnętrznym modułem przełączającym polaryzację LNB w celu wyboru sygnału H/V. Schemat ten jest szeroko stosowany w satelitarnych systemach nadawczych i komunikacyjnych w paśmie C i Ku.

W przypadku fal elektromagnetycznych o polaryzacji kołowej wektor pola elektrycznego zmienia się w sposób ciągły w czasie, co klasyfikuje się jako LHCP i RHCP. Konwerter LNB o polaryzacji kołowej zawiera przesuwnik fazowy o 90° do przetwarzania fazowego dwóch ortogonalnych sygnałów o polaryzacji liniowej i syntezy sygnałów RF o polaryzacji kołowej. Polaryzacja kołowa charakteryzuje się niską wrażliwością na mechaniczne przechylenie anteny i zakłócenia elektromagnetyczne podłoża i jest powszechnie stosowana w satelitach meteorologicznych oraz wybranych satelitach komunikacyjnych regionu Azji i Pacyfiku.Konwertery LNB z polaryzacją kołową nie obsługują przełączania polaryzacji za pomocą sterowania 13 V / 18 V DC.

W systemach odbiorczych o polaryzacji liniowej odbiornik dostarcza napięcie sterujące 13 V / 18 V prądu stałego w celu uruchomienia wewnętrznej sondy polaryzacyjnej lub przekaźnika wewnątrz LNB, wybierając poziomą lub pionową ścieżkę polaryzacji do późniejszego przetwarzania. Ten poziom prądu stałego służy raczej jako sygnał sterujący niż sygnał RF.

Uwaga: Niektóre konwertery wielowyjściowe przypisują stałą polaryzację do każdego portu, niezależnie od sterowania 13 V / 18 V.

1. Róg antenowy zbiera sygnały RF z satelitów. Dwie ortogonalne sondy wewnątrz tuby zasilającej wychwytują odpowiednio fale elektromagnetyczne o polaryzacji poziomej i pionowej.

2. Odbiornik satelitarny dostarcza napięcie sterujące 13 V / 18 V DC do LNB za pośrednictwem kabla koncentrycznego.

3. Wewnętrzny przełącznik LNB aktywuje odpowiednią ścieżkę polaryzacji zgodnie z wejściowym poziomem prądu stałego, przekazując wybrany sygnał do wzmacniacza niskoszumnego.

4. Sygnał RF jest miksowany i konwertowany w dół na sygnał o częstotliwości pośredniej (IF), który jest przesyłany z powrotem do odbiornika za pomocą kabla koncentrycznego.

Typowy objaw: Brak sygnału z częściowych transponderów podczas przełączania kanałów. Ta awaria jest zwykle spowodowana uszkodzonym wewnętrznym przekaźnikiem polaryzacji lub fizycznym niewspółosiowością sondy tubowej.

1. Róg zasilający jednocześnie przechwytuje dwa ortogonalne, spolaryzowane liniowo sygnały RF.

2. Wbudowany przesuwnik fazowy LNB wprowadza przesunięcie fazowe o 90° w jednej ścieżce sygnału.

3. Dwa ortogonalne sygnały z różnicą fazową wynoszącą 90° łączy się w celu wygenerowania fal o polaryzacji kołowej LHCP lub RHCP.

4. Konwertery LNB z polaryzacją kołową są fabrycznie ustawione na LHCP lub RHCP.Kierunku obrotu nie można modyfikować napięciem odbiornika; Aby zmienić kierunek obrotu, konieczna jest pełna wymiana sprzętu LNB.

Ważne przypomnienie: Konwertery LNB o polaryzacji kołowej nie mogą odbierać sygnałów satelitarnych o polaryzacji liniowej, a LNB o polaryzacji liniowej nie mogą demodulować sygnałów o polaryzacji kołowej. Te typy sprzętu nie są zamienne.

• Kalibracja kąta polaryzacji: Obróć LNB wokół osi tuby zasilającej; nie należy go po prostu montować w orientacji poziomej lub pionowej. Kąt polaryzacji jest obliczany na podstawie długości orbity satelity i szerokości/długości geograficznej miejsca. Niewielkie przesunięcie kątowe powoduje znaczne tłumienie sygnału.
• Weryfikacja napięcia: Zmierz napięcie zasilania LNB na kablu koncentrycznym za pomocą multimetru. Podczas przełączania między kanałami H/V sprawdź normalne przełączanie między 13 V a 18 V DC. Napięcie statyczne wskazuje na awarię odbiornika lub łącza koncentrycznego.
• Kontrola okablowania portów: w przypadku LNB z dwoma/poczwórnymi wyjściami, niektóre porty są na stałe przypisane do stałej polaryzacji. Podczas instalacji należy ściśle przestrzegać definicji portów w arkuszu danych.
• Diagnoza usterki: Całkowita utrata sygnału na jednej polaryzacji, podczas gdy druga działa normalnie, zwykle wskazuje na awarię wewnętrznego przekaźnika polaryzacji LNB.

• Potwierdź specyfikację rotacji satelity: Sprawdź, czy docelowy satelita przyjmuje LHCP lub RHCP. Należy wybrać konwerter LNB z pasującym kierunkiem obrotu; osprzęt dla dwóch kierunków obrotu jest niewymienny.
• Nie jest wymagany obrót kąta polaryzacji: LNB z polaryzacją kołową nie wymagają przesunięcia kąta polaryzacji obrotowej. Potrzebne jest jedynie ustawienie azymutu i elewacji anteny.
• Zakaz montażu mieszanego sprzętu: Nie należy montować tuby zasilającej o polaryzacji liniowej z LNB o polaryzacji kołowej. Nastąpi poważna utrata sygnału i awaria demodulacji.
• Typowe rozwiązywanie problemów: Odczyt wysokiego poziomu sygnału, ale współczynnik SNR bliski zeru. Najpierw sprawdź, czy kierunek obrotu LNB odpowiada specyfikacji satelity.

• Sygnał jest obecny, ale brakuje części transponderów: priorytetem jest kontrola kąta polaryzacji i kontrola napięcia przełączania polaryzacji odbiornika.
• Słaby sygnał na wszystkich częstotliwościach: Sprawdź dokładność ustawienia anteny, stan montażu tuby zasilającej i utratę kabla koncentrycznego.
• Napięcie wyjściowe odbiornika niezmienione podczas przełączania polaryzacji: Sprawdź konfigurację odbiornika, zwarcie kabla koncentrycznego i integralność styków złącza F.

Systemy z polaryzacją liniową realizują przełączanie H/V poprzez wyjście 13 V / 18 V DC z odbiornika i wymagają precyzyjnej kalibracji kąta polaryzacji LNB. Polaryzacja kołowa opiera się na syntezie sygnału z wewnętrznym przesuwnikiem fazowym; kierunek obrotu jest ustawiony fabrycznie i nie można go zmienić za pomocą sterowania napięciem. Większość awarii odbioru w terenie wynika z niedopasowanych parametrów polaryzacji, niewspółosiowości kątowej lub wadliwych elementów przełącznika polaryzacji. Przed uruchomieniem należy zawsze sprawdzić specyfikację polaryzacji docelowego satelity, rozróżnić sprzęt o polaryzacji liniowej i kołowej oraz zakończyć ustawienie systemu wraz z pomiarem napięcia i kalibracją kątową.

Notatki

1. Aby zmienić kierunek obrotu LNB o polaryzacji kołowej, wymagana jest fizyczna wymiana sprzętu; nie można tego osiągnąć poprzez konfigurację odbiornika.

2. Niektóre wielowyjściowe konwertery LNB z polaryzacją liniową są wyposażone w porty o stałej polaryzacji, niezależne od sterowania 13 V/18 V. Zawsze należy zapoznać się z kartą katalogową produktu.