Comutação de Polarização: Princípio de Funcionamento e Dicas de Comissionamento para LNBs de Polarização Horizontal/Vertical e Circular

Introdução

As comunicações via satélite adotam multiplexação de polarização para melhorar a eficiência espectral, permitindo que dois sinais independentes sejam transmitidos na mesma frequência. A polarização linear abrange Horizontal (H) e Vertical (V), enquanto a polarização circular inclui Polarização Circular Esquerda (LHCP) e Polarização Circular Direita (RHCP). Numerosas anomalias de recepção no local resultam de identificação incorreta de polarização, falha na comutação de polarização e ângulo de polarização desalinhado do LNB. Este artigo analisa os mecanismos operacionais subjacentes dos LNBs de polarização linear e circular e resume a lógica de comutação de polarização, bem como diretrizes práticas para comissionamento e solução de problemas no local.

Polarização Horizontal (H): O vetor do campo elétrico da onda eletromagnética corre paralelo ao plano de terra. Polarização Vertical (V): O vetor do campo elétrico corre perpendicularmente ao plano terra. O receptor de satélite emite 13 V / 18 V DC para controlar a unidade de comutação de polarização interna do LNB para seleção de sinal H/V. Este esquema é amplamente implantado em sistemas de transmissão e comunicação por satélite em banda C e banda Ku.

Para ondas eletromagnéticas polarizadas circularmente, o vetor do campo elétrico gira continuamente ao longo do tempo, categorizado como LHCP e RHCP. Um LNB de polarização circular integra um deslocador de fase de 90° para processar a fase de dois sinais polarizados lineares ortogonais e sintetizar sinais de RF polarizados circularmente. A polarização circular mostra baixa sensibilidade à inclinação mecânica da antena e à perturbação eletromagnética do solo e é comumente usada para satélites meteorológicos e satélites de comunicação selecionados da Ásia-Pacífico.LNBs de polarização circular não suportam comutação de polarização via controle de 13 V / 18 V DC.

Em sistemas de recepção de polarização linear, o receptor fornece tensão de controle de 13 V / 18 V DC para acionar a sonda de polarização interna ou relé dentro do LNB, selecionando o caminho de polarização horizontal ou vertical para processamento subsequente. Este nível DC serve como um sinal de controle em vez de um sinal de RF.

Nota: Certos LNBs de múltiplas saídas atribuem polarização fixa por porta, independente do controle de 13 V/18 V.

1. O feedhorn da antena coleta sinais de RF de satélite. Duas sondas ortogonais dentro do feedhorn capturam ondas eletromagnéticas polarizadas horizontal e verticalmente, respectivamente.

2. O receptor de satélite fornece tensão de controle de 13 V / 18 V DC ao LNB através do cabo coaxial.

3. O interruptor LNB interno ativa o caminho de polarização correspondente de acordo com o nível DC de entrada, alimentando o sinal selecionado para o amplificador de baixo ruído.

4. O sinal de RF é mixado e convertido em um sinal de frequência intermediária (IF), que é transmitido de volta ao receptor por meio de cabo coaxial.

Sintoma típico: Nenhum sinal dos transponders parciais durante a mudança de canal. Esta falha normalmente é causada por um relé de polarização interno defeituoso ou desalinhamento físico da sonda feedhorn.

1. O feedhorn captura simultaneamente dois sinais de RF ortogonais polarizados linearmente.

2. O deslocador de fase LNB integrado introduz um deslocamento de fase de 90° em um caminho de sinal.

3. Dois sinais ortogonais com uma diferença de fase de 90° são combinados para gerar ondas polarizadas circulares LHCP ou RHCP.

4. Os LNBs de polarização circular são bloqueados de fábrica para LHCP ou RHCP.O sentido de rotação não pode ser modificado pela tensão do receptor; a substituição completa do hardware do LNB é obrigatória para trocar o sentido de rotação.

Lembrete importante: Os LNBs de polarização circular não podem receber sinais de satélite com polarização linear e os LNBs de polarização linear não podem desmodular sinais de polarização circular. Esses tipos de hardware não são intercambiáveis.

• Calibração do ângulo de polarização: Gire o LNB em torno do eixo do feedhorn; não monte-o simplesmente na orientação puramente horizontal ou vertical. O ângulo de polarização é calculado a partir da longitude orbital do satélite e da latitude/longitude do local. Um pequeno desalinhamento angular traz uma atenuação significativa do sinal.
• Verificação de tensão: Meça a tensão de alimentação do LNB no cabo coaxial com um multímetro. Ao alternar entre canais H/V, verifique a comutação normal entre 13 V e 18 V CC. A tensão estática indica uma falha no receptor ou no link coaxial.
• Verificação da fiação das portas: Para LNBs de múltiplas saídas Twin/Quad, algumas portas são atribuídas para polarização fixa. Siga rigorosamente as definições de porta da folha de dados durante a instalação.
• Diagnóstico de falha: A perda completa de sinal em uma polarização enquanto a outra funciona normalmente geralmente aponta para uma falha no relé de polarização interna do LNB.

• Confirme a especificação de rotação do satélite: Verifique se o satélite alvo adota LHCP ou RHCP. Deve ser seleccionado um LNB com sentido de rotação correspondente; o hardware para os dois sentidos de rotação não é intercambiável.
• Não é necessária rotação do ângulo de polarização: Os LNBs de polarização circular não necessitam de deslocamento do ângulo de polarização rotacional. Apenas o azimute da antena e o alinhamento de elevação são necessários.
• Proibir montagem de hardware misto: Não instale um feedhorn de polarização linear com um LNB de polarização circular. Ocorrerão graves perdas de sinal e falhas de desmodulação.
• Solução de problemas típica: leitura de alto nível de sinal, mas SNR próximo de zero. Primeiro verifique se o sentido de rotação do LNB corresponde às especificações do satélite.

• Sinal presente, mas faltam transponders parciais: Priorize a inspeção do ângulo de polarização e a verificação da tensão de comutação de polarização do receptor.
• Sinal fraco em todas as frequências: Verifique a precisão do alinhamento da antena, a condição de montagem do feedhorn e a perda do cabo coaxial.
• Tensão de saída do receptor inalterada durante a alternância de polarização: Inspecione a configuração do receptor, o curto-circuito do cabo coaxial e a integridade dos contatos do conector F.

Os sistemas de polarização linear realizam a comutação H/V através da saída de 13 V/18 V DC do receptor e exigem calibração precisa do ângulo de polarização do LNB. A polarização circular depende da síntese interna do sinal de mudança de fase; o sentido de rotação é fixado de fábrica e não pode ser alterado pelo controle de tensão. A maioria das falhas de recepção no local surge de parâmetros de polarização incompatíveis, desalinhamento angular ou componentes defeituosos do interruptor de polarização. Antes do comissionamento, sempre confirme a especificação de polarização do satélite alvo, faça a distinção entre hardware de polarização linear e circular e complete o alinhamento do sistema com medição de tensão e calibração angular.

Notas

1. Para alterar o sentido de rotação do LNB de polarização circular, é necessária a substituição física do hardware; isso não pode ser alcançado através da configuração do receptor.

2. Alguns LNBs de polarização linear de múltiplas saídas apresentam portas de polarização fixa independentes do controle de 13V/18V. Consulte sempre a ficha técnica do produto.