การสลับโพลาไรเซชัน: หลักการทำงานและเคล็ดลับการติดตั้งสำหรับ LNB โพลาไรเซชันแนวนอน/แนวตั้ง และโพลาไรเซชันวงกลม

การแนะนำ

การสื่อสารผ่านดาวเทียมใช้โพลาไรเซชันมัลติเพล็กซ์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพสเปกตรัม ทำให้สามารถส่งสัญญาณอิสระสองตัวผ่านความถี่เดียวกันได้ โพลาไรเซชันเชิงเส้นครอบคลุมแนวนอน (H) และแนวตั้ง (V) ในขณะที่โพลาไรเซชันแบบวงกลมประกอบด้วยโพลาไรเซชันแบบวงกลมด้านซ้าย (LHCP) และโพลาไรเซชันแบบวงกลมด้านขวา (RHCP) ความผิดปกติในการรับบริเวณสนามแม่เหล็กจำนวนมากเกิดจากการระบุโพลาไรเซชันที่ไม่ถูกต้อง การสลับโพลาไรเซชันที่ล้มเหลว และมุมโพลาไรเซชัน LNB ที่ไม่ตรงแนว บทความนี้วิเคราะห์กลไกการทำงานพื้นฐานของ LNB โพลาไรเซชันเชิงเส้นและแบบวงกลม และสรุปตรรกะการสลับโพลาไรเซชัน ตลอดจนแนวทางปฏิบัติสำหรับการทดสอบการใช้งานและการแก้ไขปัญหานอกสถานที่

โพลาไรเซชันแนวนอน (H): เวกเตอร์สนามไฟฟ้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าวิ่งขนานกับระนาบกราวด์ โพลาไรซ์แนวตั้ง (V): เวกเตอร์สนามไฟฟ้าวิ่งตั้งฉากกับระนาบกราวด์ เครื่องรับสัญญาณดาวเทียมส่งออก 13 V / 18 V DC เพื่อควบคุมชุดสวิตช์โพลาไรเซชันภายในของ LNB สำหรับการเลือกสัญญาณ H/V โครงร่างนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบกระจายเสียงและดาวเทียมสื่อสารแบบ C band และ Ku band

สำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบโพลาไรซ์แบบวงกลม เวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าจะหมุนอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งจัดประเภทเป็น LHCP และ RHCP LNB โพลาไรซ์แบบวงกลมรวมตัวเปลี่ยนเฟส 90° เพื่อประมวลผลเฟสสัญญาณโพลาไรซ์เชิงเส้นตั้งฉากสองตัว และสังเคราะห์สัญญาณ RF โพลาไรซ์แบบวงกลม โพลาไรเซชันแบบวงกลมแสดงความไวต่ำต่อการเอียงเชิงกลของเสาอากาศและการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าภาคพื้นดิน และมักใช้สำหรับดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาและดาวเทียมสื่อสารในเอเชียแปซิฟิกบางรุ่นLNB โพลาไรซ์แบบวงกลมไม่รองรับการสลับโพลาไรเซชันผ่านตัวควบคุม 13 V / 18 V DC.

ในระบบรับโพลาไรเซชันเชิงเส้น เครื่องรับจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าควบคุม 13 V / 18 V DC เพื่อสั่งงานโพรบโพลาไรเซชันภายในหรือรีเลย์ภายใน LNB โดยเลือกเส้นทางโพลาไรเซชันแนวนอนหรือแนวตั้งสำหรับการประมวลผลในภายหลัง ระดับ DC นี้ทำหน้าที่เป็นสัญญาณควบคุมแทนที่จะเป็นสัญญาณ RF

หมายเหตุ: LNB หลายเอาต์พุตบางตัวกำหนดโพลาไรเซชันคงที่ต่อพอร์ต โดยไม่ขึ้นอยู่กับการควบคุม 13 V / 18 V

1. จานฟีดฮอร์นจะรวบรวมสัญญาณ RF จากดาวเทียม ขาวัดมุมฉากสองตัวภายในฟีดฮอร์นจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโพลาไรซ์แนวนอนและแนวตั้งตามลำดับ

2. เครื่องรับสัญญาณดาวเทียมส่งแรงดันไฟฟ้าควบคุม 13 V / 18 V DC ไปยัง LNB ผ่านสายโคแอกเชียล

3. สวิตช์ LNB ภายในเปิดใช้งานเส้นทางโพลาไรเซชันที่สอดคล้องกันตามระดับ DC อินพุต โดยป้อนสัญญาณที่เลือกไปยังเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ

4. สัญญาณ RF จะถูกผสมและแปลงลงเป็นสัญญาณความถี่กลาง (IF) ซึ่งจะถูกส่งกลับไปยังเครื่องรับผ่านสายโคแอกเชียล

อาการทั่วไป: ไม่มีสัญญาณจากทรานสปอนเดอร์บางส่วนระหว่างการเปลี่ยนช่อง ความล้มเหลวนี้โดยปกติมีสาเหตุมาจากรีเลย์โพลาไรเซชันภายในที่ชำรุดหรือการจัดแนวทางกายภาพของโพรบฟีดฮอร์นไม่ตรง

1. ฟีดฮอร์นจับสัญญาณ RF โพลาไรซ์เชิงเส้นตั้งฉากสองตัวพร้อมกัน

2. ตัวเปลี่ยนเฟส LNB ในตัวแนะนำการชดเชยเฟส 90° กับเส้นทางสัญญาณเดียว

3. สัญญาณตั้งฉากสองสัญญาณที่มีความต่างเฟส 90° ถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างคลื่นโพลาไรซ์ทรงกลม LHCP หรือ RHCP

4. LNB โพลาไรเซชันแบบวงกลมได้รับการล็อคจากโรงงานไว้ที่ LHCP หรือ RHCPทิศทางการหมุนไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยแรงดันไฟฟ้าของตัวรับ จำเป็นต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ LNB โดยสมบูรณ์เพื่อสลับความรู้สึกในการหมุน.

การแจ้งเตือนที่สำคัญ: LNB แบบโพลาไรซ์แบบวงกลมไม่สามารถรับสัญญาณดาวเทียมแบบโพลาไรซ์แบบเชิงเส้นได้ และ LNB แบบโพลาไรซ์แบบเชิงเส้นไม่สามารถดีมอดูเลตสัญญาณแบบโพลาไรซ์แบบวงกลมได้ ประเภทฮาร์ดแวร์เหล่านี้ไม่สามารถใช้แทนกันได้

• การสอบเทียบมุมโพลาไรเซชัน: หมุน LNB รอบแกนฟีดฮอร์น อย่าติดตั้งเพียงแนวนอนหรือแนวตั้งเพียงอย่างเดียว มุมโพลาไรเซชันคำนวณจากลองจิจูดการโคจรของดาวเทียมและละติจูด / ลองจิจูดของไซต์ การวางแนวเชิงมุมเล็กน้อยทำให้สัญญาณลดทอนลงอย่างมาก
• การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า: วัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย LNB บนสายโคแอกเชียลด้วยมัลติมิเตอร์ เมื่อสลับระหว่างช่อง H/V ให้ตรวจสอบการสลับปกติระหว่าง 13 V และ 18 V DC แรงดันไฟฟ้าคงที่บ่งบอกถึงความผิดปกติในตัวรับหรือลิงค์โคแอกเซียล
• การตรวจสอบการเดินสายพอร์ต: สำหรับ LNB มัลติเอาท์พุต Twin / Quad บางพอร์ตได้รับการกำหนดอย่างหนักให้กับโพลาไรซ์แบบคงที่ ปฏิบัติตามข้อกำหนดพอร์ตแผ่นข้อมูลอย่างเคร่งครัดระหว่างการติดตั้ง
• การวินิจฉัยข้อผิดพลาด: การสูญเสียสัญญาณโดยสมบูรณ์ในโพลาไรซ์หนึ่งโพลาไรซ์ ในขณะที่งานอื่นๆ มักจะชี้ไปที่รีเลย์โพลาไรเซชัน LNB ภายในที่ล้มเหลว

• ยืนยันข้อกำหนดการหมุนของดาวเทียม: ตรวจสอบว่าดาวเทียมเป้าหมายใช้ LHCP หรือ RHCP ต้องเลือก LNB ที่มีความรู้สึกการหมุนตรงกัน ฮาร์ดแวร์สำหรับการหมุนสองทิศทางไม่สามารถใช้แทนกันได้
• ไม่จำเป็นต้องหมุนมุมโพลาไรเซชัน: LNB โพลาไรซ์แบบวงกลมไม่จำเป็นต้องมีออฟเซ็ตมุมโพลาไรเซชันในการหมุน จำเป็นต้องมีเพียงมุมราบของเสาอากาศและการจัดตำแหน่งระดับความสูงเท่านั้น
• ห้ามประกอบฮาร์ดแวร์แบบผสม: ห้ามติดตั้งฟีดฮอร์นโพลาไรซ์เชิงเส้นกับ LNB โพลาไรซ์แบบวงกลม การสูญเสียสัญญาณอย่างรุนแรงและความล้มเหลวของดีโมดูเลชั่นจะเกิดขึ้น
• การแก้ไขปัญหาทั่วไป: การอ่านระดับสัญญาณสูงแต่ SNR ใกล้ศูนย์ ขั้นแรกให้ตรวจสอบดูว่าการรับรู้การหมุนของ LNB ตรงกับข้อกำหนดจำเพาะของดาวเทียมหรือไม่

• มีสัญญาณ แต่ไม่มีทรานสปอนเดอร์บางส่วน: จัดลำดับความสำคัญของการตรวจสอบโพลาไรเซชัน-มุม และการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าในการสลับโพลาไรเซชันของตัวรับสัญญาณ
• สัญญาณอ่อนทั่วทุกความถี่: ตรวจสอบความแม่นยำในการวางตำแหน่งเสาอากาศ สภาพการติดตั้งฟีดฮอร์น และการสูญเสียสายโคแอกเซียล
• แรงดันเอาต์พุตของตัวรับสัญญาณไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการสลับโพลาไรเซชัน: ตรวจสอบการกำหนดค่าตัวรับสัญญาณ การลัดวงจรของสายโคแอกเชียล และความสมบูรณ์ของหน้าสัมผัสขั้วต่อ F

ระบบโพลาไรเซชันเชิงเส้นสามารถสลับ H/V ผ่านทางเอาต์พุต 13 V / 18 V DC จากตัวรับ และต้องการการสอบเทียบมุมโพลาไรเซชัน LNB ที่แม่นยำ โพลาไรซ์แบบวงกลมอาศัยการสังเคราะห์สัญญาณตัวเปลี่ยนเฟสภายใน ความรู้สึกในการหมุนได้รับการแก้ไขจากโรงงานและไม่สามารถแก้ไขได้โดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ความล้มเหลวในการรับสัญญาณภาคสนามส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากพารามิเตอร์โพลาไรเซชันที่ไม่ตรงกัน การวางแนวเชิงมุมไม่ตรง หรือส่วนประกอบสวิตช์โพลาไรเซชันที่มีข้อบกพร่อง ก่อนการทดสอบการใช้งาน ให้ยืนยันข้อกำหนดโพลาไรเซชันของดาวเทียมเป้าหมายเสมอ แยกความแตกต่างระหว่างฮาร์ดแวร์โพลาไรเซชันเชิงเส้นและวงกลม และการจัดตำแหน่งระบบให้สมบูรณ์ด้วยการวัดแรงดันไฟฟ้าและการสอบเทียบเชิงมุม

หมายเหตุ

1. หากต้องการเปลี่ยนความรู้สึกในการหมุนของ LNB โพลาไรซ์แบบวงกลม จำเป็นต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์กายภาพ ไม่สามารถทำได้ผ่านการกำหนดค่าตัวรับ

2. LNB โพลาไรเซชันเชิงเส้นหลายเอาต์พุตบางรุ่นมีพอร์ตโพลาไรซ์แบบคงที่ซึ่งเป็นอิสระจากการควบคุม 13V/18V โปรดดูเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์เสมอ