Chuyển đổi phân cực: Nguyên tắc làm việc và các mẹo cho các LNB phân cực ngang / dọc và tròn

Giới thiệu

Truyền thông vệ tinh áp dụng phân cực đa hợp để cải thiện hiệu quả phổ, cho phép hai tín hiệu độc lập được truyền trên cùng một tần số. Phân cực tuyến tính bao gồm Ngang (H) và Dọc (V), trong khi phân cực tròn bao gồm Phân cực tròn Trái (LHCP) và Phân cực tròn Phải (RHCP). Nhiều sự cố bất thường khi thu tín hiệu tại hiện trường bắt nguồn từ việc nhận dạng phân cực sai, chuyển mạch phân cực thất bại và góc phân cực LNB bị lệch. Bài báo này phân tích cơ chế hoạt động cơ bản của LNB phân cực tuyến tính và phân cực tròn, đồng thời tóm tắt logic chuyển mạch phân cực cũng như các hướng dẫn thực tế để vận hành và khắc phục sự cố tại hiện trường.

Phân cực ngang (H): Vectơ trường điện của sóng điện từ chạy song song với mặt phẳng đất. Phân cực dọc (V): Vectơ trường điện chạy vuông góc với mặt phẳng đất. Bộ thu vệ tinh xuất ra điện áp DC 13V / 18V để điều khiển bộ chuyển mạch phân cực bên trong LNB để lựa chọn tín hiệu H/V. Sơ đồ này được triển khai rộng rãi trong các hệ thống vệ tinh truyền hình và truyền thông băng tần C và Ku.

Đối với sóng điện từ phân cực tròn, vectơ trường điện quay liên tục theo thời gian, được phân loại là LHCP và RHCP. LNB phân cực tròn tích hợp bộ dịch pha 90 độ để xử lý pha hai tín hiệu phân cực tuyến tính trực giao và tổng hợp tín hiệu RF phân cực tròn. Phân cực tròn ít nhạy cảm với độ nghiêng cơ học của ăng-ten và nhiễu điện từ trên mặt đất, và thường được sử dụng cho các vệ tinh khí tượng và một số vệ tinh truyền thông Châu Á - Thái Bình Dương.LNB phân cực tròn không hỗ trợ chuyển mạch phân cực bằng điều khiển DC 13V / 18V.

Trong các hệ thống thu phân cực tuyến tính, bộ thu cung cấp điện áp điều khiển DC 13V / 18V để kích hoạt đầu dò phân cực hoặc rơ-le bên trong LNB, lựa chọn đường phân cực ngang hoặc dọc để xử lý tiếp theo. Mức DC này đóng vai trò là tín hiệu điều khiển chứ không phải tín hiệu RF.

Lưu ý: Một số LNB đa đầu ra gán phân cực cố định cho mỗi cổng, độc lập với điều khiển 13V / 18V.

1. Bộ cấp tín hiệu của đĩa thu tín hiệu RF vệ tinh. Hai đầu dò trực giao bên trong bộ cấp tín hiệu thu sóng điện từ phân cực ngang và phân cực dọc tương ứng.

2. Bộ thu vệ tinh cung cấp điện áp điều khiển DC 13V / 18V cho LNB qua cáp đồng trục.

3. Công tắc bên trong LNB kích hoạt đường phân cực tương ứng theo mức DC đầu vào, cấp tín hiệu đã chọn cho bộ khuếch đại nhiễu thấp.

4. Tín hiệu RF được trộn và chuyển đổi xuống thành tín hiệu tần số trung gian (IF), được truyền trở lại bộ thu qua cáp đồng trục.

Triệu chứng điển hình: Không có tín hiệu từ một số bộ chuyển đổi trong quá trình chuyển kênh. Lỗi này thường do rơ-le phân cực bên trong bị lỗi hoặc đầu dò bộ cấp tín hiệu bị lệch vị trí.

1. Bộ cấp tín hiệu thu đồng thời hai tín hiệu RF phân cực tuyến tính trực giao.

2. Bộ dịch pha LNB tích hợp tạo ra độ lệch pha 90 độ cho một đường tín hiệu.

3. Hai tín hiệu trực giao có độ lệch pha 90 độ được kết hợp để tạo ra sóng phân cực tròn LHCP hoặc RHCP.

4. LNB phân cực tròn được khóa tại nhà máy ở chế độ LHCP hoặc RHCP.Hướng quay không thể thay đổi bằng điện áp bộ thu; cần thay thế toàn bộ phần cứng LNB để thay đổi hướng quay.

Nhắc nhở quan trọng: LNB phân cực tròn không thể thu tín hiệu vệ tinh phân cực tuyến tính, và LNB phân cực tuyến tính không thể giải điều chế tín hiệu phân cực tròn. Các loại phần cứng này không thể thay thế cho nhau.

• Hiệu chỉnh góc phân cực: Xoay LNB quanh trục bộ cấp tín hiệu; không chỉ đơn giản là lắp đặt theo hướng ngang hoặc dọc thuần túy. Góc phân cực được tính từ kinh độ quỹ đạo vệ tinh và vĩ độ / kinh độ của trạm. Độ lệch góc nhỏ gây suy hao tín hiệu đáng kể.
• Kiểm tra điện áp: Đo điện áp cấp LNB trên cáp đồng trục bằng đồng hồ vạn năng. Khi chuyển đổi giữa các kênh H/V, hãy kiểm tra việc chuyển đổi bình thường giữa 13V và 18V DC. Điện áp tĩnh cho thấy lỗi trong bộ thu hoặc liên kết đồng trục.
• Kiểm tra dây cáp cổng: Đối với LNB đa đầu ra Twin / Quad, một số cổng được gán cố định phân cực. Tuân thủ nghiêm ngặt định nghĩa cổng trong bảng dữ liệu khi lắp đặt.
• Chẩn đoán lỗi: Mất tín hiệu hoàn toàn ở một phân cực trong khi phân cực kia hoạt động bình thường thường chỉ ra rơ-le phân cực LNB bên trong bị lỗi.

• Xác nhận thông số kỹ thuật quay của vệ tinh: Kiểm tra xem vệ tinh mục tiêu có sử dụng LHCP hay RHCP hay không. Phải chọn LNB có hướng quay phù hợp; phần cứng cho hai hướng quay không thể thay thế cho nhau.
• Không cần xoay góc phân cực: LNB phân cực tròn không yêu cầu bù góc phân cực xoay. Chỉ cần căn chỉnh phương vị và độ cao của ăng-ten.
• Cấm lắp ráp phần cứng hỗn hợp: Không lắp bộ cấp tín hiệu phân cực tuyến tính với LNB phân cực tròn. Sẽ xảy ra suy hao tín hiệu nghiêm trọng và lỗi giải điều chế.
• Khắc phục sự cố điển hình: Mức tín hiệu cao nhưng SNR gần bằng không. Trước tiên, hãy kiểm tra lại xem hướng quay của LNB có khớp với thông số kỹ thuật của vệ tinh hay không.

• Có tín hiệu nhưng thiếu một số bộ chuyển đổi: Ưu tiên kiểm tra góc phân cực và kiểm tra điện áp chuyển mạch phân cực của bộ thu.
• Tín hiệu yếu trên tất cả các tần số: Kiểm tra độ chính xác của việc căn chỉnh ăng-ten, tình trạng lắp đặt bộ cấp tín hiệu và tổn hao cáp đồng trục.
• Điện áp đầu ra của bộ thu không thay đổi trong quá trình chuyển đổi phân cực: Kiểm tra cấu hình bộ thu, ngắn mạch cáp đồng trục và tính toàn vẹn của tiếp điểm đầu nối F.

Hệ thống phân cực tuyến tính thực hiện chuyển mạch H/V thông qua đầu ra DC 13V / 18V từ bộ thu và yêu cầu hiệu chỉnh góc phân cực LNB chính xác. Phân cực tròn dựa vào tổng hợp tín hiệu bộ dịch pha bên trong; hướng quay được cố định tại nhà máy và không thể thay đổi bằng điều khiển điện áp. Hầu hết các lỗi thu tín hiệu tại hiện trường phát sinh do thông số phân cực không khớp, lệch góc hoặc các thành phần chuyển mạch phân cực bị lỗi. Trước khi vận hành, luôn xác nhận thông số kỹ thuật phân cực của vệ tinh mục tiêu, phân biệt giữa phần cứng phân cực tuyến tính và phân cực tròn, và hoàn thành căn chỉnh hệ thống bằng cách đo điện áp và hiệu chỉnh góc.

Ghi chú

1. Để thay đổi hướng quay của LNB phân cực tròn, cần thay thế phần cứng vật lý; không thể thực hiện thông qua cấu hình bộ thu.

2. Một số LNB phân cực tuyến tính đa đầu ra có các cổng phân cực cố định độc lập với điều khiển 13V/18V. Luôn tham khảo bảng dữ liệu sản phẩm.