衛(wèi)星基礎(chǔ)知識1、dB、dBc、dBi、dBd、dBw、dBm之間的區(qū)別1.1、 dBdB是一個表征相對值的值，純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關(guān)系，沒冇單位，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個dB吋，按下面計算公式：lOlog（甲功率/乙功率），如果采用兩者的電壓比計算，要用201og（甲電壓/乙電壓）。［例1］甲功率比乙功率大一倍，那么101g（甲功率/乙功率）=101g2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3dB反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，則甲的功率比乙的功率0小3dBo1.2、 dBi和dBddI3i和dBd是表示犬線功率增益的量，兩者都是一個相對值，但參考基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線，dBd的參考基準(zhǔn)為偶極了，所以兩者略有不同。一般認(rèn)為，表示同一*個增益，用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2.15。［例2］對于一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時，則為1&15dBi（一般忽略小數(shù)位，為18dBi）o［例3］0dBd=2.15dBio1.3、 dBcdBc也是一個表示功率相對值的單位，LdB的讓算方法完全一樣。一般來說，dBc是和對于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。在采用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。1.4、 dBmdBm是一個表示功率絕對值的值（也可以認(rèn)為是以lmW功率為基準(zhǔn)的一個比值），計算公式為：lOlog（功率值/lmw）o［例4］如果功率P為lmw,折算為dBm后為0dBmo［例5］對于40W的功率，按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為：lOlog（40W/lmw）=101og（40000）=101og4+101ogl0000=46dBmo1.5、 dBw與dBm—樣，dBw是一個表示功率絕對值的單位（也町以認(rèn)為是以1W功率為基準(zhǔn)的一個比值），計算公式為：101og（功率值/lw）odBw與dBm之間的換算關(guān)系為:0dBw=101oglW=lOloglOOOmw=30dBmo［例6］如果功率P為lw,折算為dBw后為OdBwo總之,dB、dBi、dBd、dBc是兩個量之間的比值，表示兩個量間的相對大小，而dBm、dBw則是表示功率絕對大小的值。在dB,dBm,dBw計算中，要注意基本概念，用一個dBm（或dBw）減另外一個dBm（dBw）時,得到的結(jié)果是dB,如：30dBm-OdBm=30dB一般來講，在o工程中，dBm（或dBw）和dBm（或dBw）之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法：dBm減dBm實際上是兩個功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比（SNR）。dBm加dBm實際上是兩個功率相乘［5換算公式為：X（dBm）=101g［Y（mW）］舉個例了如果一個AP的發(fā)射功率為10OmW,那么代入公式，lgl00=2,也就是AP的發(fā)射功率為2OdBm。這樣說很簡單了吧，大家也應(yīng)該明白了。如果遇到這類問題，換算一下就可以了。想弄清楚這個問題的朋友看到這里就可以不用往下看了。如果想對dBW、dBm、dBmV、dBuV之間的關(guān)系有深入的了解，請往下看：射頻電平單位dBW、dBm、dBmV、dBuV的換算關(guān)系當(dāng)需要表示系統(tǒng)中的一個功率（或電壓）時，可利用電平來表示。系統(tǒng)中某一點的電平是指該點的功率（或電壓）對某一基準(zhǔn)功率（或電壓）的分貝比10lg（P/P0） =20lg（U/10）顯然，基準(zhǔn)功率（即P二P0）的電平為零。對同一個功率，選用不同基準(zhǔn)功率P0（或電壓L0）所得電平數(shù)值不同，后面要加上不同的單位。若以1W為基準(zhǔn)功率，功率為P時，對應(yīng)的電平為10lg（P/1W），單位記為dBW（分貝瓦）o例如功率為1W時，電平為0dBW；功率為100W時，電平為20dBW；功率為100mW時，對應(yīng)的電平為101g（100mW/lW）=101g（100/1000）=-lOdbW已知系統(tǒng)中某點的電壓,也可用dBW來表示該點的電平。例如某輸入端的電壓為lOOmV,則其輸入功率P=IT2/Z=0.T2/75=1.3X10八—4)W對應(yīng)的電平為101g(1.3X10"(—4)/1)=—38.75dbW若以lmW為基準(zhǔn)功率時，則功率為P時對應(yīng)的電平為101g(P/lmW),單位記為dBmW(分貝毫瓦)。例如功率為1W時，電平為30dBm；功率為lmW時，電平為OdBm；功率為luW時，電平為-30dBm；電壓為lmV時，對應(yīng)的功率P=U'2/Z=0.00T2/75=1.3X107—8)W=1.3X10"(—5)mW對應(yīng)的電平為101g(1.3X10*(—5)mW/ImW)=—48.75dbm若以lmV作為基準(zhǔn)電壓，則電壓為U時對應(yīng)的電平為201g(U/lmV),單位記為dBmV(分貝毫伏)。例如電壓為IV時,對應(yīng)的電平為60dBmV；電壓為luV時,對應(yīng)的電平為-60dBmV:功率為lmW時，電壓U二sqr(P*Z)=sqr(75*l(T(-3))V二274mV對應(yīng)的電平為201g(274mv/lmv)=48.75dbmv若以luV為基準(zhǔn)電壓，則電壓為U時對應(yīng)的電平為201g(U/luV)，單位記為dBuV(分貝微伏)。例如電壓為lmV時，電平為60dBuV；電壓為100mV時，電平為lOOdBuV:功率為lmW時，電壓U=274mV=2.74X1(T(-5)uV[52RD.com]對應(yīng)的電平為201g(2.74X1(T(-5)/1)=108.75dbuV2、垂直極化、水平極化電波在空間傳播時，其電場矢量的瞬時取向稱為極化。如果電波傳播時電場矢量的空間描出軌跡為一直線，它始終在一個平面內(nèi)傳播，則稱為線極化波。線極化波又冇水平極化波和垂直極化波Z分。當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場

水平極化+45°極化45。極化強(qiáng)度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。電波的極化特性取決丁?發(fā)射天饋系統(tǒng)的極化特性。接收天線必須與發(fā)射天線具有相同的極化和旋向特性，以實現(xiàn)極化匹配，從而接收全部能量。若部分匹配，則只能接收部分能量。水平極化+45°極化45。極化電波在空間傳播時，其電場矢最的瞬時取向稱為極化。若電場矢最在空間描出的軌跡為一個圓，即電場矢量是圍繞傳播方向的軸線不斷地旋轉(zhuǎn)，則稱為圓極化波。而圓極化波分左旋極化波、右旋極化波。3.1、左旋極化波向波的傳播方向觀察，場的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針。（若向+Z方向傳播，則Ey比Ex超前7T/2）

左旋園極化波、右旋極化波左旋園極化波向波的傳播方向觀察，場的旋轉(zhuǎn)方向為順時針。（若向+Z方向傳播，則Ex比Ey超前右旋園極化波7T/2）右旋園極化波現(xiàn)代衛(wèi)星電視傳輸中，還利用垂直極化與水平極化、左旋圓極化和右旋圓極化的相互隔離Z特性傳送不同的電視節(jié)目，以提高衛(wèi)星的傳輸容量。圓極化波和線極化波各有優(yōu)缺點,圓極化波在穿過用霧層和電離層時，引入的損耗小，也不存在線極化波極化面旋轉(zhuǎn)的問題,而線極化波的最大優(yōu)點是實現(xiàn)簡單。4、自由空間衰耗自由空間電波傳播是無線電波最基木、最簡單的傳播方式。自由空間是一個理想化的概念，實際上電波是不可能在真空中傳播的，口由空間為人們硏究電波傳播提供了一個簡化的計算環(huán)境。自山空間傳播損耗乙是傳播損耗中最基本的損耗，接收天線接收到的信號功率僅僅是發(fā)射犬線輻射功率的一小部分，大部分能量都向具它方向擴(kuò)散了。工作距離越遠(yuǎn)，球面積越人，接收點截獲的功率越小，即傳播損耗加人。電波在人氣層以外的空間傳播時，可以近似看成在自由空間傳播。在自由空間傳播過程屮，接收信號的功率為：其小只為發(fā)射功率G為發(fā)射天線增益冷為接收天線增益幾自由空間傳播損耗曲中的左義為：￡,=d為傳播距離久為工作波長C為光速f為工作電波頻率以分貝為單位表示為：[Lp]=92.44+201gd(km)+201gf(GHz)[Lp]=32.44+201gd(km)+201gf(MHz)式中d為地球站到靜止衛(wèi)星的距離，可以取d二40000km對常見C波段的衛(wèi)星信號的上行6GIW、利下行4GHz線路傳輸損耗[Lu]=92.44+201g40000+201g6=200.04(dB)[LD]=92.44+201g40000+201g4=196.52(dB)5、EIRP、G/T5.1、EIRPElRP(EffectiveIsotropicRadiatedPower)有效全向輻射功率EIRP也稱為等效全向輻射功率，它的定義是地球站或衛(wèi)星的天線發(fā)送出的功率(P)和該天線增益(G)的乘積，即：EIRP二P*G如果用dB計算，則為EIRP(dBW)=P(dBW)+G(dBW)EIRP表示了發(fā)送功率和天線增益的聯(lián)合效果。ETRP是衛(wèi)星通信和無線網(wǎng)絡(luò)屮的一種重要參數(shù)。冇效全向輻射功率ETRP為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器在指定方向上的輻射功率。它為天線增益與功放輸出功率z對數(shù)和，單位為dBWoETRP的計算公式為EIRP=P-Loss+G式中的P為放大器的輸出功率，Loss為功放輸出端與天線饋源Z間的饋線損耗，G為衛(wèi)星天線的發(fā)送增益。通過對比同一顆通信衛(wèi)星的C頻段EIRP分布圖和Ku頻段EIRP分布圖可知，C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)大，通常覆蓋兒乎所有的可見陸地，適用于遠(yuǎn)距離的國際或洲際業(yè)務(wù)；Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)小，通常只覆蓋一個人國或數(shù)個小國，只適用于國內(nèi)業(yè)務(wù)。C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的EIRP通常為36到42dBW,G/T通常為-5至IJ+ldB/k，地面天線的口徑一般不小于1.8米；Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的ETRP通常為44到56dBW,G/T通常為-2到+8dB/k,地面天線口徑冇可能小于1米。另一方面，C頻段因為電波傳播通常不受氣候條件的影響，適川于可靠性較高的業(yè)務(wù)；Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)辭則因電波傳播可能遭受降雨衰耗的影響，只適用于建網(wǎng)條件較差、天線尺寸和成本受限的業(yè)務(wù)。下表是亞洲衛(wèi)星公司四顆衛(wèi)星的最大EIRP、G/T值亞洲二號亞洲三號亞洲四號亞洲五號ETRPC波段41.6dBw41.8dBw41.8dBw41dBw3波段53.9dBw55dBw55.8dBw53dBwG/TC波段0.6dB/K0.8dB/K1.7dB/KOdB/KKu波段7.7dB/K7.9dB/K9dB/K8dB/K5.2、G/T地面站性能指數(shù)G/T值是反映地面站接收系統(tǒng)的一項重耍技術(shù)性能指標(biāo)。其中G為接收天線增益，T為表示接收系統(tǒng)噪聲性能的等效噪聲溫度。G/T值越大，說明地面站接收系統(tǒng)的性能越好。目前，國際上把G/T〉35dB/K的地而站定為A型標(biāo)準(zhǔn)站，把G/TM31.7dB/K的站定為B型標(biāo)準(zhǔn)站，而把G/T〈31.7dB/K的站稱為非標(biāo)準(zhǔn)站。6、衛(wèi)星天線的方位、仰角、極化角要進(jìn)行衛(wèi)星接收,關(guān)鍵點是衛(wèi)星接收天線的定位,它包括:天線的方位角.仰角和饋源的極化角這三大參數(shù)。6.1、方位角從地球的北極到南極的等分線稱為經(jīng)線（0-180度），把地球分為東方西方，偏東的經(jīng)線稱為東經(jīng)，偏西方的經(jīng)線稱為西經(jīng)。從地球的東到西的等分線稱緯線（0-90度），把地球分為南北半球，以赤道為界（赤道的緯度為0）,北半球的緯線稱北緯，南半球的緯線稱南緯。我國處于北半球的東方，約在東經(jīng)75-135度，北緯18-55度之間。所有的廣播電視衛(wèi)星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步軌道的不同經(jīng)度上，平時我們慣稱多少度的衛(wèi)星，這個度指的是地球的經(jīng)線。T星在地球上的投影稱為星下點，它是位于赤道上，經(jīng)度與衛(wèi)星經(jīng)度相同的地方。如亞A6號衛(wèi)星的星下點是位于赤道上的東經(jīng)134度的位置。我們在尋星時，如果你所在的地方（北半球）的經(jīng)度大丁?星下點的經(jīng)度，那么天線的方位介必定時正南（以正南為基準(zhǔn)）偏西，反過來，如果你所在的位置的經(jīng)度小于星下點的經(jīng)度，那么犬線的方位角是正南偏東。衛(wèi)星天線的方位角計算公式是：A=arctg{tg（vs—vg）/sin。} （1）公式（1）中的Wg是接收站經(jīng)度，WS為衛(wèi)星的經(jīng)度，e為接收站的緯度。圖1是衛(wèi)星的方位角示意圖。方位角的調(diào)整方法很簡單，首先川指南針找到正南方，犬線方向正對正南方，如果計算的角度A是負(fù)值，則天線向正南偏西轉(zhuǎn)動A度，如果A是正值，則天線向正南偏東方向轉(zhuǎn)動A度。即可完成方位角的調(diào)整。6.2、仰角仰角是接收站所在地的地平而水平線于天線屮心線所形成的角度，如圖2所示。

仰角的計算公式是:COS（Ws-k）cosg-（）J5127H二arcrgJi-「COS（妙s—Wg）oo朗］三仰角的調(diào)整最好是用量角器加上一個垂針作成的仰角調(diào)整專用工具進(jìn)行調(diào)整方位角和仰角的調(diào)整順序是，先調(diào)整好仰角，在調(diào)整方位角。6.3、極化角6.3、極化角國內(nèi)或區(qū)域衛(wèi)星一般都是線極化，線極化分為水平極化（以EII表示）和垂宜極化（以E丄表示）。地面接收天線極化的定義是以衛(wèi)星接收點的地平面為基準(zhǔn)，天線饋源（或極化器）矩形波導(dǎo)口窄邊平行于地平面，則電場矢量平行于地平面，定義為水平極化；反之饋源矩形波導(dǎo)口窄邊垂直于地平面定義為垂直極化如圖3所示。圖地面接收天線與衛(wèi)星輻射電磁波必須滿足3極化匹配的條件，即水平一水平,垂直一垂直。假定衛(wèi)星波束屮心與一衛(wèi)星同經(jīng)度，那么與星下點同經(jīng)度（但緯度不同）的非星下點接收天線能很好地與衛(wèi)星輻射電磁波匹配，而與星下點不同經(jīng)度的非星下點接收天線的極化必須旋轉(zhuǎn)一個角度（即極化角，這個極化角也等于星下點的接收天線所在的地平面與非星下點的接收天線所在的地平面之間的交用）才能與衛(wèi)星電波相匹配。如圖4所示星下辛赤道在的地平面之間的交用）才能與衛(wèi)星電波相匹配。如圖4所示星下辛赤道東極化角的產(chǎn)生地面接收天線的極化角P可用下式計算:P=arctgtsin(s~g)/tg0] (3)從公式可以看出極化角是衛(wèi)星與接收站經(jīng)度差及接收站緯度的函數(shù)。相同經(jīng)度的接收站，P值為0;札I同緯度的地球站，經(jīng)度差越人，P絕對越值人，這從肓觀上也容易理解。如果波束屮心與星下點的經(jīng)度不同，以上式計算將存在謀差，但公式(1)可作為接收站極化調(diào)整的理論基礎(chǔ)依據(jù)。如果衛(wèi)星波束中心為衛(wèi)星經(jīng)度不同甚至相差較大，那么只需將公式(3)中的衛(wèi)星經(jīng)度Ws換成波朿中心的經(jīng)度WC就可以了。當(dāng)然計算結(jié)果也只是一個理論值，實際的極化角由具體調(diào)整來確定。P二arCtg[sin(vC-vg)/tg0] (4)WC：波束中心的經(jīng)度。-般實際的極化角在公式3和4兩個計算結(jié)果之間，更接近公式(3)的計算結(jié)果。6?3?1＞極化調(diào)整6.3.1極化干擾分析衛(wèi)星電視系統(tǒng)產(chǎn)生極化不匹配主要原因是接收站天線極化匹配不良(極化角調(diào)整不準(zhǔn))。單極化系統(tǒng)，極化不匹配會產(chǎn)牛?極化損耗使接收信號降低。對于雙極化系統(tǒng)，多個轉(zhuǎn)發(fā)器所使川的卜?行頻率可能是有相同的，為此不同的轉(zhuǎn)發(fā)器之間的信號是依靠不同的極化進(jìn)行隔離的，所以極化如不匹配不僅產(chǎn)生極化損耗，還會產(chǎn)生兩個極化系統(tǒng)之間的同頻正交極化干擾,這種一個極化系統(tǒng)的信號對另一個極化系統(tǒng)信號的干擾體現(xiàn)為噪聲的增加，使接收信號載噪比大大降低，嚴(yán)重吋有明顯干擾，甚至無法收看。下面來分析一下這種極化干擾的產(chǎn)生原因,以亞洲衛(wèi)星二號為例，見圖5所示。亞洲2號衛(wèi)星3&3A轉(zhuǎn)發(fā)器情況圖5從圖中可看出，3A轉(zhuǎn)發(fā)器和3B轉(zhuǎn)發(fā)器所使用的下行頻率有部分是相同的。亞洲衛(wèi)星二號的3B轉(zhuǎn)發(fā)器有5個SCPC數(shù)字電視載波，每個載波輸出功率回退3dB(轉(zhuǎn)發(fā)器輻射總功率的0.707倍），下行極化方式是水平極化，用ELRPII表示其地面信號的電場強(qiáng)度（或電平）；3A轉(zhuǎn)發(fā)器只有一個MCPC（香港STARTV）數(shù)字電視載波，無輸出功率回退，下行極化方式是垂直極化，用ETRP丄表示其地面信號的電場強(qiáng)度（或電平）。則得到下式：E1RP丄二E1RPII+3dBEIRP丄/EIRPII=1/0.707=1.414所以有E丄1.414EII假定使用單極化接收天線，準(zhǔn)備接收水平極化的“江西衛(wèi)視”，而饋源未作調(diào)整，極化匹配處于標(biāo)準(zhǔn)的水平極化狀態(tài)，接收地點是南昌，根據(jù)計算極化介JPl=—28°o從圖6的極化干擾分析中得知，衛(wèi)星水平極化波耦合到饋源水平極化端口的主極化分量為E||_0=E||cospl，衛(wèi)星垂直極化波偶合到饋源水平極化端口的反極化分量為E丄_0二E丄cos（90-pl）。忽略所有其它噪聲的干擾，則水平極化的載噪比是：（C/N）=201gI（E||cosPl）/[E丄cos（90-P1）]I=20lgIEIIcos（-28）/[1.414EIIcos（90+28）]I=2.5db顯然此數(shù)值明顯低于數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的門限，也就是說上述狀態(tài)下根本收不到“江西衛(wèi)視”節(jié)目。6.3.2極化角的調(diào)整調(diào)整極化角Z前,先計算理論值，其值冇三種情況：P〉o,p二o,PVO,對應(yīng)的極化角調(diào)整方向是，當(dāng)1）二o時，接收站與衛(wèi)星同經(jīng)度，其極化為理想的水平（或垂點）極化；當(dāng)P>o,此吋接收天線的方位角是南偏東，前饋天線饋源順吋針旋轉(zhuǎn)（站在天線的前），后饋天線逆時針旋轉(zhuǎn)（站在天線的后）；當(dāng)P<0,此時接收天線的方位角是南偏西，前饋天線饋源逆時針旋轉(zhuǎn)，后饋天線順時針旋轉(zhuǎn)。在實際的極化角調(diào)整屮，可分二步走：a.粗調(diào)：先按計算所得的仰角、方位角和極化角調(diào)整天線指向及饋源旋轉(zhuǎn)角度，使仰角、方位角最佳并鎖定天線指向。b.細(xì)調(diào)：用頻譜儀分析儀、AGC電壓或衛(wèi)星接收機(jī)中的信號強(qiáng)度指示條等方法梢確調(diào)由于頻譜儀價格髙，所以在實際操作中都使用方便簡單的AGC電壓法和衛(wèi)星接收機(jī)中的信號強(qiáng)度指示條法。6?3?2?KAGC電壓調(diào)整法AGC（自動增益控制）電壓調(diào)整法是利用衛(wèi)星接收機(jī)輸出的AGC電壓來調(diào)