用建筑物天面建造卫星电视地面接收站抛物面天线的方法技术

本发明专利技术利用强方向天线阵确定抛物面定位圆环的位置，以定位圆环为基准用靠模成型制造抛物面，从而保证抛物面天线指向能精确对准卫星及抛物面表面有足够的制造精度，然后在抛物面表面铺设金属网使用建筑材料建成的抛物面具有反射电磁波的能力。本发明专利技术的实施可导致卫星电视接收天线成本的大幅度下降，避免了一般抛物面天线制造、运输、安装、调试的麻烦。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电视广播
，目的在于提高卫星电视接收质量，降低卫星电视接收设备的价格，使卫星电视广播与接收这一高科技成果在我国更快地推广应用。以往的卫星电视地面接收站，采用板状或网状的抛物面接收天线，这种天线价格昂贵、结构复杂，是卫星电视接收成套设备中最花钱的部分和安装调试中的主要工作，若能采用一个廉价的抛物面天线来接收微弱的卫星电视信号，必能使建造卫星电视地面接收站的费用大为下降。本专利技术就是由此出发，用建筑的方式在建筑物天面建造抛物面接收天线，以达到接收设备廉价化和安装调试简单化的目的。以在广西南丹县城关镇（位于东经107.56°，北纬24.98°）用本专利技术建造一接收“东方红-II”号卫星（位于赤道上空35860公里，东经87.5°）的4米口径的抛物面天线为例，说明本专利技术采用强方向测向天线阵实现抛物面精确定位和用靠模成形制造抛物面的方法。本专利技术采用的测向天线阵以背射天线作为单元天线，单元天线的设计尺寸如图（1）所示。背射天线的表面波反射器、边环、小反射器用厚1mm的铝合金板制成，中心支撑杆用φ10mm的铝管，引向器、馈源振子用塑料制成的绝缘定子固定在上面，馈电电缆从管中心穿出去，慢-->波振子水平放置。把四个背射天线装配成强方向测向天线阵，如图（2）所示。据实测本专利技术采用的测向天线阵主瓣宽度为1.10°增益为27dB。首先用角钢制成一直径为4.1米的圆环，把屋顶的楼梯间建成一内径为4.1米的圆形建筑，留下仰角53°11′方位角正南向西偏40°51′+γ（γ为当地磁偏角）的缺口（仰角、方位角由有关公式根据卫星和接收点经纬度计算得出），把圆环装于缺口之上，装上十字形撑杆，撑杆中心装上测向天线阵，天线阵信号由同轴电缆输出接高频头、测量放大积分器、函数记录仪。测量放大积分器电路如图（3）所示。卫星电视信号由测向天线阵接收、经高频头放大，再经测量放大积分器放大、二极管峰值检波、50μ电解电容积分输出直流信号，将测量信号输入函数仪的Y轴。上下左右微调圆环位置，直至测向天线阵中心波瓣对准卫星，函数记录仪显示卫星信号电平最大。然后固定圆环位置，取下十字撑杆和测向天线。根据所采用馈源的焦距比（F/D），确定所建造天线的焦距。本例采用F/D＝0.4馈源，所以焦距F＝0.4D为：F＝0.4×4.0＝1.6米再根据抛物线方程Y2＝4FX得出所建造抛物面的抛物线母线方程X＝Y2/4×1.6＝Y2/6.4。取Y＝0，±0.2，±0.4，±0.6，±0.8，±1.0，±1.2，±1.4，±1.6，±1.8，±2.0（m），求出对应的X值：X＝0，6.25，25.00，100.00，156.25，225.00，306.25，400.00，506.25，625.00（mm）-->根据以上数据，作出抛物线曲线。把所作抛物线画在木板上，沿抛物线刨掉抛物线外侧部分，把木板固定于撑杆上，两端装上轴承，作成抛物线模板，如图（4）所示;把模板装在圆环上，推动模板在定位圆环内转动，则模板的抛物线下缘旋转成抛物面，如图（5）所示。用建筑方法建造抛物面。用钢丝大致编成抛物面形的网，网孔尺寸大致10×10cm，把网装在圆形楼梯间缺口上，用水泥、粗砂、碎石按1∶2∶3比例混合，把和好的混凝土摊在网上抹成厚2～3cm的一层，抹时以模板下缘为主，留出1cm间隙。待24小时后，混凝土基本硬化，用水泥和细砂按1∶2比例和成砂灰，倒在混凝土表面，缓慢旋转模板，使表面平整。24小时后，再用525号水泥（不掺砂）放在容器内和水搅拌均匀，倒在砂灰表面，旋转模板至表面均匀光滑为止。撤除模板及定位圆环，24小时后用草帘将做好的表面覆盖，洒水养护一周，再用油石研磨表面，使其更加光滑，这样，一个标准的抛物面做成了。抛物面只有具有导电性能，才能反射电磁波，成为接收天线的反射面，本专利技术在抛物面上铺金属网，对网孔的要求是孔径不超过1/10波长。例如“东方红-II”的载波波长为0.075m即75mm，所以若接收“东方红-II”号，选用孔径为7mm以下的金属网即可符合要求。以金属网作反射面，天线效率可能要比板状天线低10～15%，但由于这种天线造价低廉，可适当增大口径以弥补天线-->效率稍低的不足。在做好的抛物面反射面上装上馈源，馈源后接上高频头，于是一个前馈式抛物面天线就制造完毕了，馈源注意安装在抛物面中心线上，距抛物面最低点为焦距长度。自从卫星电视广播技术实用化以来，卫星电视技术一个主要的研究方向就是致力于接收设备的廉价化，通常的研究思路一是提高卫星转发器的功率即EIRP，二是降低高频头热噪声，这样都能在接收质量不变的情况下缩小天线口径以降低接收设备费用，但这两种方法都会增加在另一方面的投资，而且所取得的效果还受空间技术和电子技术发展水平的限制，本专利技术用建筑方式建造的天线在结构上和建筑物浑为一体，经久耐用，成本低廉，避免了大口径天线在制造、运输、安装、调试的麻烦，节省了大量的金属材料。本专利技术的实施导致建设卫星电视地面接收站费用的大幅度下降。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术属于电视广播技术领域，一般卫星电视接收使用板状金属或网状金属制成的可调节指向的抛物面天线。本专利技术的特征在于：（１）把楼房楼梯间天面建造成抛物面天线的反射面来接收卫星信号，或者把整个建筑物天面建造成抛物面接收天线。例如把一小型建筑物整个天面建造成抛物面天线，把建筑物作为机房而建造的卫星电视接收转播站，也属于实施本专利技术。（２）使用测向天线确定定位圆环位置，然后以圆环为基准建造抛物面，以保证抛物面建造完毕后能精确对准卫星。（３）以定位圆环为基准用靠模成形制造抛物面。

【技术特征摘要】
1、本发明属于电视广播技术领域，一般卫星电视接收使用板状金属或网状金属制成的可调节指向的抛物面天线。本发明的特征在于：(1)把楼房楼梯间天面建造成抛物面天线的反射面来接收卫星信号，或者把整个建筑物天面建造成抛物面接收天线。例如把一小型建筑物整个天面建造成抛物面天线，把建筑物作为机房而建造的卫星电视接收转播站，也属于实施本发明。(2)使用测向天线确定定位圆环位置，然后以圆环为基准建造抛物面，以保证抛物面建造完毕后能精确对准卫星。(3)以定位圆环为基准用靠模成形...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦自力，罗登亮，陆健，
申请(专利权)人：南丹县技术开发中心，韦自力，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]