这次研究的是Ku频段圆极化波收视技术,主要是实验验正Ku频段用线极化高频头加极化片收视圆极化波中涉及技术项目,其中包括极化片材质、厚度、最佳长度、极化片几何形壮等。首先选用极化片的材质,特富龙、手机号空卡、VCD类碟片料、有机玻璃等,这些原料取材容易且有不少成功经验。实验用优选法分大的两阶段进行,首先测定极化片的最佳长度,次要测定极化片材质、厚度、几何形状等。
优选法量身定制精选Ku极化片长度:
手机号空卡裁剪方便,按1λ、2λ、3λ、4λ裁剪出数个长度的极化片供测试用。在卫星天线上实际测试,测量出增益最高极化片之一并保留,作为第一次实验标准片;比照一次实验标准极化片再制作两个长度分别增加λ/2、减少λ/2的极化片,再次上天线测试,在三只极化片中选增益最高之一保留,作为第二次实验标准片;比照二次实验标准极化片再制作两个长度分别增加λ/4、减少λ/4的极化片,再一次上天线测试,选取增益最高之一作标准片保留;再用前面的方法,制作两个长度分别增加λ/8、减少λ/8的极化片,再重复以上第四次实验。四次优选法实验了十几个长度的极化片,终于产生了一个、二个或三个讯噪比没啥差别的极化片,选取中间数据为量身定做型标准极化片。实验告诉我们一个重要数据,极化片最佳长度允许误差最大可在在λ/4范围内,即最佳长度可±λ/8信噪比(信号质量)无变化。四次优选实验足够了,这时增益一般情况下能提高到2db(讯噪比,下同)左右。普通直头Ku高频头如百昌、PBI、ASK类,极化片插入波导管内径为18mm,即1个介质缩短系数标准波长(λ)值。我们最后保留定型标准极化片作其它改型参考。
Ku极化片最佳几何形状:
网上及平面媒体均介绍过燕尾槽形Ku极化片效果不错,资料不够详细。根据电磁波理论匹配及实用美观推测,燕尾槽长度应取λ/2,扣除燕尾槽去空面积,实际双燕尾槽极化片长度应在实验标准极化片加λ/2才对。下来制作上天线实验,与我推测的数据相符,燕尾极化片与实验标准极化片增益相当。燕尾极化片的最大好处是,调试极化片最佳点有相对较大的幅度,而普通长条形极化片最佳调试点相当窄,不容易调准峰值点,对比来说,燕尾极化片调试容易得多。
Ku极化片的厚度:
在制作C波段极化片时,要求厚度在6mm,Ku频段与C频段有3倍数关系,顺理推导Ku极化片的厚度应在2mm。实验证实了这一推断是正确的。手机卡片单层厚不足1mm,要双层胶合厚近2mm,增益可提高0.2db,胶合用502快干胶,在极化片边缘少许即可,不能用AB之类胶,否则会影响增益。以我对馈源技术研究多次实验判断,线极化高频头加极化片收视圆极化波,用帝霸901讯噪比测试,在精度相当好的天线上,增益最高能提升2.3db(讯噪比)也达极限。极限增益与天线精度有关,如果天线精度不良,很难达到极限2.3db,通常低于2.0db以下。
Ku极化片材质对增益的影响:
在厚度、几何尺寸相同的情况下,VCD碟片、手机卡片(双层)增益最高(2.3db)、特富龙次之(2.2db)、有机玻璃(2.0～2.1db)(注:以上括号内的数据,是用高精度中卫0.55米天线测出的),遥控器电路纤维板不能用。
图13是作者实验用过的部分Ku极化片,图14是作者为百昌双本振(O.S 22M)用优选法量身定制的Ku极化片,三个极化片虽然几何形状不一样,效率增益基本一致,具体尺寸在图片内(注:λ=18mm即高频头波导管内径)。百昌Ku头用以上加极化片馈源腔很合适,并不影响高频头防护塑盖复原,见图15。这次只实验了直头型高频头,对于那些长波导管型的L头,极化片的长度肯定会比直头型高频头长,推测至少4λ～5λ,也就是极化片长度可能长达80mm左右,有条件的爱好者自已量身去定制吧,相信会成功。其实加极化片并不神祕,只要材质、插入方法正确,随便一个适当长度增益均可会得到提升,尺寸凑巧也许达理想值。写到这里作者有一个想法,建议高频头制造商,优化制作Ku极化片,作为高频头的附件,省去用户制作的麻烦,一个塑料片也不会增加多少成本。
了解了Ku频的高频头极化片精细的制作过程,回头来看C频段极化片制作,相对容易得多。前面介绍过,C频段高频头馈源筒长度设计在1.5λ～2λ间,实际制作极化片长度在1λ～1.5λ间优选。前面研究Ku极化片时也知极化片长度允许误差在标准片的基础上可±λ/8,也知一般高频头口径(λ)在59mm～63mm间,如果要极化片长度精确到λ/8,其极化片长度也允许误差在8mm范围内,如果标准片±λ/8允许误差,其极化片长度最大允许误差可达16mm,这就不难理解文章前面提到的极化片多种长度问题,也好象对增益没太大影响。我比较精确测试过配O.S-222(λ=64mm)极化片长度的峰值点为1.25λ即80mm。最后不要忘了C波段极化片厚度应在6mm,量身定制极化片随高频头的口径不同,波长缩短λ的取值也不同,馈源筒长短差异,极化片也长度不一,只有用优选法去测试。考虑高频头加极化片美观实用,所有C波段极化片下端以馈源筒内径端口平齐标准测试。还有在增益上普通C波段天线加极化片要挑战2.3db极限值难度极高,通常只能达1.8db左右。 |
发表于 2012-1-27 13:43
| 
发表于 2012-1-31 21:32
|