進(jìn)口SAIA BURGESS V9N原裝微動開關(guān)

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運(yùn)行周期與行星自轉(zhuǎn)周期相同或軌道平面旋轉(zhuǎn)角速度與行星的公轉(zhuǎn)角速度大致相等的衛(wèi)星。衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同的稱地球同步衛(wèi)星，亦稱24小時同步衛(wèi)星。衛(wèi)星軌道平面的轉(zhuǎn)動角速度與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的角速度幾乎相等的，稱太陽同步衛(wèi)星。

基本知識

編輯

定義

地球同步衛(wèi)星是人為發(fā)射的一種衛(wèi)星，它相對于地球靜止于赤道上空。

從地面上看，衛(wèi)星保持不動，故也稱靜止衛(wèi)星，從地球之外看，衛(wèi)星與地球以相同的角速度轉(zhuǎn)動，角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，故稱地球同步衛(wèi)星。在平常的計算中，我們認(rèn)為這是勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)轉(zhuǎn)周期約為24小時，地球同步衛(wèi)星距赤道的高度約為36000千米，線速度的大小約為每秒3.08公里。

相關(guān)公式

同步衛(wèi)星的高度可通過開普勒(J. Kepler)第三定律H + E = R = AP2/3來計算，其中周期P = 0.99727，比例常數(shù)A = 42241，地球半徑Er = 6378公里，故可算出同步衛(wèi)星的高度為H = 35,786公里。

衛(wèi)星發(fā)射

發(fā)射同步衛(wèi)星需要較高的技術(shù)，一般先用多級火箭，將衛(wèi)星送入近地圓形軌道，此軌道稱為初始軌道；當(dāng)衛(wèi)星飛臨赤道上空時，控制火箭再次點(diǎn)火，短時間加速，衛(wèi)星就會按橢圓軌道（也稱轉(zhuǎn)移軌道）運(yùn)動；衛(wèi)星飛臨遠(yuǎn)地點(diǎn)時，再次點(diǎn)火加速，衛(wèi)星就后進(jìn)入相對地球靜止的軌道。

若把三顆同步衛(wèi)星，相隔120°均勻分布，衛(wèi)星的直線電波將能覆蓋有人居住

衛(wèi)星圖片

的絕大部分區(qū)域（除兩極以外），可構(gòu)成通訊網(wǎng)。

截止2012年，已有十幾個國家和組織發(fā)射了100多顆同步衛(wèi)星。1984年4月，中國的同步衛(wèi)星發(fā)射成功 [1]  。

缺點(diǎn)

同步衛(wèi)星的缺點(diǎn)是空間有高度的限制、因距離太遠(yuǎn)造成電波傳遞時間的遲延，例如同步衛(wèi)星約需要250ms(= 2*3.5*104/3*105)的傳遞時間及因距離太遠(yuǎn)造成電波傳遞的功率要相當(dāng)大。

接收天線調(diào)整

編輯

自1965年人類利用靜止衛(wèi)星實現(xiàn)通信以來，同步衛(wèi)星通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展。隨著電視技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)視作為一種*的廣播形式，因其收視質(zhì)量高、覆蓋范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)已深受大眾喜愛。不少單位和個人都安裝上了衛(wèi)視接收天線。然而，調(diào)整天線使其處于工作狀態(tài)卻不是一件容易的事情，沒有*的工具和技術(shù)參數(shù)則幾乎是不可能的。這里介紹一種使用羅盤儀調(diào)整同步衛(wèi)星接收天線的簡易方法。

準(zhǔn)備工作

在正式調(diào)整衛(wèi)星接收天線開始之前，尚有許多準(zhǔn)備工作要做。首先要擁有一只能測量傾角的羅盤儀，這是*工具，其次必須知道天線所在地的經(jīng)緯度和預(yù)收衛(wèi)星的經(jīng)度，這幾個參數(shù)決定了天線的仰角和方位角。再次，了解衛(wèi)星信號的強(qiáng)度也很重要，它有助于確定該使用多大口徑的天線接收。這些均可從相關(guān)資料和其他地面站的記錄中得到。后，還要知道這顆衛(wèi)星上預(yù)收節(jié)目的下行頻率、極化方式。他們是調(diào)整天線的依據(jù)。準(zhǔn)備工作完成后，可著手下一步驟。

設(shè)備調(diào)整

衛(wèi)星接收機(jī)參數(shù)的調(diào)整

若衛(wèi)視節(jié)目是模擬制式，則選用帶有調(diào)諧頻率指示的衛(wèi)星接收機(jī)。衛(wèi)星接收機(jī)的調(diào)諧頻率可按下式計算：

fIF=fOSC-fIN式中：fIF為調(diào)諧頻率；fIN為衛(wèi)星信號下行頻率。

fOSC為高頻頭本振頻率，對于C波段高頻頭多為5150MHZ，對于Ku波段而言，目前國內(nèi)使用的高頻頭主要有兩種本振頻率：11.30GHZ和11.25GHZ，使用時應(yīng)注意加以區(qū)分；

若接收機(jī)不帶調(diào)諧指示，則應(yīng)找出當(dāng)前衛(wèi)星與預(yù)收衛(wèi)星共同的下行頻率，并以當(dāng)前衛(wèi)星為參照將接收機(jī)調(diào)諧于此頻率，然后按要求將接收機(jī)的伴音副載波、去加重、中音頻帶寬調(diào)至合適的接收狀態(tài)。

若衛(wèi)視節(jié)目是數(shù)字制式，則希望所用的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)反應(yīng)時間盡量快些。另外，接收機(jī)的較高的靈敏度也很重要。

調(diào)整數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的參數(shù)比調(diào)整模擬機(jī)稍復(fù)雜些，除調(diào)諧頻率fIF的計算與模擬接收方式一樣外，還有符號率、糾錯方式（部分接收機(jī)可自動識別）等，均必須正確設(shè)置，否則將一無所獲，這一點(diǎn)與接收模擬信號是*不同的。

極化變換器的調(diào)整

電磁波的傳播具有兩種類型、四種極化方式，即圓極化和線極化兩種類型，左旋圓極化、右旋圓極化、垂直線極化和水平線極化四種方式。天線接收線極化波是不用極化變換器的，而接收圓極化波時則需要將圓極化波轉(zhuǎn)換成線極化波以適應(yīng)于波導(dǎo)的傳輸。

線極化波是指電磁波中電場矢量端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一條直線。電磁波中電場矢量方向與衛(wèi)星軌道平面垂直，即為垂直極化波；電場矢量方向與衛(wèi)星軌道平面平行，即為水平極化波，右旋極化波是符合右 手定則的電磁波，左手圓極化波是符合左手定則的電磁波。

極化變換器的作用就是將線極化波變?yōu)閳A極化波或?qū)A極化波變?yōu)榫€極化波，也稱為移相器。對圓極化波而言，前饋天線和后饋天線是有區(qū)別的，該類型波每經(jīng)反射一次，極化方向要反轉(zhuǎn)一次，而前饋天線和后饋天線的反射次數(shù)是不同的，至于線極化波，反射是不會改變其方向的。

有了這些知識，就可以將天線的極化變換器調(diào)至所需的狀態(tài)。目前我國的衛(wèi)星信號多使用線極化波，接收這些信號只需轉(zhuǎn)動圓矩變換波導(dǎo)和高頻頭的方向即可，無需使用極化變換器。

天線方位角及仰角的調(diào)整

如何調(diào)整天線的仰角及方位角這一問題對許多人來說卻是一件難事。這里介紹兩種行之有效的方法：相對值法與值法。

1、相對值法：此法是先計算出接收當(dāng)前衛(wèi)星與接收預(yù)收衛(wèi)星時天線仰角與方位角的差值，然后對天線進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。舉例來說，在武漢市調(diào)整原接收中星五號(115.5°E)的天線至接收亞太1A號(134°E)，天線的方位角及仰角分別為：

中星五號 AZ=177.6°；EL=54.3°

亞太1A號 AZ=144.9°；EL=48.3°

顯然方位角應(yīng)減少即向東轉(zhuǎn)177.6°-144.9°=32. 7°，仰角應(yīng)下調(diào)54.3°-48.3°=6.0°

由于在調(diào)整中是取相對值進(jìn)行的，測量位置本身的偏差在計算中已經(jīng)被消除了，因此對羅盤的測量位置要求不高，只要保持測量位置不變即可。此法較適合于天線換星操作和偏饋天線。

2、值法：此法只需計算出天線終仰角及方位角，而無需考慮當(dāng)前狀態(tài)。以羅盤讀數(shù)作參考也能較快將天線調(diào)至所需位置，但在使用羅盤時一定要嚴(yán)格選擇測量位置，盡量減小由于測量位置選擇不當(dāng)引起的誤差。

這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)具體情況選擇使用或結(jié)合使用。

天線仰角及方位角的調(diào)整對于接收C波段模擬電視信號或許不算太困難，但對于接收數(shù)字電視信號特別是Ku波段電視信號就沒有那么簡單。筆者建議務(wù)必按以下步驟進(jìn)行，除非條件不具備。

1）、首先接收該衛(wèi)星上C波段模擬電視信號，以求將天線大致對準(zhǔn)衛(wèi)星，在多數(shù)情況下這一條件都能得到滿足。

2）、其次接收C波段數(shù)字電視信號或者改換Ku波段高頻頭接收該波段模擬電視信號，這一條件不一定能滿足。

3）、后接收Ku波段數(shù)字電視信號。有些Ku波段天線不能換C波段高頻頭，但也應(yīng)盡可能從第二步做起 [2]  。

微調(diào)

經(jīng)過以上幾個步驟，大多數(shù)情況下是能收到衛(wèi)星信號的，但接收效果不一定理想，為此必須進(jìn)行微調(diào)。

1、仰角、方位角的微調(diào)：反復(fù)微調(diào)仰角及方位角，注意監(jiān)視器上圖像、伴音的變化情況，直到圖像、伴音信號達(dá)到狀態(tài)。在微調(diào)期間，一定要注意分清天線的主瓣和旁瓣，以主瓣接收信號，收視效果明顯要優(yōu)于旁瓣。

2、饋源及極化的調(diào)整：完成仰角及方位角的微調(diào)后應(yīng)將其稍微固定，然后適當(dāng)移動饋源的位置，調(diào)整焦距。同時由于我國衛(wèi)星廣播采用線極化方式傳送，因此務(wù)必對極化進(jìn)行細(xì)心的調(diào)整。終的目標(biāo)是使模擬接收機(jī)的輸入信號電平強(qiáng)，數(shù)字接收機(jī)的誤碼率低，以保證監(jiān)視器上信號。

3、調(diào)試完畢后，整個衛(wèi)星接收系統(tǒng)已處于工作狀態(tài)，可將饋源、極化器、仰角和方位角等固定好 [3]  。

記錄

對天線的各種狀態(tài)、參數(shù)、接收信號情況等做好詳細(xì)記錄并不復(fù)雜，但對今后的工作大有好處。

至此，衛(wèi)星接收天線的調(diào)整工作才算全部完成了。

測算高度

同步衛(wèi)星是指與地球相對靜止的衛(wèi)星，這種衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，做勻速圓周運(yùn)動的圓心就是地心。因此，它的軌道平面必須與赤道平面重合，并且它必須位于赤道上空一定的高度上。下面我們計算同步衛(wèi)星離地面的高度。

已知地球的質(zhì)量M=5.98*10^24 kg，半徑R=6.37*10^6 m ，自轉(zhuǎn)周期T=24h。G=6.67*10^-11 N·m^2/kg^2 。設(shè)同步衛(wèi)星離地面的高度為h ，質(zhì)量為m 。則由向心力公式可得： GMm/(R+h)^2=m(2π/T)^2 *(R+h)。 化簡后可得 h=3√(GMT*2 /4π^2)-R。將以上數(shù)值代入可解得 h=3.6*10^7 m。

注意問題

編輯

同步衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，相對于地球靜止不動，有關(guān)同步衛(wèi)星的知識在高考中多次出現(xiàn)，成為考查的熱點(diǎn)之一。很多學(xué)生對它的理解較為模糊，為了使學(xué)生加深理解,在教學(xué)中要向?qū)W生講清以下問題 [4]  ：

1 同步衛(wèi)星軌道為什么是圓而不是橢圓

地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)是它繞地軸運(yùn)轉(zhuǎn)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，靜止在赤道上空某處相對于地球不動的衛(wèi)星，這一特點(diǎn)決定了它的軌道只能是圓。因為如果它的軌道是橢圓，則地球應(yīng)處于橢圓的一個焦點(diǎn)上，衛(wèi)星在繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中就必然會出現(xiàn)近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，當(dāng)衛(wèi)星向近地點(diǎn)運(yùn)行時，衛(wèi)星的軌道半徑將減小，地球?qū)λ娜f有引力就變大。衛(wèi)星的角速度也變大;反之，當(dāng)衛(wèi)星向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時，衛(wèi)星的軌道半徑將變大,地球?qū)λ娜f有引力就減小，衛(wèi)星的角速度也減小，這與同步衛(wèi)星的角速度恒定不變相矛盾。所以同步衛(wèi)星軌道不是橢圓,而只能是圓。

2 為什么同步衛(wèi)星的軌道與地球赤道共面

由于該衛(wèi)星繞地軸做圓周運(yùn)動所需的向心力只能由萬有引力的一個分力提供，而萬有引力的另一個分力就會使該衛(wèi)星離開B點(diǎn)向赤道運(yùn)動，除非另有一個力恰好與F2平衡，,所以衛(wèi)星若發(fā)射在赤道平面的上方(或下方)某處，則衛(wèi)星在繞地軸做圓周運(yùn)動的同時，也向赤道平面運(yùn)動,它的運(yùn)動就不會穩(wěn)定，從而使衛(wèi)星不能與地球同步，所以要使衛(wèi)星與地球同步運(yùn)行,必須要求衛(wèi)星的軌道與地球赤道共面。

如果將衛(wèi)星發(fā)射到赤道上空的A點(diǎn)，則地球?qū)λ娜f有引力F全部用來提供衛(wèi)星繞地軸做圓周運(yùn)動所需要的向心力，此時衛(wèi)星在該軌道上就能夠以與地球相同的角速度繞地軸旋轉(zhuǎn)，此時該衛(wèi)星才能夠“停留”在赤道上空的某點(diǎn)，實現(xiàn)與地球的自轉(zhuǎn)同步,衛(wèi)星就處于一種相對靜止?fàn)顟B(tài)中。

3 為什么所有同步衛(wèi)星的高度都是一樣的

在赤道上空的同步衛(wèi)星,它受到的唯的力——萬有引力提供衛(wèi)星繞地軸運(yùn)轉(zhuǎn)所需的向心力.當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑r(或離地面的高度h)取某一定值時,衛(wèi)星繞地軸運(yùn)轉(zhuǎn)就可以與地球自轉(zhuǎn)同步,兩者的周期均為T=24h.

設(shè)地球質(zhì)量為M,地球半徑為R0,衛(wèi)星質(zhì)量為m,離地面的高度為h,則有

得

將R0=6400km,G=6.67×10-11N·m2/kg2,M=6.0×1024kg,T=24h=86400s代入上式得h=3.6×10^4km，即同步衛(wèi)星距離地面的高度相同(均為h=3.6×10^4km)，必然定位于赤道上空的同一個大圓上.赤道上空的這一位置被科學(xué)家們喻為“黃金圈”,是各國在太空主要爭奪的領(lǐng)域之一。