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DVB-S 卫星林火监测系统结构及其相关参数的计算闫厚 1 张莫生 2 (1 国家林业局森林防火预警监测信息中心,北京 100714 ; 2 北京华云星地通卫星应用系统工程技术有限责任公司,北京 100081 ) 摘要 2005 年,为解决林火监测数据源问题,在国家林业局和西南、西北、东北林火监测分中心陆续安装了 DVB-S 卫星林火监测系统。本文结合几年来的工作经验, 介绍了该系统的结构和相关参数的计算,为系统的安装和维护维修提供参考。关键词 DVB-S 卫星林火监测天线目前在国家林业局和西南、西北、东北林火监测分中心都安装有 DVB-S 卫星林火监测系统, 该系统是基于国家卫星气象中心的遥感卫星数据接收业务运行系统, 将遥感卫星北京地面站、广州地面站和乌鲁木齐地面站接收的气象卫星数据, 采用 DVB-S 卫星数据广播方式通过亚洲四号通信卫星转发给用户。 DVB-S 卫星林火监测系统的建成, 为卫星林火监测工作提供了较为稳定的数据服务,在森林防火工作中发挥了重要作用。在近几年的应用实践中, 系统先后出现了各种故障。在解决这些问题的过程中, 由于专业知识的欠缺,业务人员不能准确地进行故障判断,更谈不上对系统进行维护维修和调试, 给卫星林火监测工作带来一定影响。因此, 深入了解 DVB-S 卫星林火监测系统结构和相关参数的计算,有利于更好地发挥系统效益,提高林火监测技术人员的业务能力和技术水平,为系统的稳定运行提供更加可靠的技术保障。 1 DVB-S 系统结构 DVB-S 系统为单收站系统,天线系统无需伺服控制,因此结构十分简单。如图 1 所示, 系统可分为室外单元和室内单元两部分,室外单元由抛物面天线、低噪声放大器( LNB )、馈线三部分组成,室内单元由进机卡、计算机和相关软件组成。图1 DVB -S系统结构和信号流程图 抛物面天线抛物面天线的作用是将来自卫星的电磁波能量反射会聚于焦点馈源上, 如图 2 所示,天线由反射面、馈源和支架三部分组成。 2 支架用于支撑和固定天线反射面,并能够对天线仰角和方位角进行调整。天线反射面是由抛物线绕它的轴线旋转而成的, 因此也称旋转抛物面天线。在反射面边缘安装有数根用于支撑馈源的支架。馈源安装在抛物面天线焦点处, 用于收集卫星信号, 并将汇聚的信号能量传递给高频头。旋转抛物面天线具有一个非常重要的特性,即平行于天线轴线的电磁波经抛物面反射后会聚于焦点上, 反之亦然。位于地球上空 3万6 千公里的通信卫星转发到地面某一点的电磁波可视作平行射线( 平面波), 当抛物面天线对准卫星,即旋转抛物面的轴线与电磁波射来方向一致时, 经抛物面反射后的所有电磁波会聚于焦点上。因此, 要准确、有效地接收到卫星信号, 馈源的喇叭口必须安装在天线焦点上。图2抛物面天线示意图图 3高频头( LNB ) 高频头高频头即低噪声降频放大器 LNB(low noise block downconverter) 。 LNB 可分为 C频 LNB(-) 和 Ku 频 LNB(-) , 其作用是先将卫星高频信号放大后再利用本地振荡电路将高频信号转换至中频 950MHz-2 1 50MHz , 以利于同轴电缆的传输及卫星接收卡的解调处理。由于天线接收到的卫星下行微波信号非常微弱,