业余卫星通信天线（下）

by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, [email protected]

本文原题为《开启业余卫星通信之旅III》发表于《监测时报》

（Brasstown, NC 28902）

        在前面几个章节，我们为大家介绍了业余卫星通信概述、业余卫星通信系统的基本组成等内容。本章将延续前一章节，接续介绍业余卫星通信天线有关内容。后续文章中，我们也将继续讨论业余卫星线性转发器、载人航天，以及更多如何寻找和跟踪业余卫星的技巧。

定向天线

        定向天线最主要的优点是有很好的增益和方向性，能将射频能量集中在一个方向。只要天线指向正确的方向，天线不仅能把信号发射到距离很远的卫星上去，同样也可以帮助我们接收微弱的卫星信号。对接收者来说，通过优化接收设备从而改善对弱信号的接收能力是很有意义的一件事。

        低轨卫星通信中，最常用的定向天线是八木天线。这种定向天线一种端射多单元阵列，由一个偶极子振子（驱动振子），和多个紧密的耦合寄生振子（通常是一个反射器和一个或者多个引向器）组成。反射器在偶极振子的后面，引向器放在偶极振子的前面，平行排列。八木天线可以是线性极化，也可以是圆极化。仅有一行振子的八木天线的线极化（无论是水平极化还是垂直极化）取决于振子的固定方式。当两个八木天线安装在同样的支撑杆上，安放成水平或者垂直极化，用正确的相位差（90°）结合起来，就是圆极化模式。

业余卫星通信天线（上）

by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, [email protected]

本文原题为《开启业余卫星通信之旅III》发表于《监测时报》

（Brasstown, NC 28902）

        通过前面两篇文章的介绍，很多业余无线电爱好者对卫星通信应该已经熟悉了。或许，他们开始尝试“打卡”每一个没有通联的Maidenhead区块坐标或者像短波爱好者一样尝试远距离通信。长时间的卫星通信，爱好者会越来越感到既举着天线，又拿着对讲机的辛苦。因此，建议经常通信的爱好者为自己的地球站搭建一个固定天线阵列，预算有限的初学者可以考虑使用全向天线。

        地球站使用全向天线可以省去天线驱动装置，也可以简化天线旋转器。在卫星迅速过境期间，爱好者就能集中精力去寻找和跟踪下行信号，但不是所有的全向天线都适用于卫星通信，所以本文将侧重介绍如何选择合适的地球站天线。

卫星天线

        在不具备“终极”装备：一个或多个安装在玻璃纤维架上配有方位俯仰角驱动的圆极化八木天线天线阵列的情况下，下文将介绍如何投入更少的成本，建立低轨卫星良好通信。

        大多数架设的方向性天线习惯指向地平线方向，这时卫星距离最远，下行信号最弱。当卫星运行超出天线接收范围时，即使卫星过顶时段也无法通信。

        并且，卫星为保持天线指向地球将持续缓慢偏转，连续的偏转，使其接收和发射天线的极化方式不断变化。这意味着，卫星翻转过境时，如果地球站天线不能匹配卫星极化方式不断变化，即使是大功率的上、下行信号也无法被接收。为了减少这些问题，卫星通信通常使用圆极化天线，便于极化方式切换。使用圆极化天线接收线极化，右旋圆极化 (RHCP)与左旋圆极化(LHCP)接收损耗只有3dB。虽然这个损耗约占上、下行链路信号功率的一半，但是使用线极化天线接收卫星信号的损耗大约有30-40dB。所以，很多相对简单的全向天线也被设计成具有高角度、圆极化的特性。

打蛋器天线

图1  打蛋器天线是一种适合低轨卫星通信的全向天线

业余卫星通信系统的基本组成

by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, [email protected]

本文原题为《开启业余卫星通信之旅II》发表于《监测时报》

（Brasstown, NC 28902）

        欢迎再次来到“开启业余卫星通信之旅”专栏。本人发表系列文章的目的是分享接收和应用不断发展壮大的OSCAR（支持业余无线电的在轨卫星）系列卫星的实操方法，以帮助卫星操作初学者以及准初学者揭开业余卫星通信的神秘面纱。并对当前在轨卫星，以及仍然处于规划或预备发射阶段的卫星信息开展研讨。以下，分享一些需要考虑的细节及技巧，便于成功通信“EZ sats”。

 关于手持天线的补充注意事项

        卫星通信中，天线是地面电台最重要的组成部分。因为绝大部分业余卫星的输出功率不超过1~2W，而AO-51和AO-27的常规输出功率仅0.5W左右，SO-50的输出功率甚至更低。

        这些卫星通过单根1/4波长鞭状天线，或由4根这样的天线组成所谓的“旋转栅极”天线阵来发射信号。波长为2m或70cm的1/4波长鞭状天线在卫星底部以45°角向内或向外倾斜。即使采用天线阵列，实际增益也趋近于0。如果低功率发射不足为惧，试想这些低轨卫星与地球站的通信距离，即便在过顶时段，也至少相距800公里；接近地平面时，距离地球站就有3200公里之多。

        所以，业余卫星通信爱好者需要一个好的接收机和高增益的天线，才能实现可靠的卫星信号接收。大部分对讲机配备的“rubber duck”天线除非处于“理想环境”（指卫星恰好过顶，而且只有少数几个人在同时使用这颗卫星的转发器），否则并不能满足业余卫星的接收或通信。

图1   作者的“手持式卫星地球站”

业余卫星通信概述

by Keith Baker, KB1SF/VA3KSF, [email protected]

本文原题为《开启业余卫星通信之旅：它比你想象中更简单》发表于《监测时报》

（Brasstown, NC 28902）

        兴趣爱好的广泛涉及是业余无线电通信最显著的特点之一。如果你对其中某一类探索失去了兴趣，总会对其他新领域产生尝试的兴趣。六十年转瞬即逝，业余无线电新技术层出不穷，但业余卫星通信始终是最有趣的事。

        刚开始接触业余卫星通信之前（爱好者们通常称业余卫星为“鸟”），了解如何发现和跟踪卫星是很重要的。作者发表系列文章旨在简要介绍跟踪和操作卫星的基本概念、业余无线电爱好者操作卫星通信的方式，并对如何开展业余卫星通信提供指导和帮助。对于初学者，本文将以AO-51业余卫星为例（爱好者们称相对容易跟踪的通信卫星为easier-to-operate卫星，缩写为EZ sats），带您走进最活跃、最精彩、最具挑战的业余卫星通信领域。

图1  被称为“Echo”的AO-51放置在运载火箭前级

地点：拜科努尔发射场。（AMSAT提供）