旋转器电台栏功能和数据解析

5.2　旋转器/电台栏功能和数据解析

业余卫星发送的信号功率小，通信距离远。为了取得最高信号增益，就必须使地面站天线的接收方向始终对准飞行中的卫星，实现准确追踪。主选单上的“旋转器/电台”栏就提供了地面站操作员在追踪卫星与通信频率计算时的便利。

点击打开“旋转器/电台”栏，最重要的卫星轨道即时数据全部出现在地图下方的灰色框中。（见图5－5）

其中最左侧的方位角是地面站水平转向器相对地球地理北极的偏转角度，在追踪卫星时，这个角度总是在不断变换之中。方位角是以正北方向顺时针进行计算，可简写为“AZM”。而仰角则是和地面水平线的夹角，简写为“ELV”。如果仰角出现负数，则说明此时卫星在地平线以下，自然不可能进行通信。

如地面天线转向系统采用手动跟踪，就要根据以上两个重要数据的变化，及时跟进调整。但在一般情况下，由于定向天线接收和发射的方向并不是一条直线而是一个扇面，因此小数点以后的数字可以忽略。如方位角104.1度，仰角14.6度（图5－5），操作员可设定天线指向的方位角100至110度，仰角15度。

图5－5　旋转器/电台栏界面

笔者通过多次卫星通信实验验证：十单元以上的八木天线四列阵的转向器角度与测算的数据相差5～10度时，收发信号变化不太大。因此，在实际操作过程中也不需要非常频繁地调整转向器。在“希望一号”卫星通信过程中，如采用手动转向，一般只要15至20秒左右稍稍调整一下转向器方向就可以了。

在野外卫星通信实验中，一般不具备使用固定地面站双向自控精确的电传动天线转向器的条件，主要依靠操作者经验，手动完成卫星方位角的调整。为了能更精确方便地进行跟踪，建议可使用“大雷达”图方式（详见本章节）。

紧跟在“方位角”框之后的“上传，下传”“接收/多普勒，传送/多普勒”，它们是在通信过程中的关键数据。不同于地面无线电通信，通信双方可以在选定的通信频率点上完成QSO，在通联过程中不需要变化频率——因为通信双方之间的相对速度变化很小或不变。但在空间非同步卫星通信过程中，相对于地面站而言，卫星在高速飞行中。无线电波接收或发射时会因此产生比较明显的“多普勒效应”，造成通信频率发生变化。虽然变化一般不太大，但当通信双方都使用窄频“SSB”或“CW”方式通信时，影响就相当明显。而使用宽频的“FM”调频通信方式时影响会比较小。通过实验发现：当“希望一号”卫星高速掠过地面站上空，由多普勒效应产生的接收频率的变化几乎达到3至5秒要调整1 KHz。特别是卫星刚从地平线升起或在下降过程中接近地平线时，相对地面站以近7.9千米/秒及以上的速度飞行时，它的实际通信频率会比理论上的测算还要高或低一些，因此地面站需要及时提高或降低接收频率并及时跟进调整才能保持通信。

由于卫星接近地面站时的不同角度会造成相对速度每次都会有一些差别，因此每次起始频率点都会有一些小差别，在卫星遥测和通信过程中逐步熟悉掌握这个频点的变化规律非常重要。在Orbitron的“旋转器/电台”栏能提供了一些便利，操作者在窗口预设定理论的“上传”“下传”频率后，就可以根据“接收/多普勒，传送/多普勒”窗口显示的数据为参考，对收发信机接收或发射频点进行调整。

本窗口选项中的“下载模式”与“上传模式”，电台操作员可根据实际通信采用的方式进行选择，不过你会发现：不同的模式被选后似乎频率没有任何变化。但经过几次仔细观察后你就会察觉：不同的模式会造成频率计算更新的速率有所改变。

另外，如果地面站采用了计算机控制自动转向系统，就可以选择安装相应的驱动程序来实现自动跟踪。由于各型天线自动转向器要求使用的驱动程序、数据线连接方式差别较大，需根据说明书进行安装调试，在本节中就不再详述。