卫星接收天线的主要电气性能

卫星接收天线性能的优劣直接影响着接收系统的性能。卫星接收天线的主要电气性能包括：方向性、效率、增益、噪声温度、输入阻抗、辐射阻抗、频带宽度及天线的风荷等。

（1）天线的方向性。天线的方向性是描述天线在不同方向的不同特性。对于接收天线，它对来自空间不同方向、强度相同的电磁波相对接收的能力不同。不同形式的天线，其方向性也不相同。天线的方向性可用方向性图、方向系数或波瓣宽度（辐射宽度）来表示。由于天线在水平面和垂直面的方向性不同，因此，表示一副天线的方向性，必须有水平面和垂直面两个方向图。

（2）天线的效率。无论是发射天线还是接收天线，都程度不同地存在着天线损耗。把天线的辐射功率 P∑与输入功率 PI之比称为天线的效率。用η表示：η= P∑/PI。天线的效率越高，说明天线本身的损耗越小。
（3）天线的增益。天线的增益与放大器的增益不同，它不是把输入信号放大，而是描述定向天线辐射或接收电磁波的能力比标准天线强的程度。定向天线的增益定义：在电磁波场强相等的条件下，定向天线在最大接收方向（即主瓣最大值方向）向匹配负载输出的有用电视信号功率与放在该处的无损耗全向天线（标准天线）向匹配负载输出的有用电视信号功率之比，或两者电平之差。常用符号 G 来表示，定向天线的增益越大，它的方向性式中η———天线效率；
D———天线直径，单位为 m；

λ———工作波长，单位为 m。
可见，天线的增益与效率成正比，提高天线效率的措施是天线面和馈源的加工精度。增益与天线的直径的平方成正比，增加天线直径可以增加天线的增益。但是，天线直径的增加是以提高造价为前提的，应综合考虑。同一个天线，使用的频率越高其增益就越大，这就是 Ku波段天线尺寸可以减小的主要原因。
（4）天线的噪声温度。天线的噪声可分为内部噪声和外部噪声，内部噪声指由反射面和馈源损耗引起的噪声，噪声的降低主要靠设计生产和安装调试中提高精度来实现。外部噪声指天线所处环境中进入天线的噪声。通常有大气层和天体所产生的噪声、地面的热辐射噪声等，这些噪声进入天线，提高了天线的等效噪声温度。在实际工程设计中，地面站的选址必须注意避开粗糙干燥地面，天线设计和选购中应注意，减小旁瓣，特别是尾瓣。

（5）天线的风荷。天线的风荷是指天线可以承受风的力量。它与风速、风向、天线口径、天线类型有关。对天线风荷的要求是在较大风中，天线能保证其指向不变，可以使卫星接收系统正常工作。

（6）输入阻抗。天线的输入阻抗定义为天线两馈电点（即天线输入端）的高频电压与高频电流之比。不同天线的输入阻抗一般是不同的。一般来说，输入阻抗是由电阻和电抗组成的复阻抗。由于电抗中会储存一部分能量，使天线输出的电视信号功率减少。但当天线处于谐振状态时，输入阻抗为纯电阻。这就是电视接收天线（八木天线）的尺寸与接收电视频道有关的原因。八木天线中的有源振子，一般采用折合半波振子，振子的上下两导体长度为λ/2时，折合振子的输入阻抗是纯电阻。在设计、制作电视接收天线时，天线振子的长度比半波长要短，约为 0.48λ。用馈线连接天线时，要选用馈线的特性阻抗与天线的输入阻抗相同，也称匹配，才能有效地传输天线上接收到的信号能量。

（7）频带宽度。天线的频带宽度是指天线的增益、方向性系数、输入阻抗等电气特性满足规定要求时，向馈线输送的功率为中心频率处输出功率的 1/2时所对应的两个频率之差。也称为天 线的通频带。

（8）电压驻波比。当天线与馈线不匹配时，从接收天线向馈线传输能量中就有一部分被反射，在天线中形成驻波，这个驻波的最大电压与最小电压之比称为天线的电压驻波比，它决定于天线的输入阻抗与电缆特性阻抗的匹配程度。当天线输入阻抗严格等于电缆特性阻抗时，实现完全匹配，驻波比为 1，从天线向电缆传输的信号能量最大。电压驻波比越大，阻抗越不匹配，天线向电缆传输的效率越低。天线的电压驻波比不仅同天线本身的性质有关，也同使用的电缆和阻抗匹配器的性质有关。天线系统匹配越好，电压驻波比越接近 1。