卫星天线

背景

碟形卫星天线是一种抛物面电视天线，它接收来自环绕地球轨道上的通信卫星的信号。它的唯一功能是为电视观众提供更广泛的频道。

第一颗通信卫星——Echo I ——由美国于 1960 年推出，传输电话信号。 1961年接力 开始传输电视信号，并于同年 Syncom 确立了自己作为第一颗能够连续向地球表面特定部分传输信号的地球同步卫星。

通信卫星技术的快速进步并没有与卫星天线使用和技术的进步同步。电视广播开始于只能服务于有限区域的单个电台。如果电视网络希望提供全国性的服务，就必须为其附属电台提供节目录制。卫星电视直到 1970 年代才广泛使用，当时配备卫星天线的有线电视台接收信号，然后通过同轴电缆发送给订户。到 1976 年，有线电视公司拥有 130 个卫星天线，到 1980 年，每个有线电视台都至少拥有一个卫星天线。

大约在那个时候，个人碟形卫星地球站的售价约为每台 35,000 美元。泰勒霍华德是斯坦福大学的一名雇员，他深谙卫星作为数据中继器的用途，他设计了第一颗供个人使用的卫星天线。霍华德的碟子于 1976 年 9 月 14 日投入使用，由铝网制成，宽约 16 英尺（5 米）。到 1980 年，已经购买了 5,000 个卫星天线供家庭使用。仅在 1984 年就安装了 500,000 个。最近的报告指出，全球有 370 万家庭卫星天线拥有者，而且这个数字还会继续增长。

1970 年代典型的商用卫星天线由重型玻璃纤维制成，而该天线本身的最小尺寸直径约为 10 英尺（3 米）。从那时起，卫星天线设计转向了重量轻的铝网天线（类似于霍华德的自制天线），其中一些价格便宜且体积小（典型的直径为三英尺或一米），有许多部分（花瓣) 可以很容易地组装。英国、日本和德国在直播电视方面处于领先地位，直接向观众的碟子发送信号，但美国尚未这样做。这种趋势将产生更小、更实惠的卫星天线和受监管的卫星节目。

原材料

基本的卫星天线由以下材料组成：

• 一种由玻璃纤维或金属（通常是铝）制成的抛物面反射器，中间有一个突出的钢馈源喇叭和放大器。
• 一种钢制执行器，使碟形天线能够接收来自多个卫星的信号。
• 金属（通常是铝）护罩，高约 6 至 18 英寸（15 至 45 厘米）。它垂直安装在盘的圆周上，以减少侧面干扰。 玻璃纤维餐具的制造包括首先制备一种含有树脂和碳酸钙的复合糊状物，然后将其倒在聚乙烯上里面嵌有玻璃纤维碎片的薄膜。然后将材料压制成形状。相比之下，铝盘用冲模穿孔并成型。
• 电缆，很可能由乙烯基管和铜线制成。

制造
过程

• 1 为了使玻璃纤维适用于餐具制造，将包含反射金属材料和紫外线散射成分的片状模塑料混合物与树脂、碳酸钙和催化剂固化混合。这种混合物形成一种糊状物，倒在一块聚乙烯薄膜上，其中加入了切碎的玻璃纤维。结果是一层由复合糊、玻璃纤维和聚乙烯薄膜分层的片材。
• 2 然后将此片材在 89 华氏度（30 摄氏度）下加压使其成熟。要将板材成型为所需的抛物线形状，需要在高压（1,400-2,200 公吨）下加压。然后对盘子进行修剪、冷却和涂漆。 油漆后 晾干后，这道菜被装在坚固的盒子里装运。
• 3 对于金属餐具，常用的金属是铝。这种菜可以 虽然目前一些家用卫星天线非常小——直径只有 3 英尺左右——制造商甚至已经开始推出直径只有 18 英寸的小盘子，可以放在窗台或门廊上。组装成称为花瓣的部分，或一次全部组装。用冲模在铝板上打孔，形成小孔。这些孔的大小取决于制造商的偏好。较大的孔意味着更大的信号损失，因此选择相当小的孔。选择孔尺寸的另一个因素是广播卫星的功率。更新、更强大的卫星需要的孔尺寸大约是旧的、功能较弱的卫星所需的一半。然后将新穿孔的铝板加热，在模具上拉伸，冷却并修整。然后使用静电荷施加用于保护的油漆粉末涂层，其中油漆被赋予与板相反的电荷。然后加热盘子或花瓣以熔化粉末并密封油漆。花瓣通常在工厂用肋条密封在一起。
• 4 个网状花瓣由挤压成型的铝制成，并被压制成适当形状的模具。它们通常通过将它们滑入连接到轮毂的铝肋然后用金属销固定来在现场连接在一起。

安装

• 5 所有菜式完成后，将在工厂安装必要的设备（馈源喇叭、放大器等）。当碟子在当地经销商处安装好后，它会用敞篷拖车运送到现场。卫星天线可由专业人员或购买者安装，必要时可在零售商的协助下进行安装。选择的方法取决于盘子的大小和购买者的机械专业知识。
• 6 选择一个距离房屋不超过 246 英尺（75 米）且没有障碍物的安装地点。选址还取决于当地建筑规范以及附近无线电和电视塔微波干扰的可能性。选定站点后，必须首先安装基座。大多数卫星天线的底座由混凝土组成 延伸到霜线以下的基础。粘质土壤非常好，而沙质或岩石土壤需要更多的混凝土。然后将填充有混凝土的基管放入混凝土基础中。

  一些卫星天线需要平板安装，这种方法被认为比典型的底座结构更稳定。在某些情况下，安装平板安装是必要的，因为选择放置卫星天线的地点不稳定。平板通常为 1.6 英尺（0.5 米）见方和 3.2 英尺（1 米）深。将土壤开挖至适当深度并浇筑混凝土。然后将三角形钢安装夹具嵌入混凝土中。

• 7 接下来，将基座连接到基管或三角形钢安装固定装置上。然后将升降臂连接到基座上。

对齐

• 8 安装的卫星天线必须对准以指向卫星。碟形天线最终所处的角度将根据选择的卫星和碟形天线所在的纬度而有所不同。同轴电缆将卫星连接到位于电视附近房屋内的接收器。必须为这些电缆挖一条沟渠，在埋入之前将它们放入管道中。

质量控制

供消费者使用的卫星天线通常不需要经过设定标准的严格测试，但通常会满足一些参数。例如，为了正确接收微波，碟子的表面应尽可能光滑，其抛物线形状应准确。它也必须至少部分由金属组成，否则微波不会反射。如果盘子是网状或穿孔铝，则孔必须相对较小以最大程度地减少损失。盘子大小很重要；它应该与纬度相匹配。支架应该坚固，并且碟子正确对齐以获得最大的接收效果。

构件和接头经过测试，并与美国钢结构协会或美国铝业协会方法规则（以适用者为准）进行比较。卫星天线应该能够承受强风、雪、冰、雨和极端温度。

碟子安装好后，业主一般每年负责清洁两次，必要时多做一次，每年对所有螺栓进行一次拧紧和润滑，并修剪周围的杂草和树木。在极少数情况下，业主必须调整对齐以纠正接收不良。

未来

卫星天线将在未来几年变得无处不在。更多的通信卫星肯定会发射，个人碟形卫星拥有量的爆炸式增长将继续。在不久的将来，影响家用卫星碟形天线的一个因素是切换到更强大的卫星，这些卫星将在 K 频段 (12 GHz) 传输信号。由于目前大多数卫星天线接收 C 频段（3.7 至 4.2 GHz）的信号，C 频段卫星天线的所有者必须将它们转换为 K 频段。研究人员和设计师正在考虑甚至可以放置在屋顶或窗外的更小的天线，并且仍然可以像今天更大的卫星天线一样发挥作用。

一些专家认为卫星电视的发展是一场革命，它不太关心旧情景喜剧的清晰图像，而是关心普遍拥有碟形天线将促进双向通信的可能性。卫星电视将用于支付账单、购物和参加游戏节目。它还可以用于远距离通信，或许可以与横跨大陆的某个人玩互动视频游戏。一些有远见的人将革命视为像城镇会议那样一对一交流的回归。无论如何，几乎可以肯定的是，卫星电视将在未来几年继续激增。

制造商将继续制造更小、成本更低的卫星天线。例如，最近，18 英寸（45.7 厘米）直径的碟子已被引入日本、欧洲和美国的市场。这些盘子小到可以放在窗台或门廊栏杆上。制造商还致力于生产用于卫星信号接收的平板碟形天线。