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l        為何小型衛星碟形天線多為偏焦設計　　(范新鑫 2005.4)  

這裏首先對小型衛星碟形天線做個定義. 以Ku頻段衛星下傳信號到地表之有效等回歸線發射功率EIRP (effective isotropic radiated power)強度為例. 通常達到43dBW以上, 建議可使用(直徑, 水平軸)90cm大小的碟形天線來接收. 更何況, 多數衛星電視發達的國家或地區, 其有效等回歸線發射功率EIRP都上達50dBW以上, 甚至高出61dBW, 接收信號就變得相對容易且強壯, 建議可使用60cm, 甚至35cm大小的碟形天線接收即可.

偏焦型態的碟形天線橢圓設計, 其有效的對映聚焦面積應為:

A =π(a/2 * b/2)           | A: 橢圓面積,  a: 橢圓之長軸,  b: 橢圓之短軸.

搭配一個標準L型Ku頻集波器及小夾具, 大概佔掉60 cm² 對映面積. 連帶集波器支撐桿又大概佔掉70~150 cm².

又, 圓面積＝πr² , 直徑90cm的圓, 面積為6361.74 cm² . 下列列表為一集波器, 支撐桿及夾具與各級正焦碟形天線所佔掉面積的百分比. 如此可以明白表示出, 該集波器等之電波阻擋對整個接收信號的影響程度.

一Ku band集波器, 支撐桿及夾具與各級正焦碟形天線所佔掉面積的百分比

列表中2.99% ~ 13.51%的損耗影響到底有多大呢? 在日常生活中, 就電子儀表而言, 誤差在1%以內就可算是精準的. 但在化學, 生物領域, 通常已經計較到一百萬分之一(ppm)的程度. 譬如垃圾堆肥中有害成分必須在某一微量以下, 如砷 < 50 ppm, 汞 < 2 ppm, 鎘 < 5 ppm, …等. 在天文領域, 則更是錙銖必較, 常有差之毫釐, 失之千里的情況發生. 由上列表得知, 對越是小型的碟形天線, 其集波器, 支撐桿及夾具所佔據的對映面積比重就越大, 對衛星收訊影響就越大. 因此, 若是小型碟形天線的設計改成偏焦型態, 模具生產和成本也沒問題的話, 那麼, 就上列表中原來2.99% ~ 13.51%的損耗就變不見了.

另外, 碟形天線偏焦設計, 因為仰角與盤面有一個補償角度, 致使整個盤面仰角, 會比實際的電波接收仰角大概小25° ~ 35°, 依橢圓之長軸和盤面深淺程度F/D Ratio而定, 如此可以避免碟盤積水或減少積雪現象.

偏焦碟形天線架設縱深空間需求較小, 較方便壁掛作業. 正因為是橢圓偏焦設計, 所以, 在碟盤架設安裝時, 基座腳架之垂直軸桿必須盡量保持垂直, 以便接收之碟面與碟面之長軸保持垂直一直線, 發揮碟盤最大之收訊聚焦效果.

至於大型的碟形天線裏集波器, 支撐桿及夾具與一正焦碟形天線所佔掉面積的百分比已遠低於對小型碟形天線的影響. 而且大型偏焦碟形天線模具製作和生產成本, 都較大型正焦碟形天線來得困難複雜和高出. 再說, 大型碟形天線由於架設安全的考量, 不適於壁掛作業, 因此大型碟形天線比較沒有偏焦設計的顧慮.

[參考文獻 / 資料出處]:  

　　1.   SatcoDX全球衛星數據控制中心(SatcoDX Satellite Control Center) 2005年的登錄統計.  

　　2. “有機堆肥製造與應用”, 行政院農業委員會花蓮區農業改良場花蓮區農業專訊, 倪禮豐.

http://www.starchina.com.tw/subpage/report/reportsub/2005.4.htm