为什么卫星通信地面站要安装巨大的碟状天线

要是你去参观卫星通信地面站，看到那儿硕大无朋的碟状天线，大概会觉得很惊奇：多么庞大的天线呀！一个直径为30米的碟状天线，表面积可达700多平方米，要是把它平放在地面上，还可以在上面进行一场小型足球比赛呢！

为什么卫星地面站要安装如此巨大的碟状天线呢？

这得从卫星通信的方式说起。卫星通信是由位于赤道上空35770公里的通信卫星和相距成千上万公里的甲、乙两地的卫星通信地面站构成的。通信卫星起了“桥梁”作用。好像接力赛跑，甲站将信号用无线电波发送给卫星，卫星再把信号转发给乙站；同样，从乙站发送的信号，也可以通过卫星转发给甲站。这样，甲乙两地无论相隔得多远，也能通过卫星进行通信。

通信卫星高踞于太空中。从地面站到卫星，无线电信号经过35770公里的“长途跋涉”，损耗非常大。根据计算，从地面站到卫星，或是从卫星到地面站，无线电信号的强度减少到差不多只剩下原有强度的200亿分之一，信号变得极其微弱了。

怎样才能接收到如此微弱的无线电信号呢？可以有两个办法：一是增加发送功率；二是增大天线尺寸。对太空中的卫星来说，它的重量不能太大，从太阳能电池中获取的电能也很有限，所以在卫星上的天线不可能做得很大，卫星的发射功率也不可能很高。可是，对地面站来说，这两种办法都能实现。地面站的天线具有发送和接收的双重功能。增强发送功率，固然可以不必加大天线尺寸，但小尺寸的天线要接收从卫星发送的微弱信号，就会很困难。所以，在卫星地面站，最好的办法是加大天线尺寸。这样既能增强向卫星发射信号的能力，也能増强从卫星接收信号的能力。因此，在卫星地面站，使用的天线大多是直径为30米的巨型碟状天线。

为什么大尺寸的碟状天线能增强发射和接收无线电信号的能力呢？

这是因为碟状天线具有聚光镜的作用。聚光镜能把向四面八方散射的光线聚集成束，射向远方。聚光镜越大，聚集光的作用越强，光线就越集中，照射得也越远。无线电信号像光线一样，也可以聚集成束。天线中用来聚集无线电信号的，是一种用金属或玻璃钢导电网做成的抛物面反射器，这就是你看到的碟状天线。反射器的表面积越大，集束性能越好。通过计算，一个直径为30米的碟状反射器，集束起的无线电信号强度相当于没有集束时的20万倍，这样就可以部分地补偿无线电信号在传播时的损耗，使卫星和地面站之间的通信能够正常进行。

另外，聚集成束的无线电信号，还能更准确地瞄准通信卫星，使无线电信号不致于漫无方向地发散出去，既避免了干扰别的无线电接收设备，也避免电能的浪费。