廣州的司機都知道，在廣河高速路上，如果前方出現十幾座天線陣列，就說明你已經到了廣州天麓湖附近了。

　　這些天線是廣州氣象衛星地面站的衛星接收天線群，正是這些天線接收到的衛星數據，幫助我們監測地球表面及大氣的一切狀況，特別是監測世界各地的氣象災害，并提示科技人員及時發出災害預警，保護人類生命及財產安全。

衛星接收天線群丨吳硯威

　　上面看到的照片中共有幾座天線？答案不是6座，而是12座。那些大“帽子”里面，裝的也是和外面的天線群看起來一模一樣的大鍋“天線”。

　“藏起來”的天線丨吳硯威

　　加裝了迷彩“天線罩”的兩部大天線是接收我國風云三號信息的直徑12米天線，其他白色和迷彩色“帽子”里面，裝著接收美國NOAA、EOS等衛星信息的直徑4.2米的天線。

　　在我國其他幾個氣象衛星地面接收站里，我們也能看到各種衛星接收天線，它們和廣州的天線一樣，也有戴帽和不戴帽的區別。

　　為什么有的天線戴“帽子”有的不戴？這得從天線本身的分類說起。

　　帽里帽外，兩類天線

　　“帽子”學名叫“天線罩”，材料是玻璃鋼，在電氣性能上具有良好的電磁波穿透特性，機械性能上能經受外部惡劣環境的侵擾，罩子里還配套安裝著可以有效控制溫、濕度的空調設備。

　　戴帽子的里面裝的是極軌衛星接收天線，沒戴帽子那些是靜止衛星接收天線，對應的衛星不同，決定了兩種天線的用途也是不一樣的。

　　極軌衛星是太陽同步軌道衛星，在運行的任何一個時間點上，衛星表面都有接近相同的太陽照明角度，這使得衛星所經過地點的地方時基本相同，保證了衛星遙感探測資料具有長期可比性。

　　但極軌衛星會每天不停歇地沿著南北兩極穿梭在地球上的每個角落，地面的天線為了追蹤它接收信號就必須跟著衛星轉。

　　而靜止衛星是地球同步軌道衛星，可以觀測地球表面三分之一的固定區域，其運行速度與地球自轉速度相同，地面上的天線保持不動就可源源不斷接收衛星的信號。

　　為什么要給極軌衛星天線戴“帽子”？

　　保護天線

　　極軌天線在衛星進入接收范圍時要迅速捕捉到來自衛星的信號并啟動跟蹤程序接收數據，直至衛星離開。長年累月不斷的“跟蹤運動”，很容易給它造成機械磨損、老化加快、故障增多的病。

　　考慮它受驅動功率、機械結構重量、風向風速、慣性影響較大，戴上“帽子”可以有效減小轉動天線的驅動功率、減輕機械結構重量、消除風特別是臺風等重大風害負荷和風力矩、減小慣量，從而有效減輕極軌天線的運動磨損、腐蝕和老化，延長自身使用壽命。

　　相比之下，靜止天線始終對著衛星，基本沒有機械運動摩擦，故障率會較低，考慮到這點，就沒有給靜止衛星戴上“帽子”。

　　靜止天線衛星丨吳硯威

　　給天線戴“帽子”的其他好處

　　除了前面提到的機械運動原因，給極軌天線戴“帽子”還可以保護天線設備免受自然因素的侵襲，例如鹽霧、酸雨、臺風、暴風雨、冰雪、沙塵以及太陽輻射等，如果直接暴露在外，時間長了會使天線指向誤差增大、壽命縮短、工作可靠性降低。

　　同時發生故障時，維護人員可不受外界環境影響開展維護搶修，提高設備的完好率和使用率，“帽子”里的空調設備也可以有效解決天線高速運動產生的高溫和各種負荷過大問題。

“帽子”里的極軌衛星天線丨吳硯威

　　天線戴“帽子”，靈敏度會受影響嗎？

　　不給靜止衛星戴“帽子”，有沒有可能是因為“帽子”畢竟是罩住天線的障礙物，會在一定程度上影響天線的性能呢？

　　理論上不會。

　　天線罩在設計制造和生產的時候，其構件尺寸、罩壁厚度、材料選擇、結構細節等都會被嚴格考慮。

　　首先“帽子”厚度必須按工作波長設計以減少反射，還要能承受各種負荷不變形；

　　其次“帽子”的材料要非常“講究”，透過率好的玻璃纖維為主材是好選擇；

　　第三為了便于制造、安裝和運輸，會把大型剛性天線罩做成足球般的分塊式，球狀連接處必須通過電氣性能試驗和結構性能試驗。

　　施工中的天線罩丨吳硯威

　　另外，戴到衛星天線頭上的“帽子”都經過嚴格的出廠檢驗，頂頂是天線的保護神，不會降低數據接收的靈敏度。 

　　有“帽子”加持，接收更穩定、更高效

　　接收氣象衛星信息30多年以來，作為整個衛星地面系統的前鋒，我國的接收天線基本保持了穩定、可靠的運行狀態，最近十多年來，在“帽子”的不斷加持下，更是保持了更高的衛星接收設備的完好率和接收衛星數據的成功率。

　　這些衛星數據被廣泛應用于氣象、環境、減災、城市規劃、空間科學研究等眾多行業，真正發揮了國家重大科技基礎設施的作用，為科學發展做出了突出的貢獻。

　　美國NOAA、EOS、歐洲METSET、日本葵花、中國風云、甚至科學實驗“天琴一號”等廣為人知的衛星的接收項目均在氣象衛星地面系統的服務名單里。

　　未來，氣象衛星地面系統還將承擔更多的后續衛星數據接收任務，一頂頂“帽子”會繼續為我們的衛星接收天線提供更有力的保護，成為人類更好的地預警臺風、干旱、山火等氣象自然災害的好工具。

　　來源：果殼