二、天线工作原理
天线工作原理如图2所示。从图2可以看出，由天线的馈源相心O发出的电磁波，照射到副面中心区域O'点的射线，经副面反射到主面边沿区域的C点，然后再经主面C点反射，发送到天线前方的空间去。射线由副面向主面行走的光程路线中，所有射线均交于F点，即称焦点。由于主、副面都是圆对称的，所以焦点F旋转一周形成焦环故称环焦天线。天线接收的工作原理与发射相同，电磁波的运行路线相反。
伺服跟踪设备的主要用途是驱动天线到所需要的指向、根据天线接收到的电磁波信号进行跟踪，使天线对准卫星，保证通信的连续可靠。它是决定天线性能的最主要的设备。跟踪可分为手动跟踪和自动跟踪，手动跟踪顾名思义是由人工进行跟踪，自动跟踪是由一套计算机系统，根据一定的条件实现的保证天线对准卫星的跟踪方式，主要有步进跟踪、单脉冲跟踪、记忆跟踪，程序跟踪等。事实上，通信卫星在静止轨道上受太阳、月球和地球不规则引力以及阳光辐射压力的影响，如果无任何维持力，就不能稳定地停留在同步轨道的预定点上，这时将有两种运动发生：一种是在预定点附近，以一天为周期进行循环运动（在空间画一个立体的8字形）；另一种是以平均位置为中心缓慢地向东（或向西）漂移。通信卫星在其寿命期间，是靠星体上的火箭喷嘴定时地对卫星施以校正力来保持其位置稳定在指定地点，称为位置保持。目前卫星的位置精度已从开始时的土30/d提高到士0.10/d。大中型地球站的天线波束较窄，星体的士0.10/d漂移量已不能使大中型天线正常工作，地球站必须配置对卫星进行自动跟踪的设备。
图2
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步进跟踪又称极值跟踪，它是一步一步地控制天线在方位面内和俯仰面内交替转动，使天线逐步对准卫星，直到地球站天线接收到的信号达到最大值后，系统才进人休息状态。当接收信号下降超过预设的门限或跟踪周期时间到时，又开始进人跟踪状态，如此周而复始地工作。设备简单，机械效率高。步进跟踪的缺点是在跟踪过程中，天线始终在对准卫星的方向周围不断地摆动。另外当跟踪信号波动时，由于不能找到稳定的最大值，天线一直在最大值附近转动，长时间停不下来，同时也加剧了天线的机械磨损。若采取延长信号采样时间进行滤波，将会导致跟踪时间更长，因此在电磁环境比较恶劣的地方，步进跟踪的跟踪效果不好。另外，在跟踪倾斜轨道卫星方面，步进跟踪也不能胜任。
单脉冲跟踪能在一个脉冲的间隔时间内确定天线波束偏离卫星的方向和偏差大小，伺服系统据此实时调整天线实现实时对准卫星。单脉冲跟踪的跟踪速度和跟踪精度比步进跟踪体制要高得多，但它需要复杂的馈源系统和跟踪接收系统，并且造价很高，因此只有大型测控站采用单脉冲跟踪体制。
记忆跟踪，顾名思义就是根据以往系统记录的跟踪数据进行跟踪，由于卫星的漂移每天是有重复性的，所以根据系统记录的卫星8字形轨迹进行跟踪，在几天内还可以保证一定的跟踪精度，保证系统正常工作，但前提是系统已经记录了有效的记忆跟踪数据。由于记忆跟踪工作在开环状态，忽略了跟踪信号的变化，只是根据跟踪数据在不同时间将天线转到相应的位置上，因此当卫星进行位置保持时，原跟踪数据就不能使系统正常跟踪。
程序跟踪的优点是不需要跟踪接收机提供跟踪信号，但实现程序跟踪必须能够获得有效的跟踪参数，实现IESS412跟踪或NORAD跟踪必须获得INTEISAT11参数和NORAD数据，而且这些数据需要定期更新。另外，程序跟踪对系统的轴角指示精度和天线的指向精度要求较高。
几种跟踪方法的比较如表1所示。
表1
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综上所述，步进跟踪方式具有设备简单，成本低，维护容易，跟踪精度较高，能克服稳风扰动，无需记忆跟踪信号，在电磁环境稳定的条件下，足以胜任跟踪同步卫星的要求，是性价比合理的，优选的跟踪方式。
中央电视台所选择的7.5米天线采用的正是步进跟踪方式，其伺服设备含有天线控制单元（ACU）、功率驱动单元（PDU）、跟踪接收机、下变频器等，方位俯仰同步机及限位开关，电动极化旋转用的轴角变换装置。
天线控制单元（ACU）是微机控制系统，它可以显示天线工作状态，如方位角、俯仰角、极化角、信号电平和限位告警等，可进行手动控制和跟踪，步进跟踪和手动找星等，面板上用键盘完成操作。
功率驱动单元（PDU）可由人工或ACU控制进行天线电机的驱动。
跟踪接收机把由天线上接收来的射频信号转化为天控器能处理的直流信号，送到天线控制器。
三、性能指标
1.电气特性
如表2所示。
表2
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2.机械性能
如表3所示。
表3
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