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天线馈源与高频头.doc

1、馈源馈源和高频头是卫星接收设备中的组成部分.一般的卫星接上设备由:抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成.馈源:是在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭,称为馈源,又称波 纹喇叭。主要功能有俩个:一是将天线接收的电磁波信号收集起来, 变换 成信号电压,供 给高频头。二是对接收的电磁波进行极化。高频头:(LNB 亦称降频器)是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。一般可分为 C 波段频率 LNB(3.7GHz-4.2GHz、18-21V)和 Ku 波段频率LNB(10.7GHz-12.75GHz、12-14V)。LNB 的工作流程就是先将卫星高频讯号放大至数十万倍

2、后再利用本地振荡电路将高频讯号转换至中频 950MHz-2050MHz,以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调和工作。在高 频头部位上都会有频率范 围标识。馈源也称集波器、馈波器,叫法较混乱,通常说的馈源是指馈源盘,馈源系统则是馈源盘、极化器和过渡波 导的总称,有 时也简称为馈源;下 图为分体式馈源结构图。馈源盘又称馈源扬声器,天线 常用馈源盘形式有角锥扬声器、圆锥扬声器、开口波导和波纹扬声器等。前馈馈源常采用波 纹扬声器,又称波 纹盘;后馈馈 源常用介质加载型扬声器,它是在普通圆锥扬声器里面加上一段聚四氟乙烯衬套构成的。1平面波纹盘用于正馈天线的波纹盘呈水平状,有普通的两环平面波纹盘,也有三

3、环平面波纹盘,四环平面波纹盘,但不常见。2梯形波纹盘 用于偏馈天线的波纹盘呈梯形漏斗状,爱好者常用此波纹盘配合 C 波段高频头,小型偏 馈天线接收 C 波段信号,并称之为高效馈源;实则是 C 波段偏馈馈源,是专门为用在偏馈天线上接收 C 波段信号而设计的,其原理和 Ku 波段一体化 LNB 上的馈源一样,配合偏 馈天线,能最大程度地吸收由天线面反射来的信号,提高集波效率。常见的梯形波纹盘有三环的,还有采用五环的。3复合波纹盘为了能够进行相邻卫星间的双星接收,市面上出现了一种双星复合波纹盘,采用一次压铸成形,常用于一面天线接收 100.5 度 E 和 105.5 度 E 两颗卫星的 C 波段节目

4、,如百昌的OS226 的双星接收系统(见图 2),它是由一个内置 022k 切换电路的主收高频头 OS226-1和副收高频头 OS226-2 及连接馈线组成,可接收经度相差在 5 度,以内两颗卫星上的 C 波段信号。图 2现代卫星电视为了扩大传输容量,采用两个不同方式的极化波相互隔离的特性来 传送不同的节目,即频率复用。在馈源系统中,采用极化器的目的就是为了实现双极化接收。极化器采用 90。移相器作为控制馈源系 统的极化方向, 选择与卫 星电视信号一致的极化波,抑制其他形式的极化波,以获得极化匹配,实现最佳接收。常用的双极化馈源有两种类型,一种是 馈源的两个法兰盘 位于同个平面上,而另一种是馈

5、源的两个法兰盘位于相互垂直的平面上.Ku 波段双极化馈源,此外还 有将 C、Ku 波段双极化馈源安装在一起的组合式馈源。过渡波导的作用是固定极化方向,以便于高频头连接。由于卫星电视发射信号具有极化性质,接收天线必须与发射天线具有相同的极化和旋向特性,以 实现极化匹配,从而接收全部能量。若部分匹配,则只能接收部分能量。根据数学理 论,一个线极化波可以分解为两个旋转方向相反的圆极化波;一个圆极化波也可分解 为相互正交的线极化波,所以接收线极化波的天线也可接收圆极化波,接收圆极化波的天 线也可接收线极化波,但会有 3dB 的能量衰减。因此应根据接收信号的波长、频率特性,选择过渡波导的尺寸大小和波 导

6、类形( 圆形或矩形波导)。在实际应用中,常采用圆矩变换器装置,因为单极化分体式高频头的输入端为矩形波导,需在馈源内部设有一个圆矩变换器,将 圆形波导逐步地过 渡到矩形波导。同 时为了减少反射,保证阻抗匹配,在圆矩变换器内 设有阻抗变换器,它是由两段长度为 4 的过渡段组成,采用圆矩变换器之后,改变了波 导的形状,保 证了阻抗匹配,同时也有利于极化方向的稳定。采用圆矩变换器装置,既可收圆极化信号又可收线极化信号。当接收为圆极化波下行信号时,只要插入极化介质片,就可以进行圆一线极化转换;去掉介 质片,即可接收线极化信号,两者可以兼顾。对于使用普通的线极化的高 频头,想要接收圆极化信号,可采用自制极

7、化片的方法,如 C波段高频头,可插入一个有机玻璃作 为介质片;Ku 波段高频头,则可插入一个打包带,便可完成线一圆极化转换。卫星电视节目的接收,无论是 现在使用的 C 波段,还是 Ku 波段,接收天线的主要形式都是抛物面天线。对于卫星天线的 调试,它包括天 线的方向(仰角和方位角)、馈源的位置、极化取向和极化倾斜角调整等数项内容(可根据相关材料查到所需信息)。调试天线一般在天线安装场地进行,首先要设置好 卫星接收机接收电视信号的数据参数,连接好卫星接收天线上的 LNB 和卫星接收机、电视监视 器的电缆,然后按照下面的步骤开始调整天线。 、天线的固定 将天线连同支架安装在天线座架上。天 线的方位

8、通常有一定的 调整范围, 应保证在接收方向的左右有足够的调整余地。对 于具有方位度盘和俯仰度盘 的天线, 应使用权之方位度盘的 0与正北方向,俯仰度盘的 0与水平面保持一致。正北方向的确定,一般采用指北针测出地磁北极,再根据当地的磁偏角值进 行修正,也可利用北极星或太阳确定。 较大的天线一般都采用分瓣包装运输,故在安装 时, 应将各部分重新 组装起来。天线组装后,型面的误差、主面与副面之间 的相对位置、 馈源与副面的相 对位置,均应用专用工具进行校验,保证误差在允许的范围内。校验完毕,应固紧螺栓。 天线馈源安装是否合理,对天 线的增益影响极大。 对于前馈 天线,应合馈源的相位中心与抛物面焦点重

9、合;对于后馈天线,应将馈源固定于抛物面顶部 锥体的安装孔上,并 调整副反射面的距离,使抛物面能聚焦于馈源相位中心上。天 线的极化器安装于 馈源之后。对于线极化(水平极化和垂直极化),应使 馈源输出口的矩形波导窄边 与极化方向平行;对于圆极化波(如历旋圆极化波),应使矩形 导波口的两窄边垂直线与移相器内的螺 钉或介质片所在平面相交成 45角的位置。 、天线方向的调整 确定正南方向。先由当地磁偏角年变值和参考年值(查表获 得), 计算当地当时的磁偏角(磁偏角=参考年值+ 年变值年差),然后再用罗盘(或指南针 )确定地磁南极方向,最后用 计算的磁偏角,修正地磁南极,得到正南方向(正南=地磁南极+磁偏

10、角)。另外,因为天线座架的实际指向一般都对着正南方向,帮可直接以天 线座架的指向作参考,进行天线调整。 进行方向调试。天线方向的调试 ,具体地 说就是根据事先算出的仰角和方位角,将天线的这两个角度分别调到这两个数值上,使之 对准所要接收的卫 星,接收到 电视信号,这就是粗调。然后进行细调,使所收的信号最佳。粗调是基础,如何判断天线的仰角和方位角已调到事先所算出的角度上呢?根据现场的条件和个人的不同条情况,可以有多种 简易而有效的方法。 1、方位角的调整 天线安装好以后,将高频头有 标牌的一面水平朝上,然后利用指南针找到正南方向,并在天线的立柱上做好正南的标记。同 时应了解要找的卫星方位角是正南

11、的偏 东或偏西多少度。然后找一皮尺测量立柱的周长为多少厘米,在用 360 度除以它,得到每厘米为多少度。然后再用方位角去除以每厘米对应的度数,也就是得到了需要 转动 多少厘米。即可将天 线转动到附近位置。 2、仰角的调整 经简单计算与实践得出结论,仰角 应为:将计算出的仰角减去 20 度的值(因为采用的不同天线误差在 19 度22 度之间)。然后将指南 针放置, 细调仰角使指 针为计算出的差值(误差在正负 1 度之间),这一点是天线调试 成败的关键。 下面我们简单介绍一种方法量角器、垂 线法: 用一个尺寸较大一点的量角器,稍作加工,即可制成一个方便实用的简易仰角测试器,不需作任何计算,仰角可直

12、接随时读 出(如图三所示),在量角器的圆心处小心地钻一小孔,将一根细线固定在此,在细线的另一端系一小重物,仰角测试器就做好了。使用时如前述几种方法一样,将其直边垂直地靠在 圆盘平面上,并使量角器刻有 0的一端朝下。此 时一边转动天线的仰角一边可以读出仰角值来。 3、极化角的调整 天线指向调整前,高频头馈源波 导口极化角 P 预置方向应大致正确,待收到信号后再 进行细调,一般只需根据经度差(经度差 =卫星所在经度-接收点经度)正负,即可大致判断极化角正负,经度差为正时极化角也为 正, 经度差为负时极化角也为负 ,经度差绝对值越大极化角也越大。 根据资料可以知道极化角的参数。 现将高频头上有一横线

13、 的标记对准天线支架上的 0 刻度线,人站在天线口的前面,当极化角大于零度 时,高频头顺时针转动;当极化角小于零度时,高频头逆时针转动。 当接收水平极化信号时,馈源波 导口窄边应平行于地面,根据经度差正负及其绝对值大小预置极化角 P,待收到信号后再进行微调。当接收垂直极化信号时馈源波导口宽边应平行于地面,根据经度差正负及其绝对值 大小预置极化角 P。Ku 波段通常采用 馈源一体化高频头, 为便于区别有的馈源一体化高频头在其端面有“Up” 标志(英文“向上”),标有“Up” 端面向上即为“水平极化”,旋转 90即为“ 垂直极化”。 在进行上述调整时,应一边缓 慢转动天线,一 边注意观察电视监视

14、器的屏幕显示和卫星接收机的信号强度指示条,注意调 整到信号最强的位置固定这 一项调整位置。 调整时应一个项目一个项目顺序进行,每调整好一个 调整点就固定住它, 调整 顺序是:方位角仰角极化角,全部参数都整好后,最后将天线固定。 、高频头的安装与调整: 高频头的安装较为简单,将高 频头的输入波导口与馈源或极化器 输出波导口对齐,中 间加密封橡胶垫圈,并用螺钉固紧。高频头的输出端与中频电缆线 的播送相接拧紧,并敷上防水粘胶或橡皮防水套,加钢制防水保 护管套效果更理想。 数字卫星电视接收时应用数码专用高频头(有的在高频头铭牌上注明“Digital”),由于不可避免的频偏和漂移,为使接收机工作在最佳状

15、 态应对高频头输 出中频频率进行微调。先 让它接收卫星上的模拟信号,并降低或升高 频率(1? )MHz 使噪声点最小、图像最佳,再转回进行数字台接收。避免使用劣质高频头 ,这是数字卫星接收质量的保 证。馈源盘是用来弥补正馈天线聚焦不良由于抛物面正馈天线(俗称大 锅) ,尤其是分瓣式正 馈天线,精度一般都不太高,信号焦点常常会大于高频头的信号接收口,如果在高 频头上正确安装一个 馈源盘, 馈源盘就会把错过高频头的信号口的那部分信号再次反射回天线反射面(锅面),信号经过天线反射面再次聚焦,焦点就会更小,更容易进入高 频头的信号口,从而提高天 馈 系统信号的接收性能,由于天线精度,焦点形状,高频头性

16、能和馈源盘本身的面积、精度和安装位置等原因影响,已安装和没安装馈源盘的天线比较,信号接收性能大 约提高 2%到 20%不等,具体需要尝试。需要注意的是,对于一部分焦点形状不良和 馈源盘质量不好的天 线,安装 馈源可能还要稍稍影响接收质量。天线偏收卫星时偏收头上的馈源盘性能会因它跟主焦距离的增加而急剧下降天线偏收卫星时如果偏收头上也有馈源盘,那么偏收高 频头 上的馈源盘的性能会随着它跟主焦点距离越来越远而直线下降,在距离大的 时候,甚至它带来的增益还不如它遮挡住的信号,所以偏收距离大,最好不要安装馈源盘。每个天线偏收卫星时偏收头上的馈源盘位置和对信号的影响都不一样,所以要在接收 时尝试来确定是否

17、使用 馈源盘。不 过可以确定的是,偏收的馈源盘位置对信号的影响更加敏感,其是否跟天线 面平行等原因都会对信号有一定的影响。另外经过计算,偏收馈源盘的正确形状已经不是圆 形平底,而应该是随着跟主焦距离拉长,越来越像被拉长的水滴的形状。如果有能力的朋友也可以自行尝试制作,可以用光学法,作出来的形状可以把光反射到天线面中心并形成一 圆型。馈源盘并非越大越好馈源盘对信号的影响是一把双刃剑,它提高了一些信号接收性能的同 时,也阻 挡了一部份信号,它能提高一些信号当然是大家乐见的,不 过如果它挡住的信号比它提升的信号 还多的话,那馈源盘就失去作用,转而变 成累赘了。从具体使用中 观察,当天线口径越大,馈源

18、盘效果越好,天线口径越小,馈源盘效果不明显,甚至不如不用。馈源盘对信号影响甚为微妙和精密由于馈源盘是反射经过聚焦一次的信号,而高 频头最后是接收 馈源盘反射回天线面而再次聚焦的信号,此信号已汇聚、反射了三次之多,就像一个超高倍望远镜,一点点器材的晃动都会对其效果造成非常大的影响。由于是多次反射,影响信号的原因变得交错和复杂。比如,馈源盘的高度,角度,深度,平整度,高频头的插入深度,插入馈源的角度,高频头的信号口是否圆滑平整,天线面中洞甚至都 对信号有影响。而 这一切影响的效果 还是放大规模的,比如馈源盘一毫米(mm)的晃动,可能对信号的影响是 3 到 5 厘米(cm)等级的,不可小视。一般来说

19、家用卫星接收系统远没那么精密,所以 这也造成了馈 源盘的性能下降,或 对性能的影响很起伏不定,这也是就造成很多朋友 对馈源盘的印象偏激。还是那句话,一切要在实际情况中尝试确定。莫忘调整好馈源盘的位置大家都知道天馈接收系统的大三角(方位角、仰角、极化角),也有很多朋友也知道调整高频头的聚焦,不过大家别忘了,馈源盘也要有最佳的聚焦位置,不过由于天线支杆固定这个位置不太好调整,一般只能稍稍扭扭位置,大动作只能换支杆,一般来说大品牌正版天线馈源位置几乎是正确的,作一些微调就可以,至于 杂版天线就只能自己 动手改造了,没办法,这也符合少花钱多费事的道理。不 过由于各天线不同影响情况非常复 杂,无法确定一

20、至的位置,大家动手试试吧,可以用光线 法大概确定一下。 还要顺便说 一下,高频头在馈源盘里也是有方向,虽然可调空间不大,不过也是可调整大至上下左右,大家在调极化角时别忘了把高频头在馈源盘里的位置最佳化一下, 拧紧馈源上固定高频头 的螺丝时要注意,可固定就好,别太用力,不然把高频头的信号口 挤变形会影响信号接收偏馈天线简介偏馈天线是相对于正馈天线而言,是指偏 馈天线的馈源和高 频头的安装位置不在与天线中心切面垂直且过天线中心的直线上。因此,就没有所谓馈源阴影的影响,在天线面积,加工精度,接收频率相同的前提下,偏馈天线的增益大于正馈 天线。 但无论正馈天线,还是偏馈 天线,它 们都是旋转抛物面的截

21、面,只是截取的位置不同而已。正馈天线是旋转抛物面被与旋转抛物面旋转轴同心的圆柱面截得的那部分曲面,偏馈天线则是旋转抛物面被与旋转抛物面旋转轴不同心的圆柱面截得的那部分曲面.此外,正馈天线和偏馈天线 的馈源和高频头的安装位置必定在旋 转抛物面的焦点上。 这是由旋转抛物面的特性所决定的。即当旋转抛物面的旋转轴 指向卫星时, 电波经抛物面反射后会聚于焦点,且行程相等,在此给出这个结论的数学证明,设有旋转抛物面 Y2+Z2=4fX,旋转抛物面的旋转轴即 X 轴指向 卫星,卫星在空间直角坐标系中的坐标为(a,0,0),由于 a 的数值非常大,可以认为电波的入射方向与 X 轴平行。不失一般性,以曲面同 X

22、OY 平面相交的曲线 Y2=4fX 为例,如图 3 所示。在此曲线上任取一点 A(X1,Y1),则卫星电波经 A 点反射后到焦点的行程 L=AF+AC,即,L=a-X1+Y12+(X1-f )21/2 = a-X1+4fX1+X12-2X1f+f21/2 = a-X1+X12+2X1f+f21/2 = a-X1+X1+f = a+f 可见,从卫星发射的电波经 抛物面任一点反射后再到焦点的行程是一个定 值。由此 还可以看到,有关“只有当焦距与天 线口径之比,即 f/D=1/4 时,从卫星发射的电波经抛物面任一点反射后再到焦点的行程才是一个定值”的说法是一个错误的概念。但 f/D 是设计天线的一个

23、重要参数,在馈源已经确定的前提下,若 f/D 的值过大,会造成天线后面的环境噪声进入馈源;若 f/D 的值过小,则导致天线边缘反射的电波进入不了馈源,降低天线的有效面积.偏馈天线作为旋转抛物面的一个截面,也一定服从上述 结论。因此,当旋转抛物面的旋转轴指向卫星时,电波经偏馈天 线反射后,一定会聚于焦点,且 电波行程相等,由于电波行程相等,因而到达馈源的电波都是同相的,使进入波导的电波振幅加大,从而起到了能量会聚的作用。 基于这样的原理,后来发展出一种多焦距的板式天 线,但由于这种天线有带宽的限制,应用不广。它的工作原理将在以后的文章中给予介绍。 今天,由于生产工艺的提高和 产量的增加, 虽然一

24、个偏馈 天线价格占整个接收系统的比重已愈来愈小,但在整个接收系统中却起着关键的作用,因此,正确地认识它的工作原理,对科学地“发烧”有积极的指导意义。 目前,市场上偏馈天线的品牌有很多,大多数产品可能由于厂家原因缺少比 较全面的使用,安装说明,因此也没有提供广大 爱好者关心的一个参数,焦距。由于不同生 产厂生产的天线,其参数不尽一致,故在此给出通 过测量, 计算偏馈天线焦距的一个方法。 首先,测量偏馈天线长轴与天 线外沿的两个交点 A、B 到馈源 F 的距离 AF、BF,再测量 AB 的长度; 其次,将 AF、BF 代入方程组: AF = AFcos+2fBF = BFcos(+)+2f 式中,

25、= arccos(AF2+BF2-AB2)/2AF*BF 连续口径天线或天线阵的初级辐射器,如 图 1a 中照射抛物反射面的喇叭辐射器和图 1b 中相控阵天线的喇叭辐射器等。常用的 馈源型式除了喇叭天 线外, 还有带反射圆盘的振子、缝隙天线、螺旋天线、对数周期天线和返射天线等。馈源是反射面天线或透镜天线等天线的一个重要组成部分。它的作用是将来自馈线的射频功率以电磁波的形式向反射面或透镜等辐射,使其在口径上产生合适的场分布,以形成所需的锐波束或赋形波束;同时使由反射面或透镜等边缘外漏溢的功率尽量小,以期实现尽量高的增益。以旋转抛物面天线(图 1a)为例, 对半张角为 m 的抛物面,若要求获得高增

26、益,应使馈源照射的功率经反射后在抛物面口径上形成均匀的分布,且只有小量的功率从抛物面边缘向外漏溢。为此,要求馈源的方向图主瓣宽度适当,不宜过宽或过窄,在 m 方向的场强一般为轴向(0)场强的 1/3 左右(即约-10 分贝),并且馈源的旁瓣和背瓣应尽量小。同时,还要求馈源辐射的是球面波,以使 经抛物面反射后转变为平面波。这就是说,馈源的相位方向图应为一球面。这个球面的中心称 为相位中心。 许多天线辐 射的不是理想的球面波。这时要使在抛物面张角范围内的等相位面尽量接近于球面,这个球面的中心就是它的近似相位中心。此外,还要求馈源只辐射所需极化的波、与馈线匹配、能在给定的频带内保持优良的性能等,用作

27、发射天线的馈源时还应 有足够的功率容量。 一些特殊用途的天线对馈源还有特殊的要求。 这时馈源往往 连同传输线元件一起组成具有特定功能的馈源系统,例如 单脉冲馈源系统(见单脉冲天 线),多波束 馈源系统(见多波束天线),频率扫描馈源系统(见频 率扫描天线), 频谱复用馈 源系统和多频共用馈源系统等。 60 年代以来,随着卫星通信、雷达和射电天文等技术的发 展,出现了许多高效率馈源。这类馈源具有轴对称的振幅和相位方向图和低旁瓣(在-25 甚至-30 分贝以下),从而使采用它的反射面天线等实现高增益、低噪声和 纯极化。 这类新型馈 源有:多模喇叭、介质环或介质棒加载喇叭、波纹喇叭,以及综合运用上述技

28、术的复合式多模喇叭等 (图 2)。多模圆锥喇叭利用喇叭内截面半径或锥角的变化产生与主模 TE11 成适当比例的高次模(如 TM11 等),以便合成轴对称的喇叭方向图。介质环 或介质棒加载喇叭利用加 载效应来产生适当比例的高次模。波纹圆锥喇叭的喇叭壁是带有环形槽的波纹壁,当槽深 约为 1/4 波长时,波纹壁等效导纳接近于零,在槽口处流入槽内的 电流也接近为零。 这样,在波纹壁上具有电和磁相同的边界条件,从而获得轴向对称的方向 图。波 纹喇叭虽然造价高,但方向图对称性好、旁瓣低、频带较宽,因而得到广泛应用。高频头高频头:俗称调谐器,是电视高 频信号公共通道的第一部分,目前电视机使用的高频头一般分为

29、数字信号高频头(简称数字高频头)和模拟信号高频头(简称模拟高频头)。 简单的讲就是接受电视信号的调谐及高频信号放大器。一 .原 理 简 介高频头称低噪声降频器(LNB)。其内部 电路包括低噪声变频 器和下变频器,完成低噪声放大及变频功能,既把馈源输 出的 4GHz 信号放大,再降频为 950-2150MHz 第一中频信号。 高频头的作用就是将微弱的视频信号进行放大,并且 对传输 不稳定引起的图像变形与干扰进行处理。视频处理芯片决定影像的分辨率,而高 频头则决定影像的 稳定性。但高频头本身非常容易受电磁干扰,因此内置 电视卡一般会在高频头外面包裹一 层金属层,以屏蔽 电磁干扰 数字高 频头的作用

30、是接收数字电视高频信号,并进行频道选择和高频信号放大及变频处理,有些还带中频信号放大和高 频数字信号解调功能,高频数字信号经解调后,输出的数字信号为 TS(Transport Stream)流,TS 流:也叫传输流,它是以“帧” 为单位的数字信号传输流,每一帧数字信号中含有同步 头、数据、结尾等信号, 对 于 MPEG2 数字信号,每 帧信号是由长度为 188 字节的二进制信号包组成,其内容含有一个或多个节目。 这里“ 帧”的概念与电视图像中的帧很类似,但内容不相同,一帧 MPEG2 数字信号对应于一帧图像来说,只相当于一幅图像内容中的几个像素点。根据接收高频数字信号的 调制方式,数字高 频头

31、还分QPSK(Quadrature Phase Shift Keying 正交键控调相)调制高频头和 QAM(Quadrature Amplitude Modulation 正交调幅)调制高频头。 QPSK 调制高频头主要用于卫星电视信号接收;QAM 调制高频头主要用于有线电视信号接收。 模拟高频头的作用是接收模拟电视高频信号,并进行频道选择、高频信号放大及变频处理,模拟高频头一般不带中频信号放大和高频信号解调功能,因此模拟电视还 需另外再加一个中频放大器和高 频信号解调器。 一般模拟高频信号的接收、放大、解调等电路都需要严格调整才能符合整机的要求,因此很 难把高频信号接收、放大、解调等功能全

32、部由高频头来完成,因此模拟高频头的主要任务主是选频道,另外一个任务就是降频,把接收到的高频信号降低到一个固定 频率之上,这个固定频率信号就是中频信号,其频率一般 为 38MHz。中频信号对于视频来说,还是高频信号,它 还需要进一步放大,然后才进行解 调和各种处理(如:同步分离、亮色信号分离等),中 频放大电路的任务主要就是中频信号放大和音、 视频信号解调。另外,中频放大对视频信号解调也很特别,一般都用同步检波,包络失真非常小。中频信号经解调后输出视频信号和音频信号,即AV 信号,AV 信号还需进一步进行彩色信号处理(解码)才变成 R、G、B(红绿蓝)三基色信号。目前能接收数字信号(如卫 星电视

33、)的电视不多,大多数是模拟电视。二 .高 频 头 常 识每颗卫星上通常拥有 24 个电视频道, 为充分利用这些频道,以及避免相邻频道的相互干扰,通常将频道顺序按单、双分开,分别以不同极化方式的电磁波发射。因此,卫星地面接收所使用的高频头(LNB),必须 具备接收双极化电磁波的能力,才能接收全部 24 个频道的电视节目。1、什么是双极性 LNBF?这是一种不用伺服马达的与馈源一体化的双极性高频头 ,从 LNB 圆波导口看进去,您将看到两个互相垂直的探针,用来分 别接收垂直极化和水平极化的信号。2、如何避免电动馈源对系统性能的危害?为什么说卓异公司所配的 Turbo-1200 型 LNBF 能避免

34、(使用机械切换方式的)电动馈源对系统性能造成的危害? 在采用传统的伺服马达切换极化方向的系统中,无源探针和普通波导馈源喇叭会使系统等效噪声温度变坏很多,一个 30K 的 LNB 附加馈源喇叭就很容易变坏到 50K。双极性 LNB 是用波导中两个有源探针直接拾取信号:避免了使用伺服马达系统接收信号的损失,因此使用最新技 术的双极性高 频头能获得最好的效果。3、什么是“等效的 ”LNB 噪声温度?LNBF 噪声温度是 LNB 和馈源喇叭噪声温度的总和:因此,它不同于 LNB 噪声温度。 “等效的”LNB 噪声温度可以用 LNB LNBF 之间进 行适当比较。4、LNBF 如何输出两种极性信号?LN

35、BF 输出端只有一个 F 连接头,如何 输出两种极性信号? 这是利用来自接收机的 13/18V 两种可切 换的供 电电压来确定所需要的是水平极化信号还是垂直极化信号。因此,它是通过 LNBF 内部的电子切换电路来选择相应信号的,保证了稳定性和可靠性。5、探针转动是怎么回事?我们对 LNBF 波导采用最先进的设计,使两个探针间的水平/垂直信号隔离度超过20dB 并获得超低系数噪声温度,完全取代采用 传统电动馈源的机械式转动探针结构。6、这是转换极性的最好方法?Aspen 双极性 LNBF 提供直接的极性切换,因此是一种完全的电子转换系统, 它不存在电动机械转换装置带来的延迟。因此,消除了由探针机

36、械旋转引起的图象失真。当改变频道时,LNBF 可给用户提供最清晰最舒适的图象。三 .高 频 头 的 安 装当地面卫星接收天线安装完毕之后,就可着手安装高 频头 LNBF ,具体步 骤如下: (1)将 LNBF 插入馈源盘中央的大圆孔中; (2)根据天线参数 F/D 值,将 馈源盘凸缘端面对准 LNBF 侧面的 F/D 相应刻度上; (3)使 LNBF 频端面上的“0”刻度垂直于水平面; (4)将馈源盘凸缘侧面的制紧螺钉稍微拧紧; (5)把 LNBF 的 IF 输出电缆与接收机的 LNBF 输入端口连接好。四.高频头位置的调整当接收天线波束已调整对准某颗卫星后(天线调整方法请参阅 PBI 超级系

37、列极轴卫星天线装配与校准手册),便可使用 SL-100 卫星信号测试仪调 整 LNBF 的位置,此时应将LNBF 的输 出电缆改接至 SL-1000 的输入端,其步 骤如下: (1)首先应检查馈源是否处于抛物面天线的中心,焦点是否正确,否则可以稍微调整馈源支撑杆:使之对准(以信号最大为准)。 (2)检查 LNBF 侧面的 F/D 刻度是否按天线所给参数 F/D 对准,为此可略微前后调整,使 SL-1000 信号显 示最大。 (3)卫星发射的 电视信号:只有在卫星所在经度的子午线上,其极化方向才完全是水平或垂直的,而在其他地区接收时,会略有偏差,在实际接收的情况下,应稍微旋转动 LNBF 的方向

38、,以使信号最大,这时 LNBF 顶端面上的刻度“0” 可能不完全是垂直于水平面。 (4)按动卫星接收机 H/V 键, 这时另一极化方向的信号亦应是最佳的。高频头的作用就是将微弱的视频信号进行放大,并且 对传输 不稳定引起的图像变形与干扰进行处理。视频处理芯片决定影像的分辨率,而高 频头则 决定影像的稳定性。但高频头本身非常容易受电磁干扰,因此内置 电视卡一般会在高频头 外面包裹一层金属层,以屏蔽 电磁干扰卫星电视信号的极化方式数极化是指电场的瞬时分量随时间变化的方式或方向。极化大致可分 为圆极化和线极化两种,圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化,它 们用于早期的日本、韩国和俄罗斯卫星,现已很少使

39、用,线极化又分为垂直极化和水平极化两种,现在广泛 应用于卫星信号传输当中。本文重点谈论线极化的一些内容。天线向周围空间辐射电磁波。 电磁波由电场和磁场构成。 电场 的方向就是天线极化方向。下图示出了两种基本的单极化的情况:垂直极化和水平极化。卫星电视的极化接收在卫星接收中,垂直极化和水平极化的接收是改变馈源的矩形( 长方形)波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。当矩形波导口的长边平行于地面 时接收的是垂直极化,垂直于地面时接收的是水平极化。极化方向(极化角)又因地而异有所偏差。因为地球是个球体,而卫星信号的下行波束却是水平直线传播, 这就造成不同方位角所收的同一极化信号有所不同,所以地理

40、位置不同,所接收的信号极化方向也有所偏差。馈源的长形波导口(极化方向)将不完全垂直或水平于地面。调整极化方向时应注意这一点。简单的说,与地面平行的振子接收的是水平极化,与地面垂直的振子接收的是垂直极化。极化角极化角是指由于接收者所在位置与卫星所在地经度差变化及地球曲率的影响,而使天 线馈源波导口相对于地面所形成的倾角,它是 卫视接收中除方位角和仰角以外的又一个重要角度。在不同的地点和接收不同的卫星,都需要适当 调整极化角,极化角的调整是非常重要的步骤。单极化高频头数早期的国内节目均为水平极化,所以普遍使用 单极化高频头 。这种高频头馈源筒内只有一根极化探针,当高频头波导腔内的天 线振子(铜探针

41、)与地面平行即接收水平极化。将高频头旋转 90 度,振子与地面垂直即接收垂直极化.双极化单输出高频头现今,为提高频带利用率,在一颗卫星上同时传送水平极化和垂直极化的 应用大大增加,而在接收端,为了避免重复架设卫 星天线, 这使得双极化高频头 才大量应用起来。但这种高频头一般只适合小型接收系统,在有 线电视前端不推荐使用。双极化单输出高频头可以认为是两个单极化高频头合用一个馈源的结合体,但一次只能输出一个极化。这种高频头馈源筒内有两个互相垂直的极化探针,分 别对应两个极化,水平振子和垂直振子永远呈 90 度垂直状态。双极化 单输出高频头 通过判别卫星接收机送来的电压来确定是哪个振子输出信号。当卫

42、星接收机送来给高频头的工作电压为 13V 时,双极化单输出高频头垂直振子接收信号,接收垂直极化的信号。当卫星接收机送来 给高频头的工作 电压为 17V 时,双极化单输出高频头水平振子接收信号,接收水平极化的信号。卫星接收机提供的 13/17V 电压不仅是高频头的工作电压,也是水平与垂直极化探针的切换电压。高频头内部的工作电压 一般为 8V,由一 块 7808 三端稳压器提供,垂直极化 电压可在11V14V 之间,水平极化可在 16V24V 之间,若其中的一个极化 损坏,仍可当单极化头使用。双极化双输出高频头这种类型的高频头在有线电视前端普遍使用,有 线电视前端用于接收 卫星电视信号的天线都很多

43、,同一天线又分水平、垂直极化。为了提高天线的增益,一般都是采用双极化馈源,水平、垂直极化信号独立,用两条中频缆输出。当这种高频头工作时,卫星接收机的 LNB 供电可以是 18V 或 14V,即在接收机上的极化设置既可以是水平,也可以是垂直,不影响具体的接收信号的极化,要换极化就必 须换中频缆,也就是 说中频缆连 接好之后,卫星接收机接收信号的极化就固定了。C 波段双极化双输出高频头一般是双极化 馈源加两个单极化单输出高频头的组合,而 KU 波段则一般是一体化高频头卫星接收机的极化电压和极化设置卫星接收机极化设置中,极化 电压是这样定义的:垂直极化 时输出 13V 电压,水平极化时输出 17V 电压。在全部使用单极化高频头的卫星系统中, 卫星接收机中的极化 设置是不起任何作用的,也无所谓接收机的极化设置与高频头的实际接收状态是否对应一致。因为不管是 13V 还是 17V,高频头都只有一根探针,只能接收一种极化。但是在使用双极化单输出高频头时,在天 线高频头固定下来,接好中频电缆之后,所收的信号的极化还受高频头的供电电压控制。正常 时电压为 17V(接收机设置为水平),高频头接收水平极化信号。当电压为 13V(接收机设置为垂直),高 频头接收垂直极化信号。

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