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【摘 要】隨著衛(wèi)星廣播通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星廣播接收高頻頭在民用和專業(yè)領(lǐng)域的使用也越來(lái)越廣泛,。本文介紹了廣播衛(wèi)星接收高頻頭的功能及各項(xiàng)特性參數(shù),，對(duì)各種類型的高頻頭進(jìn)行了詳細(xì)的分類介紹，作者還結(jié)合實(shí)際工作分析了高頻頭損壞原因,，提出了在使用中的注意事項(xiàng),，并將高頻頭在日常工作中的常見(jiàn)故障和處理方法進(jìn)行了總結(jié)，供同行們參考,。 【關(guān)鍵詞】高頻頭 功能 分類 常見(jiàn)故障 1 前言 衛(wèi)星廣播接收高頻頭（以下簡(jiǎn)稱高頻頭）是衛(wèi)星廣播電視節(jié)目接收系統(tǒng)中的一個(gè)很重要的元件,，它的性能的好壞直接影響著衛(wèi)星接收節(jié)目的質(zhì)量。了解高頻頭的原理和性能,，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)地維護(hù),，在廣播電視節(jié)目安全傳輸?shù)捏w系中起著至關(guān)重要的作用。 2 高頻頭功能及原理 衛(wèi)星電視接收機(jī)高頻頭（LNB）又稱低噪聲放大變頻器,，安裝在衛(wèi)星天線上,，屬室外單元。高頻頭的功能如下： ?。?）對(duì)信號(hào)進(jìn)行低噪聲寬頻帶放大,；（2）是對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻；（3）中頻放大,。 低噪聲放大要求噪聲系數(shù)低,，增益較高，對(duì)衛(wèi)星天線接收到的微弱的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行有效放大,，提高接收系統(tǒng)的信噪比,。下變頻是將高頻信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào),，避免信號(hào)頻率太高造成饋線損耗過(guò)大和高頻輻射嚴(yán)重。 高頻頭由波導(dǎo)微帶轉(zhuǎn)換器,、微波低噪聲放大器（LNA）,、微波混頻器、第一本振和第一中頻前置放大器構(gòu)成,。經(jīng)LNA放大后的信號(hào)送入下變頻器進(jìn)行變頻,，產(chǎn)生第一中頻信號(hào)通過(guò)前置一中放放大后送到衛(wèi)星接收機(jī)，高頻頭所使用的直流穩(wěn)壓電源由衛(wèi)星接收機(jī)或有源功分器通過(guò)第一中頻電纜提供,，在高頻頭內(nèi)部有一個(gè)直流/直流變換器,，將經(jīng)過(guò)二次穩(wěn)壓后的正電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)電壓輸出,。其電路工作框圖如下圖1,。 3高頻頭的特性參數(shù) 高頻頭是整個(gè)衛(wèi)星接收系統(tǒng)中極為重要的組成部分之一，維護(hù)人員必須要熟練的掌握高頻頭的各項(xiàng)特性參數(shù),，以便于在日常維護(hù)工作順利開(kāi)展,。 3.1輸入頻率 輸入頻率是指高頻頭所能接收到的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的下行頻率范圍。根據(jù)接收波段不同,，可分為C 波段和Ku波段,。其中，C波段的輸入頻率有3.4GHz-4.2GHz和3.7GHz-4.2GHz兩種,，因前者頻率范圍比后者寬,，應(yīng)優(yōu)先選用。Ku波段接收頻率范圍為10.7GHz-12.75GHz,；按照接收頻率高,，范圍大又將其分為低頻段（10.7-11.8GHz）和高頻段（11.7-12.75GHz）。 3.2輸出頻率 輸出頻率是指衛(wèi)星下行頻率與高頻頭本振混頻后所產(chǎn)生的信號(hào)中頻頻率,。通常有950 MHz-1450 MHz,、950 MHz-1750 MHz以及950 MHz-2150 MHz等幾種，其中950 MHz-2150 MHz是目前C波段,、Ku波段所通用的,。選擇高頻頭時(shí)應(yīng)使信號(hào)輸出頻率在接收機(jī)輸入頻率范圍之內(nèi)，否則部分信號(hào)收不到,。輸出頻率（即信號(hào)中頻頻率）計(jì)算方法如下： C波段：輸出頻率=本振頻率-下行頻率 Ku波段：輸出頻率=下行頻率-本振頻率 3.3本振頻率 本振頻率是指高頻頭內(nèi)部的本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的固定頻率,。 大部分C波段高頻頭的本振頻率為5150 MHz，也有雙本振（5150 MHz和5750 MHz）,。Ku波段的本振頻率較多,，有 9.75 GHz、 10.0 GHz,、 10.6 GHz,、 10.75 GHz、11.25 GHz、11.30 GHz等,，雙本振需配合0/22KHz電子脈沖切換開(kāi)關(guān)來(lái)使用,。 3.4輸入阻抗 高頻頭的輸入阻抗指的是耦合裝置處的阻抗，也就是探針或小環(huán)處的阻抗數(shù)值,。輸入阻抗為50歐姆,， 3.5輸出阻抗 高頻頭的輸出阻抗必須和衛(wèi)星接收機(jī)的輸入阻抗相一致，這樣才能保證阻抗匹配,。輸出阻抗為75歐姆,。 3.6駐波比 在工程上，一般采用電壓駐波比來(lái)描述阻抗匹配的狀況,，根據(jù)傳輸線理論,，阻抗不匹配時(shí)，饋線上就會(huì)有行波的同時(shí)也會(huì)有駐波存在,，饋線上的電壓波峰和波谷值之比,，就是電壓駐波比（VSWR）。高頻頭電壓駐波比的典型數(shù)值在2-2.5左右,。匹配阻抗?fàn)顩r越差,，反射就越大，越容易引起誤碼,。 3.7噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)指的是放大器輸入端（高頻頭內(nèi)有低噪聲放大器）的信噪比與輸出端信噪比的比值,，通常C波段噪聲系數(shù)用0 K表示。如25O K,、17O K,、13O K等，其數(shù)值越小越好,；而在Ku波段噪聲系數(shù)則用dB（分貝）表示,，如0.8 dB、0.6 dB,、0.5 dB等,，其數(shù)值也是越小越好。噪聲系數(shù)越小,，則表示信號(hào)還原程度越高,，接收節(jié)目音質(zhì)越好。 3.8增益 增益用分貝表示,，常見(jiàn)的一般多為60 dB,，精品高頻頭的增益一般均在65 dB以上，此數(shù)值偏高一點(diǎn)好,，但也不能太高,，否則系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生自激而引發(fā)不穩(wěn)現(xiàn)象,。 4高頻頭的分類 高頻頭按外部結(jié)構(gòu)形狀劃分，可分為單極化分體式和雙極性饋源一體化（LNBF）兩種,，其中雙極性饋源一體化高頻頭種類較多,；按本振方式可分為單本振和雙本振兩種；按輸出端口可分為單輸出,、雙輸出,、多輸出等，下面就將常見(jiàn)的幾類高頻頭進(jìn)行分類闡述,。 4.1單極化分體式高頻頭 單極化分體式高頻頭的波導(dǎo)腔體里,，只有一個(gè)極化振子，也稱極化探針,。只能接收一種極化信號(hào),，如要接收另一種極化信號(hào)，需將高頻頭旋轉(zhuǎn)90°,。單極化高頻頭的內(nèi)部由于沒(méi)有極化轉(zhuǎn)換電路,，因此信號(hào)耗損較小，增益和穩(wěn)定性較高,。 4.2雙極性饋源一體化高頻頭 4.2.1雙極性單本振單輸出高頻頭 雙極性單本振單輸出高頻頭其波導(dǎo)管內(nèi)部有兩個(gè)互相垂直探針，分別接收水平（H）,、垂直（V）信號(hào),，其間還有一個(gè)橫棒為隔離針，起極化隔離作用,。 雙極性單本振單輸出高頻頭,，可以看成是兩個(gè)單極化分體式高頻頭合用一個(gè)饋源，并且將13/18V電子切換開(kāi)關(guān)電路引入到腔體內(nèi)部,，自動(dòng)識(shí)別接收機(jī)送來(lái)的極化電壓是18V還是13V,，以選擇水平或垂直的極化探針工作，從而達(dá)到雙極性單輸出的目的,。 4.2.2雙極性雙本振單輸出高頻頭 雙極性雙本振單輸出高頻頭有C波段和Ku波段之分,，兩種高頻頭工作原理和應(yīng)用范圍是大相徑庭的。C波段雙極性雙本振單輸出高頻頭,，主要用于C波段信號(hào)一星多機(jī)的接收,；而Ku波段雙極性雙本振單輸出高頻頭，則用于Ku波段全頻帶信號(hào)的接收,。 ?。?）C波段雙極性雙本振單輸出高頻頭普通的C波段雙極化單本振高頻頭，一般只有一個(gè)本振頻率5150MHz,。當(dāng)節(jié)目設(shè)置水平極化時(shí),，接收機(jī)向高頻頭饋送18V電壓,；垂直極化時(shí)，饋送13V電壓,。高頻頭通過(guò)識(shí)別工作電壓,，使相應(yīng)的極化探針工作，所以高頻頭只能工作在一種極化方式里,，不是水平就是垂直狀態(tài),。 雙極性雙本振C波段高頻頭是兩個(gè)單本振高頻頭組合而成，采用5150MHz,、5750MHz兩個(gè)本振頻率對(duì)H,、V極化信號(hào)作分開(kāi)處理，兩個(gè)本振頻率相差600MHz,，足以使兩種極化信號(hào)的中頻頻率拉開(kāi)距離,。這樣在3.6―4.2GHz范圍內(nèi)的兩個(gè)極化信號(hào)，就被分別變頻為950――1550MHz和1550-2150MHz內(nèi)互不重疊的中頻頻率,，從而實(shí)現(xiàn)共用一根饋線傳送,，配合接收機(jī)就可同時(shí)收到兩個(gè)極化的信號(hào)。此時(shí)接收機(jī)識(shí)別到的只是不同頻率的信號(hào)而已,，與極化設(shè)置是水平,，還是垂直沒(méi)有關(guān)系。 使用雙極性雙本振高頻頭時(shí),，接收機(jī)的本振設(shè)置很重要：一般水平節(jié)目的本振設(shè)5150MHz,，垂直節(jié)目設(shè)5750MHz。水平節(jié)目設(shè)置與一般的常規(guī)設(shè)置沒(méi)有區(qū)別,，而垂直節(jié)目5750MHz本振極化信號(hào),，如接收機(jī)中本振仍用5150MHz，則下行頻率要減去600MHz,。 ?。?）Ku波段雙極性雙本振單輸出高頻頭。Ku波段雙極性雙本振單輸出高頻頭,，內(nèi)置0/22kHz切換電路,，通過(guò)衛(wèi)星接收機(jī)輸出的22kHz脈沖來(lái)分別選擇其低、高本振,；同時(shí)還通過(guò)衛(wèi)星接收機(jī)的13/18V電壓切換水平或垂直極化的衛(wèi)星信號(hào),，實(shí)現(xiàn)Ku波段節(jié)目全頻帶接收。 在Ku波段雙極性雙本振單輸出高頻頭里,，只允許有一個(gè)本振電路,、一個(gè)極化信號(hào)在工作，這也是和C波段雙極性雙本振單輸出高頻頭的本質(zhì)區(qū)別,。 4.2.3 雙極性單本振雙輸出高頻頭 ?。?）C波段雙極性單本振雙輸出高頻頭,。C波段雙極性單本振雙輸出高頻頭，兩路輸出端口分別輸出水平,、垂直極化信號(hào),，兩路端口可以同時(shí)工作，但每一路端口只能選擇其中的一種極化信號(hào),。如配合二進(jìn)（H,、V）四出或二進(jìn)六出等切換開(kāi)關(guān)，可為四臺(tái),、六臺(tái)或更多數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)提供無(wú)干擾接收信號(hào),。 （2）Ku波段雙極性單本振雙輸出高頻頭,。Ku波段雙極性單本振雙輸出高頻頭是將兩個(gè)獨(dú)立的高頻頭電路做在同一印制電路板上,，共用穩(wěn)壓電路和振蕩電路，并共用一副饋源和探針,。能夠同時(shí)接收雙極化衛(wèi)星信號(hào),，并分兩路獨(dú)立輸出，每路均可進(jìn)行水平,、垂直切換,，互不影響，信號(hào)損耗極小,，參數(shù)穩(wěn)定性高,。 5高頻頭的損壞的原因及日常維護(hù) 高頻頭的損壞原因較多，如能做好防護(hù),，并加強(qiáng)日常的維護(hù)，可以大大延長(zhǎng)高頻頭的使用壽命,，并使其工作更加穩(wěn)定,。 5.1高頻頭的損壞原因 高頻頭是長(zhǎng)期工作在露天的有源電子部件，產(chǎn)生故障的原因有慢性的,，如雨水銹蝕,，也有瞬間的，如雷擊,、浪涌（電壓和電流）沖擊,。 雨水銹蝕：長(zhǎng)期日曬雨淋的LNB，如密封盒密封性能不良,，易滲水,，產(chǎn)生接觸不良直至損壞。所以不能隨便拆卸,，最好外加防護(hù)罩,。 雷電擊壞：這是常見(jiàn)的現(xiàn)象,，尤其是在多雷地區(qū)、多雷季節(jié),，必須做好天饋系統(tǒng)的防雷措施,。 浪涌電壓、電流沖擊：在供電電壓波動(dòng)較大的地區(qū),，在室內(nèi)設(shè)置的交流穩(wěn)壓器和電源進(jìn)線的質(zhì)量及布局有問(wèn)題時(shí),，則常會(huì)發(fā)生浪涌沖擊損壞。 5.2在日常維護(hù)工作中,，需要做到以下幾方面： ?。?）定期檢查高頻頭固定螺釘以及高頻電纜接頭（F頭）是否松動(dòng)，電纜接頭防水膠帶是否脫落,，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理,。（2）遇到下雪天氣時(shí)，要及時(shí)清除饋源及高頻頭上的積雪,。 ?。?）在拆卸高頻頭電纜時(shí)，要關(guān)掉衛(wèi)星廣播接收機(jī),，防止電纜供電回路短路損壞高頻頭,。（4）做好天線的接地并定期檢查接地，防止雷電擊壞高頻頭,。 5.3高頻頭維修時(shí)注意事項(xiàng) ?。?）由于高頻頭的電路結(jié)構(gòu)與電氣性能密切相關(guān)，因此,，高頻頭外殼最好不要輕意打開(kāi),，也不允許對(duì)其電路的結(jié)構(gòu)做任何形式的改變，以免因電路失配或其他原因引起高頻頭電氣性能下降,。（2）如果發(fā)現(xiàn)高頻頭已進(jìn)水,，內(nèi)部有些元器件生銹，可用刀片將銹蝕部位仔細(xì)清理后,，用無(wú)水酒精擦凈,，并放入干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥。 6 高頻頭常見(jiàn)故障案例 6.1故障案例一 C波段衛(wèi)星接收機(jī)在晚間反復(fù)出現(xiàn)失鎖,，監(jiān)聽(tīng)接收機(jī)節(jié)目時(shí)斷時(shí)續(xù),，白天時(shí)故障消失，接收機(jī)接收節(jié)目正常,。 故障處理：斷開(kāi)接收機(jī)電源,，檢查發(fā)現(xiàn)高頻頭輸出電纜頭（F頭）松動(dòng)，重新制作F頭并緊固,，故障消失,，接收機(jī)接收節(jié)目正常,。 此故障是因?yàn)樵诟吆貐^(qū)早晚溫差大，電纜熱脹冷縮的現(xiàn)象比較嚴(yán)重,，導(dǎo)致電纜芯線與高頻頭輸出端芯線接觸不良,。 6.2故障案例二 Ku波段衛(wèi)星接收機(jī)鎖定指示燈滅，接收機(jī)無(wú)場(chǎng)強(qiáng),，Ku波段節(jié)目接收全部中斷,。 故障處理：在測(cè)量電纜供給高頻頭的電源正常后，斷開(kāi)接收機(jī)電源,，經(jīng)測(cè)量電纜的通斷性良好之后拆開(kāi)高頻頭,，發(fā)現(xiàn)高頻頭輸出耦合探針在放大板上的焊點(diǎn)脫開(kāi)，重新焊接后,，節(jié)目接收恢復(fù)正常,。 6.3故障案例三 在陰雨雷電天氣，一道閃電過(guò)后,，所有接收機(jī)鎖定指示燈滅,，接收機(jī)無(wú)場(chǎng)強(qiáng)，C,、Ku波段節(jié)目全部中斷,。 故障處理：經(jīng)過(guò)仔細(xì)排查過(guò)后發(fā)現(xiàn)C、Ku波段高頻頭全部被雷電擊壞,，更換高頻頭后節(jié)目傳輸正常,。 6.4故障案例四 C波段接收機(jī)柜內(nèi)接收機(jī)連續(xù)幾天內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)持續(xù)下降，最后接收機(jī)鎖定燈滅,，C波段節(jié)目全部中斷,。 故障處理：經(jīng)排查后發(fā)現(xiàn)接收機(jī)、功分器,、中頻電纜及各連接處均正常,，拆下高頻頭后發(fā)現(xiàn)耦合探針部位有積水，初步判斷為饋源內(nèi)壁出現(xiàn)冷凝水造成,，后來(lái)將饋源及饋源膜用玻璃膠重新進(jìn)行了密封后故障消除。 7 結(jié)語(yǔ) 高頻頭安裝在室外衛(wèi)星接收天線上,，室外溫度突變及周圍自然環(huán)境,、電磁環(huán)境的變化會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大影響，在由衛(wèi)星接收天線硬件引起的衛(wèi)星節(jié)目停傳事故中,，高頻頭引發(fā)的故障所占比例極高,。因此，熟練掌握高頻頭的結(jié)構(gòu)原理,，不斷積累高頻頭的日常維護(hù)經(jīng)驗(yàn),，結(jié)合本單位的工作特點(diǎn)以及所在地區(qū)的地理位置,、氣候條件和自然環(huán)境總結(jié)出適合自身的維護(hù)規(guī)程，對(duì)做好安全傳輸發(fā)射工作至關(guān)重要,。 |
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