標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)星電視地面接收系統(tǒng)由天線、饋源、高頻頭、功分器、接收機(jī)等多種設(shè)備組成。這些設(shè)備的性能和種類(lèi)各不相同。為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的接收,應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x擇接收設(shè)備,既能滿(mǎn)足接收的要求,又要避免功能上的沖突。
以下簡(jiǎn)要地介紹衛(wèi)星地面接收站的相關(guān)設(shè)備
天線
從饋電的方式上分,接收天線可分為前饋式和后饋式兩種;從調(diào)整的方式上分,可分為單軸式和雙軸式;從饋源的安放位置上分,可分為正饋式和偏饋式;從饋源的數(shù)量上分,可分為單饋式和多饋式。
1、前饋式天線
這是一種標(biāo)準(zhǔn)拋物面天線,饋源位于其焦點(diǎn)上??紤]到安裝和調(diào)整饋源的方便,這種天線的口徑一般在3米以下。
2、后饋式天線
是有兩個(gè)反射面的天線,主面是拋物面,依副面形狀的不同,分為卡塞格倫天線(雙曲面)、格里高利天線(橢圓面)和環(huán)焦天線(特殊結(jié)構(gòu)的某種二次曲面)。副反射面之所以有這樣一些形狀,其目的主要是提高接收效率,改善駐波比。通??趶捷^大的天線才采用后饋式結(jié)構(gòu),主要是考慮到饋源安裝起來(lái)比較方便。
3、雙軸式天線
一般天線的調(diào)整分為方位和俯仰兩個(gè)軸向,可依靠電機(jī)或人力驅(qū)動(dòng)。大口徑的天線往往需要電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu),以方便對(duì)星和選星。
4、單軸式天線
又稱(chēng)為極軸天線,沿一個(gè)軸向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。與雙軸天線不同的是,極軸天線的口徑一般不超過(guò)3米。調(diào)整中,整個(gè)天線面圍繞極軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),完成選星過(guò)程。極軸是指與地球自轉(zhuǎn)軸平行的一根軸線。但是,如果天線的主軸向與極軸垂直,則天線的主軸將無(wú)法對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。為此,實(shí)際中需將天線口面向下調(diào)整一個(gè)角度β,此角稱(chēng)為補(bǔ)償角,其取值范圍約為0度~8.5度。
經(jīng)過(guò)補(bǔ)償角的調(diào)整,極軸天線主軸的掃描徑跡是一個(gè)與同步衛(wèi)星軌道不同心的圓。為了在一定范圍的方位上,極軸天線都能較準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星,需再將極軸向赤道面方向調(diào)整一個(gè)角度δ,此角稱(chēng)為極軸的校準(zhǔn)角,其值只有1.5度,相當(dāng)小。所以,在實(shí)際中,對(duì)補(bǔ)償角和校準(zhǔn)角的調(diào)整可統(tǒng)一進(jìn)行。首先,將天線接收正南方向的衛(wèi)星,調(diào)準(zhǔn)補(bǔ)償角,然后將天線向東和向西偏離約45度,根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)反復(fù)進(jìn)行補(bǔ)償角和校準(zhǔn)角的統(tǒng)調(diào)。
5、正饋式天線
即饋源安裝在天線系統(tǒng)主軸方向上的天線。
6、偏饋式天線
即饋源位于天線系統(tǒng)的照射區(qū)之外,也有前饋與后饋之區(qū)別。偏饋式天線的反射面實(shí)際上是正饋式天線上的一部分。
7、多饋源天線
有些有線電視系統(tǒng)采用多焦點(diǎn)拋物面天線,用一個(gè)固定天線同時(shí)接收多顆衛(wèi)星的電視信號(hào)。這種天線裝有多個(gè)饋源,可以形成多個(gè)波束,每個(gè)饋源分別接收來(lái)自不同衛(wèi)星的信號(hào)。其反射器使用變形的球面或拋物面,例如用球面上載取的矩形,或用兩種曲線構(gòu)成反射器,水平方向是圓弧,垂直方向是拋物線的一部分。
饋源
從極化的方式上,可分為單線極化和線/圓極化饋源;從極化的匹配上,可分為單極化和雙極化饋源;從結(jié)構(gòu)上可分為分列式饋源和一體化饋源。
1、單線極化饋源
只能接收線極化(或是單一極化、或是雙極化)信號(hào)的饋源。
2、線/圓極化饋源
既能接收線極化信號(hào),又能接收?qǐng)A極化信號(hào)的饋源,與單線極化饋源相比,實(shí)際上多了一套圓/線極化轉(zhuǎn)換器。能接收?qǐng)A極化信號(hào)的饋源,必然能夠接收線極化信號(hào)。
3、單極化饋源
只輸出一個(gè)極化方向的線極化或圓極化信號(hào)。
4、雙極化饋源
可輸出兩個(gè)極化方向的線極化或圓極化信號(hào)。對(duì)于線極化來(lái)說(shuō),通常將垂直極化探針安置在后部。
5、分別式饋源
饋源與高頻頭是分開(kāi)的,能過(guò)法蘭盤(pán)連接。
6、一體化饋源
饋源與高頻頭是一體的。常見(jiàn)于KU波段的接收。
高頻頭
高頻頭是低噪聲下變頻器的俗稱(chēng)。它有多種形式,從極化方式可分為單極化和雙極化高頻頭;從本振個(gè)數(shù)上可分為單本振和雙本振高頻頭;從工作頻段上可分為單波段和雙波段高頻頭。
1、單極化高頻頭
只能接收一個(gè)線極化方向的信號(hào)。單極化高頻頭的饋電耦合。
2、雙極化高頻頭
可接收兩個(gè)線極化方向的信號(hào)。雙分為雙極化單輸出和雙極化雙輸出高頻頭。C波段雙極化單輸出高頻頭采用了雙本振結(jié)構(gòu),而KU波段雙極化單輸出高頻頭則靠直流供電電壓來(lái)選擇輸出。當(dāng)供電電壓為18V時(shí),輸出的是水平極化的信號(hào),供電電壓為13V時(shí)輸出垂直極化的信號(hào)。
3、單本振高頻頭
只提供一個(gè)本振頻率(在同一頻段內(nèi))的高頻頭。
4、雙本振高頻頭
在同一頻段內(nèi)可提供兩個(gè)本振頻率的高頻頭。雙分C波段和KU波段兩種形式。
對(duì)于雙極化單輸出的C波段高頻頭,兩個(gè)本振分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)極化,比如,水平極化對(duì)應(yīng)的本振為5150MHZ,則輸出的中頻在950-1450MHZ范圍內(nèi),而垂直極化對(duì)應(yīng)的本振頻率為5750MHZ,輸出的中頻為1550~2050MHZ。這樣就可以把3.7~4.2GHZ范圍內(nèi)的雙極化C波段信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?50~2050MHZ的中頻同時(shí)輸出,無(wú)需采取其它切換措施。此種類(lèi)型的特點(diǎn)是兩個(gè)本振是同時(shí)工作的。此高頻頭的工作模式。這種高頻頭的好處是只需向衛(wèi)星接收機(jī)連接一條電纜就能接收兩個(gè)極化上的信號(hào)。
KU波段高頻頭把KU波段頻率分為高、低二段,即10.7~11.8GHZ和1.7~12.75GHZ。對(duì)應(yīng)的本振頻率分別為9.75GHZ和10.6GHZ,二個(gè)本振的工作由0/22KHZ開(kāi)關(guān)來(lái)切換,所以?xún)蓚€(gè)本振始終只有一個(gè)在工作,這樣可以把整個(gè)KU波段頻率轉(zhuǎn)變?yōu)?50~2150MHZ接收機(jī)所能接收的中頻范圍內(nèi)。當(dāng)高頻頭無(wú)22KHZ脈沖輸入時(shí)其本振頻率為9.75MHZ,而當(dāng)高頻頭輸入22KHZ脈沖時(shí),其本振頻率為10.6GHZ。
5、單波段高頻頭
也就是只工作在一個(gè)波段的高頻頭。
6、雙波段高頻頭
可同時(shí)工作在C和KU兩個(gè)波段的高頻頭。通常是雙極化(又分為雙輸出和四輸出)高頻頭。
功分器
從分配的路數(shù)上可分為二功分、三功分、四功分、六功分和八功分等;從是否具有放大能力上可分為有源功分器和無(wú)源功分器;從向高頻頭直流供電的形式上可分為直流隔離式功分器和直流共電式功分器。
1、無(wú)源功分器
不能提供功率增益,無(wú)法彌補(bǔ)其插入損耗。
2、有源功分器
實(shí)際上是一個(gè)微帶放大器和一個(gè)無(wú)源功分器的組合,有一定的功率增益,可以彌補(bǔ)功分器的插入損耗。
3、直流隔離式功分器
只有一路直流通路通向高頻頭,其余各支路都是隔直流的。
4、直流共電式功分器
各支路均可向高頻頭提供直流電源。
切換開(kāi)關(guān)
切的開(kāi)關(guān)用來(lái)選擇來(lái)自不同高頻頭的下行信號(hào)。從輸入的路數(shù)上可分為二輸入和四輸入;從輸出的路數(shù)上可分為單輸出和多輸出;從控制方式上可分為電壓頻率信令控制和DISEQC控制。
一個(gè)四輸入四輸出的切換開(kāi)關(guān),具有矩陣式的切換模式,使用起來(lái)頗為靈活,但只能配接單極化單本振的高頻頭。
利用13V/18V電壓的切換和0/22KHZ單一頻率的有無(wú),結(jié)合0/12V控制電壓可以組合出形形色色的多選一切換開(kāi)關(guān)。這種控制方式稱(chēng)為電壓頻率信令控制。
衛(wèi)星電視接收機(jī)
從接收的信號(hào)上,可分為數(shù)字接收機(jī)和模擬接收機(jī),目前模擬機(jī)已基本上退出歷史舞臺(tái);從應(yīng)用的場(chǎng)合上,可分為工程機(jī)和家用機(jī);從有否射頻調(diào)制輸出上可分為單收機(jī)和調(diào)制輸出一體機(jī);從有否條件接收的功能上,可分為普通機(jī)和插卡機(jī)。從對(duì)條件接收制式的適應(yīng)性能上,插卡機(jī)又可分為CA機(jī)和CI(通用CA接口)機(jī)(俗稱(chēng)小卡機(jī)和大卡機(jī))。隨著數(shù)字電視的迅速推廣,帶有TS流輸出的接收機(jī)頗受歡迎,它輸出的TS流可直接送入數(shù)字有線電視前端的復(fù)用器,大大簡(jiǎn)化了信號(hào)的處理過(guò)程。
數(shù)字接收機(jī)的功能往往從其菜單上便可一目了然。
