船載衛(wèi)星電視天線信號(hào)傳輸方案研究

田懂勛

摘要船載衛(wèi)星電視天線往往需要為多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)提供電視信號(hào)，如何將采用不同極化方式的中頻衛(wèi)星信號(hào)同時(shí)從室外轉(zhuǎn)臺(tái)傳輸?shù)绞覂?nèi)是船載衛(wèi)星電視天線必須解決的技術(shù)難題。文章總結(jié)了四種傳輸方案，并分別介紹了各種方案的基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞船載天線；衛(wèi)星電視；信號(hào)傳輸

中圖分類號(hào)：TN913.32+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0056-02

船載衛(wèi)星電視天線是一種具有自動(dòng)搜尋、鎖定、跟蹤目標(biāo)衛(wèi)星功能的智能型衛(wèi)星天線，該設(shè)備安裝在船舶上，能夠根據(jù)船體的運(yùn)動(dòng)、搖擺情況，實(shí)時(shí)調(diào)整天線的接收角度，使天線始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星方向，從而保證衛(wèi)星信號(hào)的不間斷傳輸。隨著2008年中星九號(hào)衛(wèi)星升空，我國(guó)陸地衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度得到大幅度提高，使用小鍋收看衛(wèi)星電視成為現(xiàn)實(shí)。在此基礎(chǔ)上，廣播電視“村村通”、“戶戶通”、“漁船通”等工程得以快速推進(jìn)，我國(guó)船載衛(wèi)星電視天線產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機(jī)。

中星九號(hào)衛(wèi)星信號(hào)采用圓極化方式傳播，分為左旋圓極化和右旋圓極化，可通過(guò)給高頻頭供應(yīng)13 V/18 V電壓實(shí)現(xiàn)極化方式的切換。以“戶戶通”接收機(jī)為例，目前有33套電視電視節(jié)目分布在右旋信號(hào)，24套電視節(jié)目分布在左旋信號(hào)，用戶收看右旋信號(hào)的頻道時(shí)，接收機(jī)輸出13 V電壓給高頻頭，高頻頭接收右旋信號(hào)；用戶收看左旋信號(hào)的頻道時(shí)，接收機(jī)輸出18V電壓給高頻頭，高頻頭切換到左旋信號(hào)。對(duì)于家用固定衛(wèi)星電視天線，由于天線鍋便宜，往往一個(gè)天線鍋只配一個(gè)接收機(jī)使用，用戶可以通過(guò)遙控器控制衛(wèi)星接收機(jī)自由切換左旋信號(hào)和右旋信號(hào)，接收全套電視節(jié)目。但對(duì)于船載衛(wèi)星電視天線，天線價(jià)格較高，且船上電視往往不止一臺(tái)，一臺(tái)天線不可避免的要為多臺(tái)接收機(jī)提供信號(hào)，如何將左旋信號(hào)和右旋信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)绞覂?nèi)，是船載衛(wèi)星電視天線領(lǐng)域急需解決的難題。

1方案一：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+680°雙線繞線

所謂雙線是指衛(wèi)星信號(hào)從室外傳輸?shù)绞覂?nèi)，由兩根同軸電纜完成，一路傳輸左旋信號(hào)，一路傳輸右旋信號(hào)，進(jìn)入室內(nèi)后通過(guò)切換開(kāi)關(guān)，使信號(hào)傳輸給多臺(tái)接收機(jī)[1]。

圖1方案一系統(tǒng)連接圖

在這種情況下，每臺(tái)接收機(jī)都可以通過(guò)切換開(kāi)關(guān)選擇接收左旋信號(hào)或右旋信號(hào)，從而解決多臺(tái)接收機(jī)公用同一臺(tái)天線的問(wèn)題。

但船載衛(wèi)星天線在船上使用時(shí)，天線面通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)整接收角度，始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星方向，底座固定在安裝支架上與船舶一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)船舶轉(zhuǎn)向或掉頭時(shí)，天線的轉(zhuǎn)臺(tái)與底座之間會(huì)形成一個(gè)角度差，傳輸衛(wèi)星信號(hào)的兩根同軸電纜在通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)與底座的連接處時(shí)，會(huì)形成物理彎折。如果船舶連續(xù)轉(zhuǎn)向或掉頭，角度差持續(xù)累加，同軸電纜在物理彎折的作用下，很容易破損甚至完全斷裂。因此，使用此方案的船載衛(wèi)星天線會(huì)使用限位開(kāi)關(guān)對(duì)方位角進(jìn)行限制，旋轉(zhuǎn)角度范圍一般是0°~680°。這樣就會(huì)帶來(lái)一個(gè)弊端，當(dāng)船舶掉頭時(shí)，每次方位角超出0°~680°的旋轉(zhuǎn)范圍，天線都會(huì)強(qiáng)制性向反方向旋轉(zhuǎn)360°重新搜尋衛(wèi)星，從而導(dǎo)致電視信號(hào)中斷。

2方案二：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（rotary joint）是在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)能量傳輸?shù)囊环N裝置，既是在傳輸線的結(jié)構(gòu)非接觸條件下、旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)微波能量傳輸?shù)囊环N部件[2]。雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)能夠同時(shí)傳輸兩路衛(wèi)星信號(hào)，并且能夠進(jìn)行360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn)。

圖2方案二系統(tǒng)連接圖

左旋信號(hào)和右旋信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)后，同樣需要切換開(kāi)關(guān)供接收機(jī)選擇。該方案消除了雙線繞線方案存在的方位角度限位弊端，但雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)價(jià)格昂貴，無(wú)法在船載衛(wèi)星電視天線設(shè)備中普及使用。

3方案三：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+單通道旋轉(zhuǎn)接頭

單通道旋轉(zhuǎn)接頭能夠傳輸一路衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn)。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)比雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)低很多。但該方案只能將一路信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)。

圖3方案三系統(tǒng)連接圖

當(dāng)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)使用時(shí)，需要用功分器將衛(wèi)星信號(hào)分成多路，多臺(tái)接收機(jī)可以同時(shí)播放左旋信號(hào)的電視節(jié)目，或者同時(shí)播放右旋信號(hào)的電視節(jié)目。當(dāng)有人收看左旋頻道，有人收看右旋頻道時(shí)，根據(jù)高電壓優(yōu)先的原則，18 V電壓將會(huì)起到主導(dǎo)作用，使高頻頭輸出左旋信號(hào)，播放右旋頻道的接收機(jī)將出現(xiàn)信號(hào)中斷，接收左旋頻道的接收機(jī)可以正常使用。

4方案四：雙本振高頻頭+單通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

中星九號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率范圍11700 MHz~12200 MHz，只用了500 MHz帶寬。使用本振頻率為10750 MHz的高頻頭，經(jīng)下變頻后輸出950 MH~1450 MHz的中頻信號(hào)，傳輸給衛(wèi)星接收機(jī)。一般的衛(wèi)星接收機(jī)可支持的頻率輸入范圍是950 MHz~2150 MHz之間，有1200 MHz的帶寬，由此可見(jiàn)中星九號(hào)只用了接收機(jī)輸入范圍一部分頻率帶寬。

雙本振高頻頭是一種具備兩個(gè)本振頻率的下變頻器，可以一個(gè)本振頻率下變頻右旋信號(hào)，一個(gè)本振頻率下變頻左旋信號(hào)。以10750 MHz和13850 MHz兩個(gè)本振頻率為例，如右旋信號(hào)經(jīng)10750 MHz本振，采取低本振，輸出頻率范圍在950 MHz~1450 MHz，左旋信號(hào)經(jīng)13850 Mhz，采用高本振，輸出頻率范圍在1650 MHz~2150 MHz之間，再把兩路信號(hào)合并成一路信號(hào)輸出，通過(guò)一根同軸電纜和單通道旋轉(zhuǎn)接頭將左旋信號(hào)和右旋信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)绞覂?nèi)，即可解決多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)使用的信號(hào)沖突問(wèn)題。

圖4方案四系統(tǒng)連接圖

配合該方案使用的衛(wèi)星接收機(jī)跟常規(guī)的“戶戶通”接收機(jī)還有一定的區(qū)別，常規(guī)接收機(jī)只接收單一本振頻率信號(hào)，無(wú)論是播放左旋信號(hào)節(jié)目還是右旋信號(hào)節(jié)目，都采用10750 MHz本振頻率，而該方案采用的衛(wèi)星接收機(jī)，播放右旋信號(hào)節(jié)目時(shí)，使用10750 MHz本振頻率，播放左旋信號(hào)節(jié)目時(shí)，采用13850 MHz本振頻率。如此，接收機(jī)便可以同時(shí)接收左旋和右旋信號(hào)節(jié)目，實(shí)現(xiàn)自由切換。該方案經(jīng)實(shí)物測(cè)試，效果非常理想，但雙本振單輸出高頻頭的批量使用，受到一定的政策影響。

5結(jié)束語(yǔ)

以上四種方案基本涵蓋了當(dāng)前船載衛(wèi)星電視天線信號(hào)傳輸?shù)某Ｓ梅椒ǎ渲幸苑桨敢缓头桨溉膽?yīng)用尤為普遍。但方案一存在船舶掉頭時(shí)的信號(hào)中斷問(wèn)題，方案三存在多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)使用的沖突問(wèn)題，都稱不上是理想的解決方案，只因其成本低廉、原理簡(jiǎn)單得到了較普遍的應(yīng)用。方案二和方案四完全消除了方案一和方案三存在的缺陷，但方案二實(shí)現(xiàn)成本過(guò)高，非船載衛(wèi)星電視天線所能承受，無(wú)法得到普及應(yīng)用。方案四通過(guò)技術(shù)手段，解決了左旋信號(hào)和右旋信號(hào)在同一根線纜中傳輸?shù)膯?wèn)題，且成本低廉，是目前最理想的解決方案。相信隨著我國(guó)衛(wèi)星電視相關(guān)政策的不斷開(kāi)放，該方案將逐步在船載衛(wèi)星電視天線設(shè)備中得以普遍推廣，為解決我國(guó)廣大海上作業(yè)人員的精神文化生活帶來(lái)巨大的便利。

參考文獻(xiàn)

[1]沈永明主編.衛(wèi)星電視接收技術(shù)實(shí)用教程[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[2]范鴻健.航天器同軸式微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)特性研究[D].國(guó)防科技大學(xué)研究生院，2008.

endprint

摘要船載衛(wèi)星電視天線往往需要為多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)提供電視信號(hào)，如何將采用不同極化方式的中頻衛(wèi)星信號(hào)同時(shí)從室外轉(zhuǎn)臺(tái)傳輸?shù)绞覂?nèi)是船載衛(wèi)星電視天線必須解決的技術(shù)難題。文章總結(jié)了四種傳輸方案，并分別介紹了各種方案的基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞船載天線；衛(wèi)星電視；信號(hào)傳輸

中圖分類號(hào)：TN913.32+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0056-02

船載衛(wèi)星電視天線是一種具有自動(dòng)搜尋、鎖定、跟蹤目標(biāo)衛(wèi)星功能的智能型衛(wèi)星天線，該設(shè)備安裝在船舶上，能夠根據(jù)船體的運(yùn)動(dòng)、搖擺情況，實(shí)時(shí)調(diào)整天線的接收角度，使天線始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星方向，從而保證衛(wèi)星信號(hào)的不間斷傳輸。隨著2008年中星九號(hào)衛(wèi)星升空，我國(guó)陸地衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度得到大幅度提高，使用小鍋收看衛(wèi)星電視成為現(xiàn)實(shí)。在此基礎(chǔ)上，廣播電視“村村通”、“戶戶通”、“漁船通”等工程得以快速推進(jìn)，我國(guó)船載衛(wèi)星電視天線產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機(jī)。

中星九號(hào)衛(wèi)星信號(hào)采用圓極化方式傳播，分為左旋圓極化和右旋圓極化，可通過(guò)給高頻頭供應(yīng)13 V/18 V電壓實(shí)現(xiàn)極化方式的切換。以“戶戶通”接收機(jī)為例，目前有33套電視電視節(jié)目分布在右旋信號(hào)，24套電視節(jié)目分布在左旋信號(hào)，用戶收看右旋信號(hào)的頻道時(shí)，接收機(jī)輸出13 V電壓給高頻頭，高頻頭接收右旋信號(hào)；用戶收看左旋信號(hào)的頻道時(shí)，接收機(jī)輸出18V電壓給高頻頭，高頻頭切換到左旋信號(hào)。對(duì)于家用固定衛(wèi)星電視天線，由于天線鍋便宜，往往一個(gè)天線鍋只配一個(gè)接收機(jī)使用，用戶可以通過(guò)遙控器控制衛(wèi)星接收機(jī)自由切換左旋信號(hào)和右旋信號(hào)，接收全套電視節(jié)目。但對(duì)于船載衛(wèi)星電視天線，天線價(jià)格較高，且船上電視往往不止一臺(tái)，一臺(tái)天線不可避免的要為多臺(tái)接收機(jī)提供信號(hào)，如何將左旋信號(hào)和右旋信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)绞覂?nèi)，是船載衛(wèi)星電視天線領(lǐng)域急需解決的難題。

1方案一：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+680°雙線繞線

所謂雙線是指衛(wèi)星信號(hào)從室外傳輸?shù)绞覂?nèi)，由兩根同軸電纜完成，一路傳輸左旋信號(hào)，一路傳輸右旋信號(hào)，進(jìn)入室內(nèi)后通過(guò)切換開(kāi)關(guān)，使信號(hào)傳輸給多臺(tái)接收機(jī)[1]。

圖1方案一系統(tǒng)連接圖

在這種情況下，每臺(tái)接收機(jī)都可以通過(guò)切換開(kāi)關(guān)選擇接收左旋信號(hào)或右旋信號(hào)，從而解決多臺(tái)接收機(jī)公用同一臺(tái)天線的問(wèn)題。

但船載衛(wèi)星天線在船上使用時(shí)，天線面通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)整接收角度，始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星方向，底座固定在安裝支架上與船舶一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)船舶轉(zhuǎn)向或掉頭時(shí)，天線的轉(zhuǎn)臺(tái)與底座之間會(huì)形成一個(gè)角度差，傳輸衛(wèi)星信號(hào)的兩根同軸電纜在通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)與底座的連接處時(shí)，會(huì)形成物理彎折。如果船舶連續(xù)轉(zhuǎn)向或掉頭，角度差持續(xù)累加，同軸電纜在物理彎折的作用下，很容易破損甚至完全斷裂。因此，使用此方案的船載衛(wèi)星天線會(huì)使用限位開(kāi)關(guān)對(duì)方位角進(jìn)行限制，旋轉(zhuǎn)角度范圍一般是0°~680°。這樣就會(huì)帶來(lái)一個(gè)弊端，當(dāng)船舶掉頭時(shí)，每次方位角超出0°~680°的旋轉(zhuǎn)范圍，天線都會(huì)強(qiáng)制性向反方向旋轉(zhuǎn)360°重新搜尋衛(wèi)星，從而導(dǎo)致電視信號(hào)中斷。

2方案二：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（rotary joint）是在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)能量傳輸?shù)囊环N裝置，既是在傳輸線的結(jié)構(gòu)非接觸條件下、旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)微波能量傳輸?shù)囊环N部件[2]。雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)能夠同時(shí)傳輸兩路衛(wèi)星信號(hào)，并且能夠進(jìn)行360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn)。

圖2方案二系統(tǒng)連接圖

左旋信號(hào)和右旋信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)后，同樣需要切換開(kāi)關(guān)供接收機(jī)選擇。該方案消除了雙線繞線方案存在的方位角度限位弊端，但雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)價(jià)格昂貴，無(wú)法在船載衛(wèi)星電視天線設(shè)備中普及使用。

3方案三：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+單通道旋轉(zhuǎn)接頭

單通道旋轉(zhuǎn)接頭能夠傳輸一路衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn)。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)比雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)低很多。但該方案只能將一路信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)。

圖3方案三系統(tǒng)連接圖

當(dāng)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)使用時(shí)，需要用功分器將衛(wèi)星信號(hào)分成多路，多臺(tái)接收機(jī)可以同時(shí)播放左旋信號(hào)的電視節(jié)目，或者同時(shí)播放右旋信號(hào)的電視節(jié)目。當(dāng)有人收看左旋頻道，有人收看右旋頻道時(shí)，根據(jù)高電壓優(yōu)先的原則，18 V電壓將會(huì)起到主導(dǎo)作用，使高頻頭輸出左旋信號(hào)，播放右旋頻道的接收機(jī)將出現(xiàn)信號(hào)中斷，接收左旋頻道的接收機(jī)可以正常使用。

4方案四：雙本振高頻頭+單通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

中星九號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率范圍11700 MHz~12200 MHz，只用了500 MHz帶寬。使用本振頻率為10750 MHz的高頻頭，經(jīng)下變頻后輸出950 MH~1450 MHz的中頻信號(hào)，傳輸給衛(wèi)星接收機(jī)。一般的衛(wèi)星接收機(jī)可支持的頻率輸入范圍是950 MHz~2150 MHz之間，有1200 MHz的帶寬，由此可見(jiàn)中星九號(hào)只用了接收機(jī)輸入范圍一部分頻率帶寬。

雙本振高頻頭是一種具備兩個(gè)本振頻率的下變頻器，可以一個(gè)本振頻率下變頻右旋信號(hào)，一個(gè)本振頻率下變頻左旋信號(hào)。以10750 MHz和13850 MHz兩個(gè)本振頻率為例，如右旋信號(hào)經(jīng)10750 MHz本振，采取低本振，輸出頻率范圍在950 MHz~1450 MHz，左旋信號(hào)經(jīng)13850 Mhz，采用高本振，輸出頻率范圍在1650 MHz~2150 MHz之間，再把兩路信號(hào)合并成一路信號(hào)輸出，通過(guò)一根同軸電纜和單通道旋轉(zhuǎn)接頭將左旋信號(hào)和右旋信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)绞覂?nèi)，即可解決多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)使用的信號(hào)沖突問(wèn)題。

圖4方案四系統(tǒng)連接圖

配合該方案使用的衛(wèi)星接收機(jī)跟常規(guī)的“戶戶通”接收機(jī)還有一定的區(qū)別，常規(guī)接收機(jī)只接收單一本振頻率信號(hào)，無(wú)論是播放左旋信號(hào)節(jié)目還是右旋信號(hào)節(jié)目，都采用10750 MHz本振頻率，而該方案采用的衛(wèi)星接收機(jī)，播放右旋信號(hào)節(jié)目時(shí)，使用10750 MHz本振頻率，播放左旋信號(hào)節(jié)目時(shí)，采用13850 MHz本振頻率。如此，接收機(jī)便可以同時(shí)接收左旋和右旋信號(hào)節(jié)目，實(shí)現(xiàn)自由切換。該方案經(jīng)實(shí)物測(cè)試，效果非常理想，但雙本振單輸出高頻頭的批量使用，受到一定的政策影響。

5結(jié)束語(yǔ)

以上四種方案基本涵蓋了當(dāng)前船載衛(wèi)星電視天線信號(hào)傳輸?shù)某Ｓ梅椒ǎ渲幸苑桨敢缓头桨溉膽?yīng)用尤為普遍。但方案一存在船舶掉頭時(shí)的信號(hào)中斷問(wèn)題，方案三存在多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)使用的沖突問(wèn)題，都稱不上是理想的解決方案，只因其成本低廉、原理簡(jiǎn)單得到了較普遍的應(yīng)用。方案二和方案四完全消除了方案一和方案三存在的缺陷，但方案二實(shí)現(xiàn)成本過(guò)高，非船載衛(wèi)星電視天線所能承受，無(wú)法得到普及應(yīng)用。方案四通過(guò)技術(shù)手段，解決了左旋信號(hào)和右旋信號(hào)在同一根線纜中傳輸?shù)膯?wèn)題，且成本低廉，是目前最理想的解決方案。相信隨著我國(guó)衛(wèi)星電視相關(guān)政策的不斷開(kāi)放，該方案將逐步在船載衛(wèi)星電視天線設(shè)備中得以普遍推廣，為解決我國(guó)廣大海上作業(yè)人員的精神文化生活帶來(lái)巨大的便利。

參考文獻(xiàn)

[1]沈永明主編.衛(wèi)星電視接收技術(shù)實(shí)用教程[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[2]范鴻健.航天器同軸式微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)特性研究[D].國(guó)防科技大學(xué)研究生院，2008.

endprint

摘要船載衛(wèi)星電視天線往往需要為多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)提供電視信號(hào)，如何將采用不同極化方式的中頻衛(wèi)星信號(hào)同時(shí)從室外轉(zhuǎn)臺(tái)傳輸?shù)绞覂?nèi)是船載衛(wèi)星電視天線必須解決的技術(shù)難題。文章總結(jié)了四種傳輸方案，并分別介紹了各種方案的基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞船載天線；衛(wèi)星電視；信號(hào)傳輸

中圖分類號(hào)：TN913.32+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0056-02

船載衛(wèi)星電視天線是一種具有自動(dòng)搜尋、鎖定、跟蹤目標(biāo)衛(wèi)星功能的智能型衛(wèi)星天線，該設(shè)備安裝在船舶上，能夠根據(jù)船體的運(yùn)動(dòng)、搖擺情況，實(shí)時(shí)調(diào)整天線的接收角度，使天線始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星方向，從而保證衛(wèi)星信號(hào)的不間斷傳輸。隨著2008年中星九號(hào)衛(wèi)星升空，我國(guó)陸地衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度得到大幅度提高，使用小鍋收看衛(wèi)星電視成為現(xiàn)實(shí)。在此基礎(chǔ)上，廣播電視“村村通”、“戶戶通”、“漁船通”等工程得以快速推進(jìn)，我國(guó)船載衛(wèi)星電視天線產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機(jī)。

中星九號(hào)衛(wèi)星信號(hào)采用圓極化方式傳播，分為左旋圓極化和右旋圓極化，可通過(guò)給高頻頭供應(yīng)13 V/18 V電壓實(shí)現(xiàn)極化方式的切換。以“戶戶通”接收機(jī)為例，目前有33套電視電視節(jié)目分布在右旋信號(hào)，24套電視節(jié)目分布在左旋信號(hào)，用戶收看右旋信號(hào)的頻道時(shí)，接收機(jī)輸出13 V電壓給高頻頭，高頻頭接收右旋信號(hào)；用戶收看左旋信號(hào)的頻道時(shí)，接收機(jī)輸出18V電壓給高頻頭，高頻頭切換到左旋信號(hào)。對(duì)于家用固定衛(wèi)星電視天線，由于天線鍋便宜，往往一個(gè)天線鍋只配一個(gè)接收機(jī)使用，用戶可以通過(guò)遙控器控制衛(wèi)星接收機(jī)自由切換左旋信號(hào)和右旋信號(hào)，接收全套電視節(jié)目。但對(duì)于船載衛(wèi)星電視天線，天線價(jià)格較高，且船上電視往往不止一臺(tái)，一臺(tái)天線不可避免的要為多臺(tái)接收機(jī)提供信號(hào)，如何將左旋信號(hào)和右旋信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)绞覂?nèi)，是船載衛(wèi)星電視天線領(lǐng)域急需解決的難題。

1方案一：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+680°雙線繞線

所謂雙線是指衛(wèi)星信號(hào)從室外傳輸?shù)绞覂?nèi)，由兩根同軸電纜完成，一路傳輸左旋信號(hào)，一路傳輸右旋信號(hào)，進(jìn)入室內(nèi)后通過(guò)切換開(kāi)關(guān)，使信號(hào)傳輸給多臺(tái)接收機(jī)[1]。

圖1方案一系統(tǒng)連接圖

在這種情況下，每臺(tái)接收機(jī)都可以通過(guò)切換開(kāi)關(guān)選擇接收左旋信號(hào)或右旋信號(hào)，從而解決多臺(tái)接收機(jī)公用同一臺(tái)天線的問(wèn)題。

但船載衛(wèi)星天線在船上使用時(shí)，天線面通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)整接收角度，始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星方向，底座固定在安裝支架上與船舶一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)船舶轉(zhuǎn)向或掉頭時(shí)，天線的轉(zhuǎn)臺(tái)與底座之間會(huì)形成一個(gè)角度差，傳輸衛(wèi)星信號(hào)的兩根同軸電纜在通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)與底座的連接處時(shí)，會(huì)形成物理彎折。如果船舶連續(xù)轉(zhuǎn)向或掉頭，角度差持續(xù)累加，同軸電纜在物理彎折的作用下，很容易破損甚至完全斷裂。因此，使用此方案的船載衛(wèi)星天線會(huì)使用限位開(kāi)關(guān)對(duì)方位角進(jìn)行限制，旋轉(zhuǎn)角度范圍一般是0°~680°。這樣就會(huì)帶來(lái)一個(gè)弊端，當(dāng)船舶掉頭時(shí)，每次方位角超出0°~680°的旋轉(zhuǎn)范圍，天線都會(huì)強(qiáng)制性向反方向旋轉(zhuǎn)360°重新搜尋衛(wèi)星，從而導(dǎo)致電視信號(hào)中斷。

2方案二：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（rotary joint）是在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)能量傳輸?shù)囊环N裝置，既是在傳輸線的結(jié)構(gòu)非接觸條件下、旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)微波能量傳輸?shù)囊环N部件[2]。雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)能夠同時(shí)傳輸兩路衛(wèi)星信號(hào)，并且能夠進(jìn)行360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn)。

圖2方案二系統(tǒng)連接圖

左旋信號(hào)和右旋信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)后，同樣需要切換開(kāi)關(guān)供接收機(jī)選擇。該方案消除了雙線繞線方案存在的方位角度限位弊端，但雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)價(jià)格昂貴，無(wú)法在船載衛(wèi)星電視天線設(shè)備中普及使用。

3方案三：?jiǎn)伪菊窀哳l頭+單通道旋轉(zhuǎn)接頭

單通道旋轉(zhuǎn)接頭能夠傳輸一路衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行360°無(wú)限制旋轉(zhuǎn)。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)比雙通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)低很多。但該方案只能將一路信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)。

圖3方案三系統(tǒng)連接圖

當(dāng)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)使用時(shí)，需要用功分器將衛(wèi)星信號(hào)分成多路，多臺(tái)接收機(jī)可以同時(shí)播放左旋信號(hào)的電視節(jié)目，或者同時(shí)播放右旋信號(hào)的電視節(jié)目。當(dāng)有人收看左旋頻道，有人收看右旋頻道時(shí)，根據(jù)高電壓優(yōu)先的原則，18 V電壓將會(huì)起到主導(dǎo)作用，使高頻頭輸出左旋信號(hào)，播放右旋頻道的接收機(jī)將出現(xiàn)信號(hào)中斷，接收左旋頻道的接收機(jī)可以正常使用。

4方案四：雙本振高頻頭+單通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

中星九號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率范圍11700 MHz~12200 MHz，只用了500 MHz帶寬。使用本振頻率為10750 MHz的高頻頭，經(jīng)下變頻后輸出950 MH~1450 MHz的中頻信號(hào)，傳輸給衛(wèi)星接收機(jī)。一般的衛(wèi)星接收機(jī)可支持的頻率輸入范圍是950 MHz~2150 MHz之間，有1200 MHz的帶寬，由此可見(jiàn)中星九號(hào)只用了接收機(jī)輸入范圍一部分頻率帶寬。

雙本振高頻頭是一種具備兩個(gè)本振頻率的下變頻器，可以一個(gè)本振頻率下變頻右旋信號(hào)，一個(gè)本振頻率下變頻左旋信號(hào)。以10750 MHz和13850 MHz兩個(gè)本振頻率為例，如右旋信號(hào)經(jīng)10750 MHz本振，采取低本振，輸出頻率范圍在950 MHz~1450 MHz，左旋信號(hào)經(jīng)13850 Mhz，采用高本振，輸出頻率范圍在1650 MHz~2150 MHz之間，再把兩路信號(hào)合并成一路信號(hào)輸出，通過(guò)一根同軸電纜和單通道旋轉(zhuǎn)接頭將左旋信號(hào)和右旋信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)绞覂?nèi)，即可解決多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)使用的信號(hào)沖突問(wèn)題。

圖4方案四系統(tǒng)連接圖

配合該方案使用的衛(wèi)星接收機(jī)跟常規(guī)的“戶戶通”接收機(jī)還有一定的區(qū)別，常規(guī)接收機(jī)只接收單一本振頻率信號(hào)，無(wú)論是播放左旋信號(hào)節(jié)目還是右旋信號(hào)節(jié)目，都采用10750 MHz本振頻率，而該方案采用的衛(wèi)星接收機(jī)，播放右旋信號(hào)節(jié)目時(shí)，使用10750 MHz本振頻率，播放左旋信號(hào)節(jié)目時(shí)，采用13850 MHz本振頻率。如此，接收機(jī)便可以同時(shí)接收左旋和右旋信號(hào)節(jié)目，實(shí)現(xiàn)自由切換。該方案經(jīng)實(shí)物測(cè)試，效果非常理想，但雙本振單輸出高頻頭的批量使用，受到一定的政策影響。

5結(jié)束語(yǔ)

以上四種方案基本涵蓋了當(dāng)前船載衛(wèi)星電視天線信號(hào)傳輸?shù)某Ｓ梅椒?，其中以方案一和方案三的?yīng)用尤為普遍。但方案一存在船舶掉頭時(shí)的信號(hào)中斷問(wèn)題，方案三存在多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)使用的沖突問(wèn)題，都稱不上是理想的解決方案，只因其成本低廉、原理簡(jiǎn)單得到了較普遍的應(yīng)用。方案二和方案四完全消除了方案一和方案三存在的缺陷，但方案二實(shí)現(xiàn)成本過(guò)高，非船載衛(wèi)星電視天線所能承受，無(wú)法得到普及應(yīng)用。方案四通過(guò)技術(shù)手段，解決了左旋信號(hào)和右旋信號(hào)在同一根線纜中傳輸?shù)膯?wèn)題，且成本低廉，是目前最理想的解決方案。相信隨著我國(guó)衛(wèi)星電視相關(guān)政策的不斷開(kāi)放，該方案將逐步在船載衛(wèi)星電視天線設(shè)備中得以普遍推廣，為解決我國(guó)廣大海上作業(yè)人員的精神文化生活帶來(lái)巨大的便利。

參考文獻(xiàn)

[1]沈永明主編.衛(wèi)星電視接收技術(shù)實(shí)用教程[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[2]范鴻健.航天器同軸式微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)特性研究[D].國(guó)防科技大學(xué)研究生院，2008.

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