中波發(fā)射臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)的原理與使用

銀宇翔

(忻州中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，山西 忻州 034000)

所謂中波發(fā)射臺(tái)，就是指用專(zhuān)用設(shè)備，面向公眾無(wú)線(xiàn)傳送中波廣播節(jié)目的發(fā)射臺(tái)，中波廣播信號(hào)就是我們用普通收音機(jī)收到的廣播電臺(tái)的信號(hào)。中波發(fā)射臺(tái)為了給廣大聽(tīng)眾提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的廣播信號(hào)，就必須使用穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的信號(hào)源，而廣播電視衛(wèi)星提供的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量非常好，也非常穩(wěn)定，所以衛(wèi)星信號(hào)就成為中波發(fā)射臺(tái)使用的信號(hào)源之一。

1 衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)的組成原理

衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)由拋物面接收天線(xiàn)、低噪聲變頻器組件(即LNB，俗稱(chēng)高頻頭)、同軸饋線(xiàn)和衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)(也叫解調(diào)器)組成，其中拋物面天線(xiàn)和高頻頭一般安裝在室外，統(tǒng)稱(chēng)室外單元；衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)一般安裝在室內(nèi)，屬于室內(nèi)單元，室外單元和室內(nèi)單元由同軸饋線(xiàn)相連接，系統(tǒng)整體組成見(jiàn)圖1。

圖1 衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)的組成

2 衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)各部分的作用

拋物面天線(xiàn)：將天空來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)電磁波聚集起來(lái)反射到高頻頭。

高頻頭：將拋物面天線(xiàn)反射來(lái)的電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電信號(hào)，然后進(jìn)行放大和下變頻，產(chǎn)生第一中頻信號(hào)。

同軸饋線(xiàn)：將室外高頻頭輸出的中頻信號(hào)傳送至室內(nèi)衛(wèi)星接收機(jī)，同時(shí)把衛(wèi)星接收機(jī)提供給高頻頭的電源電壓送至高頻頭。

衛(wèi)星接收機(jī)：把高頻頭送來(lái)的中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后解調(diào)出我們所需要的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)，另外還負(fù)責(zé)給高頻頭提供電源[1]。

衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)的整體信號(hào)流程圖見(jiàn)圖2。

圖2衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)信號(hào)流程圖

3 衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)的安裝與調(diào)試注意事項(xiàng)

1) 質(zhì)量好的拋物面天線(xiàn)體積大，分量重，安裝室外單元一定要選好合適的地方，安裝拋物面天線(xiàn)的基座必須結(jié)實(shí)牢固，拋物面天線(xiàn)緊固螺栓必須牢固可靠，防止大風(fēng)刮偏拋物面方向。螺栓必須涂抹防銹黃油，防止螺栓生銹。

2) 拋物面天線(xiàn)方向的調(diào)整：首先要確定接收哪一顆衛(wèi)星上的信號(hào)，根據(jù)所接收衛(wèi)星的位置參數(shù)(衛(wèi)星星下點(diǎn)經(jīng)度)用相關(guān)公式(見(jiàn)下面計(jì)算公式)計(jì)算出拋物面天線(xiàn)的仰角E和方位角A，然后配合衛(wèi)星接收機(jī)顯示器所顯示的信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量慢慢來(lái)回微調(diào)，直到顯示器的畫(huà)面和聲音質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)，拋物面天線(xiàn)的方向就調(diào)好了，把天線(xiàn)固定好即可。

仰角計(jì)算公式：

方位角計(jì)算公式：

φ1為衛(wèi)星星下點(diǎn)經(jīng)度；φ2為拋物面天線(xiàn)所在位置經(jīng)度；θ為拋物面天線(xiàn)所在位置維度；r為地球半徑；h為衛(wèi)星距地球赤道距離。

3) 安裝高頻頭時(shí)要注意與天線(xiàn)饋源絕緣，固定一定要牢靠，高頻頭與同軸饋線(xiàn)的連接一定要牢靠。

4) 饋線(xiàn)要選擇優(yōu)質(zhì)的75Ω帶屏蔽的同軸電纜，饋線(xiàn)不要自然懸掛，要采用線(xiàn)卡、扎帶或穿線(xiàn)管固定好。

5) 室內(nèi)衛(wèi)星接收機(jī)的調(diào)試：接收機(jī)的調(diào)試比較簡(jiǎn)單，首先確定要接收的衛(wèi)星節(jié)目，然后把該節(jié)目的下行頻率、極化方式、符號(hào)率、本振頻率等幾項(xiàng)參數(shù)輸入衛(wèi)星接收機(jī)并保存即可[2]。

4 衛(wèi)星通信特有的現(xiàn)象：日凌

地球自轉(zhuǎn)的軌道與太陽(yáng)成23.5°的傾斜角，因此每年太陽(yáng)會(huì)在3月21日(春分)及9月23日(秋分)時(shí)經(jīng)過(guò)地球赤道上空。地球同步軌道通信衛(wèi)星位于離地球赤道上空約36，000公里的軌道位置上，與地球保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，每年春分和秋分前后，在衛(wèi)星地球站所在地的每天中午時(shí)分，衛(wèi)星將處在太陽(yáng)與地球之間的直線(xiàn)上。這時(shí)衛(wèi)星地球站天線(xiàn)在對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，使太陽(yáng)產(chǎn)生的強(qiáng)大的電磁波直接投射在地球站天線(xiàn)上。由于太陽(yáng)產(chǎn)生的電磁波頻譜很寬，因此，對(duì)地球站來(lái)說(shuō)，該電磁波是一個(gè)巨大的噪聲源，對(duì)其所接收的衛(wèi)星信號(hào)造成干擾從而使接收鏈路嚴(yán)重惡化甚至中斷，這種現(xiàn)象即稱(chēng)為衛(wèi)星通信的“日凌現(xiàn)象”。

由此可見(jiàn)，日凌現(xiàn)象是衛(wèi)星通信系統(tǒng)遇到的一種無(wú)法避免的自然現(xiàn)象。但日凌只影響衛(wèi)星地球站的下行鏈路，不影響其上行鏈路。它每年均會(huì)集中發(fā)生二次，即春分(3月21日)和秋分(9月23日)期間，每次約延續(xù)6天左右。每次發(fā)生日凌時(shí)，衛(wèi)星地球站會(huì)連續(xù)數(shù)天在同一時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)接收信號(hào)質(zhì)量下降或通訊中斷現(xiàn)象。因此，為保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出日凌發(fā)生的日期和時(shí)間(或查詢(xún)相關(guān)網(wǎng)站)，以便及時(shí)采取有效措施防范和降低日凌現(xiàn)象對(duì)衛(wèi)星通信電路的干擾。

5 故障排除

5.1 衛(wèi)星接收機(jī)沒(méi)有信號(hào)輸出

出現(xiàn)無(wú)信號(hào)輸出的主要原因和排除方法有：1) 衛(wèi)星接收機(jī)供電異常，檢修供電線(xiàn)路；2) 衛(wèi)星接收機(jī)損壞，更換或修復(fù)接收機(jī)；3) 同軸饋線(xiàn)兩頭接線(xiàn)端有一頭或兩頭都接觸不良，檢查并重新進(jìn)行連接；4) 同軸饋線(xiàn)內(nèi)部斷線(xiàn)，更換新饋線(xiàn)；5) 高頻頭松動(dòng)移位，調(diào)整高頻頭位置并緊固；6) 高頻頭損壞，更換新高頻頭；7) 拋物面天線(xiàn)方向偏移，重新調(diào)整天線(xiàn)方向；8) 拋物面天線(xiàn)表面有雜物或積雪，清除雜物、積雪；9) 拋物面天線(xiàn)與衛(wèi)星之間存在障礙物阻擋衛(wèi)星信號(hào)，移除障礙物；10) 衛(wèi)星接收機(jī)存儲(chǔ)的節(jié)目參數(shù)發(fā)生改變，重新調(diào)整節(jié)目參數(shù)。

5.2 信號(hào)弱，不穩(wěn)定

出現(xiàn)信號(hào)弱或者不穩(wěn)定，產(chǎn)生的原因和排除方法主要有：1) 拋物面天線(xiàn)方向輕微偏移，重新調(diào)整天線(xiàn)方向；2) 拋物面天線(xiàn)表面有雜物或積雪，清除雜物、積雪；3) 拋物面天線(xiàn)與衛(wèi)星之間存在障礙物阻擋衛(wèi)星信號(hào)，移除障礙物；4) 刮風(fēng)引起拋物面天線(xiàn)晃動(dòng)；5) 高頻頭性能下降，更換高頻頭；6) 同軸饋線(xiàn)出現(xiàn)老化，性能下降，更換新饋線(xiàn)；7) 同軸饋線(xiàn)接線(xiàn)端子接觸不良，檢查并重新連接；8) 衛(wèi)星接收機(jī)性能下降，更換新的衛(wèi)星接收機(jī);9) 衛(wèi)星廣播處于日凌期，切換至其他信號(hào)源。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)的原理、使用注意事項(xiàng)和故障產(chǎn)生的原因以及排除故障的方法所做的詳細(xì)分析，可以使廣大用戶(hù)快速診斷故障所在，從而節(jié)省時(shí)間，提高效率，提高維護(hù)質(zhì)量。