天線饋源與高頻頭

1、饋源饋源和高頻頭是衛(wèi)星接收設(shè)備中的組成部分.一般的衛(wèi)星接上設(shè)備由：拋物面天線、饋源、高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)組成.饋源：是在拋物面天線的焦點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)收集衛(wèi)星信號(hào)的喇叭，稱為饋源，又稱波紋喇叭。主要功能有倆個(gè)：一是將天線接收的電磁波信號(hào)收集起來(lái)，變換成信號(hào)電壓，供給高頻頭。二是對(duì)接收的電磁波進(jìn)行極化。高頻頭：（LNB亦稱降頻器）是將饋源送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行降頻和信號(hào)放大然后傳送至衛(wèi)星接收機(jī)。一般可分為C波段頻率 LNB(3.7GHz-4.2GHz、18-21V)和Ku波段頻率LNB(10.7GHz-12.75GHz、12-14V)。LNB的工作流程就是先將衛(wèi)星高頻訊號(hào)放大至數(shù)十萬(wàn)倍后再利用本地振蕩電路

2、將高頻訊號(hào)轉(zhuǎn)換至中頻950MHz-2050MHz，以利于同軸電纜的傳輸及衛(wèi)星接收機(jī)的解調(diào)和工作。在高頻頭部位上都會(huì)有頻率范圍標(biāo)識(shí)。饋源也稱集波器、饋波器，叫法較混亂，通常說(shuō)的饋源是指饋源盤，饋源系統(tǒng)則是饋源盤、極化器和過(guò)渡波導(dǎo)的總稱，有時(shí)也簡(jiǎn)稱為饋源；下圖為分體式饋源結(jié)構(gòu)圖。饋源盤又稱饋源揚(yáng)聲器，天線常用饋源盤形式有角錐揚(yáng)聲器、圓錐揚(yáng)聲器、開(kāi)口波導(dǎo)和波紋揚(yáng)聲器等。前饋饋源常采用波紋揚(yáng)聲器，又稱波紋盤；后饋饋源常用介質(zhì)加載型揚(yáng)聲器，它是在普通圓錐揚(yáng)聲器里面加上一段聚四氟乙烯襯套構(gòu)成的。  1平面波紋盤  用于正饋天線的波紋盤呈水平狀，有普通的兩環(huán)平面波紋盤，也有三環(huán)平面波紋盤

3、，四環(huán)平面波紋盤，但不常見(jiàn)。   2梯形波紋盤    用于偏饋天線的波紋盤呈梯形漏斗狀，愛(ài)好者常用此波紋盤配合C波段高頻頭，小型偏饋天線接收C波段信號(hào)，并稱之為高效饋源；實(shí)則是C波段偏饋饋源，是專門為用在偏饋天線上接收C波段信號(hào)而設(shè)計(jì)的，其原理和Ku波段一體化LNB上的饋源一樣，配合偏饋天線，能最大程度地吸收由天線面反射來(lái)的信號(hào)，提高集波效率。  常見(jiàn)的梯形波紋盤有三環(huán)的，還有采用五環(huán)的。  3復(fù)合波紋盤  為了能夠進(jìn)行相鄰衛(wèi)星間的雙星接收，市面上出現(xiàn)了一種雙星復(fù)合波紋盤，采用一次壓鑄成形，常用于一面天線接收100.5度E和

4、105.5度E兩顆衛(wèi)星的C波段節(jié)目，如百昌的OS226的雙星接收系統(tǒng)(見(jiàn)圖2)，它是由一個(gè)內(nèi)置022k切換電路的主收高頻頭OS226-1和副收高頻頭OS226-2及連接饋線組成，可接收經(jīng)度相差在5度，以內(nèi)兩顆衛(wèi)星上的C波段信號(hào)。圖2現(xiàn)代衛(wèi)星電視為了擴(kuò)大傳輸容量，采用兩個(gè)不同方式的極化波相互隔離的特性來(lái)傳送不同的節(jié)目，即頻率復(fù)用。在饋源系統(tǒng)中，采用極化器的目的就是為了實(shí)現(xiàn)雙極化接收。極化器采用90。移相器作為控制饋源系統(tǒng)的極化方向，選擇與衛(wèi)星電視信號(hào)一致的極化波，抑制其他形式的極化波，以獲得極化匹配，實(shí)現(xiàn)最佳接收。    常用的雙極化饋源有兩種類型，一種是饋源的兩個(gè)

5、法蘭盤位于同個(gè)平面上，而另一種是饋源的兩個(gè)法蘭盤位于相互垂直的平面上.  Ku波段雙極化饋源，此外還有將C、Ku波段雙極化饋源安裝在一起的組合式饋源。過(guò)渡波導(dǎo)的作用是固定極化方向，以便于高頻頭連接。由于衛(wèi)星電視發(fā)射信號(hào)具有極化性質(zhì)，接收天線必須與發(fā)射天線具有相同的極化和旋向特性，以實(shí)現(xiàn)極化匹配，從而接收全部能量。若部分匹配，則只能接收部分能量。根據(jù)數(shù)學(xué)理論，一個(gè)線極化波可以分解為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的圓極化波;一個(gè)圓極化波也可分解為相互正交的線極化波，所以接收線極化波的天線也可接收?qǐng)A極化波，接收?qǐng)A極化波的天線也可接收線極化波，但會(huì)有3dB的能量衰減。因此應(yīng)根據(jù)接收信號(hào)的波長(zhǎng)、頻率特性，選

6、擇過(guò)渡波導(dǎo)的尺寸大小和波導(dǎo)類形(圓形或矩形波導(dǎo))。  在實(shí)際應(yīng)用中，常采用圓矩變換器裝置，因?yàn)閱螛O化分體式高頻頭的輸入端為矩形波導(dǎo)，需在饋源內(nèi)部設(shè)有一個(gè)圓矩變換器，將圓形波導(dǎo)逐步地過(guò)渡到矩形波導(dǎo)。同時(shí)為了減少反射，保證阻抗匹配，在圓矩變換器內(nèi)設(shè)有阻抗變換器，它是由兩段長(zhǎng)度為4的過(guò)渡段組成，采用圓矩變換器之后，改變了波導(dǎo)的形狀，保證了阻抗匹配，同時(shí)也有利于極化方向的穩(wěn)定。  采用圓矩變換器裝置，既可收?qǐng)A極化信號(hào)又可收線極化信號(hào)。當(dāng)接收為圓極化波下行信號(hào)時(shí)，只要插入極化介質(zhì)片，就可以進(jìn)行圓一線極化轉(zhuǎn)換；去掉介質(zhì)片，即可接收線極化信號(hào)，兩者可以兼顧。  對(duì)于使用普通的線

7、極化的高頻頭，想要接收?qǐng)A極化信號(hào)，可采用自制極化片的方法，如C波段高頻頭，可插入一個(gè)有機(jī)玻璃作為介質(zhì)片；Ku波段高頻頭，則可插入一個(gè)打包帶，便可完成線一圓極化轉(zhuǎn)換。衛(wèi)星電視節(jié)目的接收，無(wú)論是現(xiàn)在使用的C波段，還是Ku波段，接收天線的主要形式都是拋物面天線。對(duì)于衛(wèi)星天線的調(diào)試，它包括天線的方向（仰角和方位角）、饋源的位置、極化取向和極化傾斜角調(diào)整等數(shù)項(xiàng)內(nèi)容（可根據(jù)相關(guān)材料查到所需信息）。調(diào)試天線一般在天線安裝場(chǎng)地進(jìn)行，首先要設(shè)置好衛(wèi)星接收機(jī)接收電視信號(hào)的數(shù)據(jù)參數(shù)，連接好衛(wèi)星接收天線上的LNB和衛(wèi)星接收機(jī)、電視監(jiān)視器的電纜，然后按照下面的步驟開(kāi)始調(diào)整天線。 、天線的固定 將天線連同支架安裝在天線座

8、架上。天線的方位通常有一定的調(diào)整范圍，應(yīng)保證在接收方向的左右有足夠的調(diào)整余地。對(duì)于具有方位度盤和俯仰度盤的天線，應(yīng)使用權(quán)之方位度盤的0°與正北方向，俯仰度盤的0°與水平面保持一致。正北方向的確定，一般采用指北針測(cè)出地磁北極，再根據(jù)當(dāng)?shù)氐拇牌侵颠M(jìn)行修正，也可利用北極星或太陽(yáng)確定。 較大的天線一般都采用分瓣包裝運(yùn)輸，故在安裝時(shí)，應(yīng)將各部分重新組裝起來(lái)。天線組裝后，型面的誤差、主面與副面之間的相對(duì)位置、饋源與副面的相對(duì)位置，均應(yīng)用專用工具進(jìn)行校驗(yàn)，保證誤差在允許的范圍內(nèi)。校驗(yàn)完畢，應(yīng)固緊螺栓。 天線饋源安裝是否合理，對(duì)天線的增益影響極大。對(duì)于前饋天線，應(yīng)合饋源的相位中心與拋物面

9、焦點(diǎn)重合；對(duì)于后饋天線，應(yīng)將饋源固定于拋物面頂部錐體的安裝孔上，并調(diào)整副反射面的距離，使拋物面能聚焦于饋源相位中心上。天線的極化器安裝于饋源之后。對(duì)于線極化（水平極化和垂直極化），應(yīng)使饋源輸出口的矩形波導(dǎo)窄邊與極化方向平行；對(duì)于圓極化波（如歷旋圓極化波），應(yīng)使矩形導(dǎo)波口的兩窄邊垂直線與移相器內(nèi)的螺釘或介質(zhì)片所在平面相交成45°角的位置。 、天線方向的調(diào)整 確定正南方向。先由當(dāng)?shù)卮牌悄曜冎岛蛥⒖寄曛担ú楸慝@得），計(jì)算當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的磁偏角（磁偏角=參考年值+年變值年差），然后再用羅盤（或指南針）確定地磁南極方向，最后用計(jì)算的磁偏角，修正地磁南極，得到正南方向（正南=地磁南極+磁偏角）。另外

10、，因?yàn)樘炀€座架的實(shí)際指向一般都對(duì)著正南方向，幫可直接以天線座架的指向作參考，進(jìn)行天線調(diào)整。 進(jìn)行方向調(diào)試。天線方向的調(diào)試，具體地說(shuō)就是根據(jù)事先算出的仰角和方位角，將天線的這兩個(gè)角度分別調(diào)到這兩個(gè)數(shù)值上，使之對(duì)準(zhǔn)所要接收的衛(wèi)星，接收到電視信號(hào)，這就是粗調(diào)。然后進(jìn)行細(xì)調(diào)，使所收的信號(hào)最佳。粗調(diào)是基礎(chǔ)，如何判斷天線的仰角和方位角已調(diào)到事先所算出的角度上呢？根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件和個(gè)人的不同條情況，可以有多種簡(jiǎn)易而有效的方法。 1、方位角的調(diào)整 天線安裝好以后，將高頻頭有標(biāo)牌的一面水平朝上，然后利用指南針找到正南方向，并在天線的立柱上做好正南的標(biāo)記。同時(shí)應(yīng)了解要找的衛(wèi)星方位角是正南的偏東或偏西多少度。然后找一

11、皮尺測(cè)量立柱的周長(zhǎng)為多少厘米，在用360度除以它，得到每厘米為多少度。然后再用方位角去除以每厘米對(duì)應(yīng)的度數(shù)，也就是得到了需要轉(zhuǎn)動(dòng)多少厘米。即可將天線轉(zhuǎn)動(dòng)到附近位置。 2、仰角的調(diào)整 經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算與實(shí)踐得出結(jié)論，仰角應(yīng)為：將計(jì)算出的仰角減去20度的值（因?yàn)椴捎玫牟煌炀€誤差在19度22度之間）。然后將指南針?lè)胖?，?xì)調(diào)仰角使指針為計(jì)算出的差值（誤差在正負(fù)1度之間），這一點(diǎn)是天線調(diào)試成敗的關(guān)鍵。 下面我們簡(jiǎn)單介紹一種方法量角器、垂線法： 用一個(gè)尺寸較大一點(diǎn)的量角器，稍作加工，即可制成一個(gè)方便實(shí)用的簡(jiǎn)易仰角測(cè)試器，不需作任何計(jì)算，仰角可直接隨時(shí)讀出（如圖三所示），在量角器的圓心處小心地鉆一小孔，將一根細(xì)

12、線固定在此，在細(xì)線的另一端系一小重物，仰角測(cè)試器就做好了。使用時(shí)如前述幾種方法一樣，將其直邊垂直地靠在圓盤平面上，并使量角器刻有0°的一端朝下。此時(shí)一邊轉(zhuǎn)動(dòng)天線的仰角一邊可以讀出仰角值來(lái)。 3、極化角的調(diào)整 天線指向調(diào)整前，高頻頭饋源波導(dǎo)口極化角P預(yù)置方向應(yīng)大致正確，待收到信號(hào)后再進(jìn)行細(xì)調(diào)，一般只需根據(jù)經(jīng)度差（經(jīng)度差=衛(wèi)星所在經(jīng)度-接收點(diǎn)經(jīng)度）正負(fù)，即可大致判斷極化角正負(fù)，經(jīng)度差為正時(shí)極化角也為正，經(jīng)度差為負(fù)時(shí)極化角也為負(fù)，經(jīng)度差絕對(duì)值越大極化角也越大。 根據(jù)資料可以知道極化角的參數(shù)?，F(xiàn)將高頻頭上有一橫線的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)天線支架上的0刻度線，人站在天線口的前面，當(dāng)極化角大于零度時(shí)，高頻頭順

13、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)極化角小于零度時(shí)，高頻頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)接收水平極化信號(hào)時(shí)，饋源波導(dǎo)口窄邊應(yīng)平行于地面，根據(jù)經(jīng)度差正負(fù)及其絕對(duì)值大小預(yù)置極化角P，待收到信號(hào)后再進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)接收垂直極化信號(hào)時(shí)饋源波導(dǎo)口寬邊應(yīng)平行于地面，根據(jù)經(jīng)度差正負(fù)及其絕對(duì)值大小預(yù)置極化角P。Ku波段通常采用饋源一體化高頻頭，為便于區(qū)別有的饋源一體化高頻頭在其端面有“Up”標(biāo)志（英文“向上”），標(biāo)有“Up”端面向上即為“水平極化”，旋轉(zhuǎn)90°即為“垂直極化”。 在進(jìn)行上述調(diào)整時(shí)，應(yīng)一邊緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)天線，一邊注意觀察電視監(jiān)視器的屏幕顯示和衛(wèi)星接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度指示條，注意調(diào)整到信號(hào)最強(qiáng)的位置固定這一項(xiàng)調(diào)整位置。調(diào)整時(shí)應(yīng)一個(gè)項(xiàng)目一

14、個(gè)項(xiàng)目順序進(jìn)行，每調(diào)整好一個(gè)調(diào)整點(diǎn)就固定住它，調(diào)整順序是：方位角仰角極化角，全部參數(shù)都整好后，最后將天線固定。 、高頻頭的安裝與調(diào)整： 高頻頭的安裝較為簡(jiǎn)單，將高頻頭的輸入波導(dǎo)口與饋源或極化器輸出波導(dǎo)口對(duì)齊，中間加密封橡膠墊圈，并用螺釘固緊。高頻頭的輸出端與中頻電纜線的播送相接擰緊，并敷上防水粘膠或橡皮防水套，加鋼制防水保護(hù)管套效果更理想。 數(shù)字衛(wèi)星電視接收時(shí)應(yīng)用數(shù)碼專用高頻頭（有的在高頻頭銘牌上注明“Digital”），由于不可避免的頻偏和漂移，為使接收機(jī)工作在最佳狀態(tài)應(yīng)對(duì)高頻頭輸出中頻頻率進(jìn)行微調(diào)。先讓它接收衛(wèi)星上的模擬信號(hào)，并降低或升高頻率（1?）MHz使噪聲點(diǎn)最小、圖像最佳，再轉(zhuǎn)回進(jìn)行

15、數(shù)字臺(tái)接收。避免使用劣質(zhì)高頻頭，這是數(shù)字衛(wèi)星接收質(zhì)量的保證。饋源盤是用來(lái)彌補(bǔ)正饋天線聚焦不良由于拋物面正饋天線(俗稱大鍋)，尤其是分瓣式正饋天線，精度一般都不太高，信號(hào)焦點(diǎn)常常會(huì)大于高頻頭的信號(hào)接收口，如果在高頻頭上正確安裝一個(gè)饋源盤，饋源盤就會(huì)把錯(cuò)過(guò)高頻頭的信號(hào)口的那部分信號(hào)再次反射回天線反射面（鍋面），信號(hào)經(jīng)過(guò)天線反射面再次聚焦，焦點(diǎn)就會(huì)更小，更容易進(jìn)入高頻頭的信號(hào)口，從而提高天饋系統(tǒng)信號(hào)的接收性能，由于天線精度，焦點(diǎn)形狀，高頻頭性能和饋源盤本身的面積、精度和安裝位置等原因影響，已安裝和沒(méi)安裝饋源盤的天線比較，信號(hào)接收性能大約提高2%到20%不等，具體需要嘗試。需要注意的是，對(duì)于一部分焦點(diǎn)

16、形狀不良和饋源盤質(zhì)量不好的天線，安裝饋源可能還要稍稍影響接收質(zhì)量。天線偏收衛(wèi)星時(shí)偏收頭上的饋源盤性能會(huì)因它跟主焦距離的增加而急劇下降天線偏收衛(wèi)星時(shí)如果偏收頭上也有饋源盤，那么偏收高頻頭上的饋源盤的性能會(huì)隨著它跟主焦點(diǎn)距離越來(lái)越遠(yuǎn)而直線下降，在距離大的時(shí)候，甚至它帶來(lái)的增益還不如它遮擋住的信號(hào)，所以偏收距離大，最好不要安裝饋源盤。每個(gè)天線偏收衛(wèi)星時(shí)偏收頭上的饋源盤位置和對(duì)信號(hào)的影響都不一樣，所以要在接收時(shí)嘗試來(lái)確定是否使用饋源盤。不過(guò)可以確定的是，偏收的饋源盤位置對(duì)信號(hào)的影響更加敏感，其是否跟天線面平行等原因都會(huì)對(duì)信號(hào)有一定的影響。另外經(jīng)過(guò)計(jì)算，偏收饋源盤的正確形狀已經(jīng)不是圓形平底，而應(yīng)該是隨著

17、跟主焦距離拉長(zhǎng)，越來(lái)越像被拉長(zhǎng)的水滴的形狀。如果有能力的朋友也可以自行嘗試制作，可以用光學(xué)法，作出來(lái)的形狀可以把光反射到天線面中心并形成一圓型。饋源盤并非越大越好饋源盤對(duì)信號(hào)的影響是一把雙刃劍，它提高了一些信號(hào)接收性能的同時(shí)，也阻擋了一部份信號(hào)，它能提高一些信號(hào)當(dāng)然是大家樂(lè)見(jiàn)的，不過(guò)如果它擋住的信號(hào)比它提升的信號(hào)還多的話，那饋源盤就失去作用，轉(zhuǎn)而變成累贅了。從具體使用中觀察，當(dāng)天線口徑越大，饋源盤效果越好，天線口徑越小，饋源盤效果不明顯，甚至不如不用。饋源盤對(duì)信號(hào)影響甚為微妙和精密由于饋源盤是反射經(jīng)過(guò)聚焦一次的信號(hào)，而高頻頭最后是接收饋源盤反射回天線面而再次聚焦的信號(hào)，此信號(hào)已匯聚、反射了三次

18、之多，就像一個(gè)超高倍望遠(yuǎn)鏡，一點(diǎn)點(diǎn)器材的晃動(dòng)都會(huì)對(duì)其效果造成非常大的影響。由于是多次反射，影響信號(hào)的原因變得交錯(cuò)和復(fù)雜。比如，饋源盤的高度，角度，深度，平整度，高頻頭的插入深度，插入饋源的角度，高頻頭的信號(hào)口是否圓滑平整，天線面中洞甚至都對(duì)信號(hào)有影響。而這一切影響的效果還是放大規(guī)模的，比如饋源盤一毫米(mm)的晃動(dòng)，可能對(duì)信號(hào)的影響是3到5厘米(cm)等級(jí)的，不可小視。一般來(lái)說(shuō)家用衛(wèi)星接收系統(tǒng)遠(yuǎn)沒(méi)那么精密，所以這也造成了饋源盤的性能下降，或?qū)π阅艿挠绊懞芷鸱欢?，這也是就造成很多朋友對(duì)饋源盤的印象偏激。還是那句話，一切要在實(shí)際情況中嘗試確定。莫忘調(diào)整好饋源盤的位置大家都知道天饋接收系統(tǒng)的大三角

19、（方位角、仰角、極化角），也有很多朋友也知道調(diào)整高頻頭的聚焦，不過(guò)大家別忘了，饋源盤也要有最佳的聚焦位置，不過(guò)由于天線支桿固定這個(gè)位置不太好調(diào)整，一般只能稍稍扭扭位置，大動(dòng)作只能換支桿，一般來(lái)說(shuō)大品牌正版天線饋源位置幾乎是正確的，作一些微調(diào)就可以，至于雜版天線就只能自己動(dòng)手改造了，沒(méi)辦法，這也符合少花錢多費(fèi)事的道理。不過(guò)由于各天線不同影響情況非常復(fù)雜，無(wú)法確定一至的位置，大家動(dòng)手試試吧，可以用光線法大概確定一下。還要順便說(shuō)一下，高頻頭在饋源盤里也是有方向，雖然可調(diào)空間不大，不過(guò)也是可調(diào)整大至上下左右，大家在調(diào)極化角時(shí)別忘了把高頻頭在饋源盤里的位置最佳化一下，擰緊饋源上固定高頻頭的螺絲時(shí)要注意，

20、可固定就好，別太用力，不然把高頻頭的信號(hào)口擠變形會(huì)影響信號(hào)接收偏饋天線簡(jiǎn)介 偏饋天線是相對(duì)于正饋天線而言，是指偏饋天線的饋源和高頻頭的安裝位置不在與天線中心切面垂直且過(guò)天線中心的直線上。因此，就沒(méi)有所謂饋源陰影的影響，在天線面積，加工精度，接收頻率相同的前提下，偏饋天線的增益大于正饋天線。 但無(wú)論正饋天線，還是偏饋天線，它們都是旋轉(zhuǎn)拋物面的截面，只是截取的位置不同而已。正饋天線是旋轉(zhuǎn)拋物面被與旋轉(zhuǎn)拋物面旋轉(zhuǎn)軸同心的圓柱面截得的那部分曲面，偏饋天線則是旋轉(zhuǎn)拋物面被與旋轉(zhuǎn)拋物面旋轉(zhuǎn)軸不同心的圓柱面截得的那部分曲面. 此外，正饋天線和偏饋天線的饋源和高頻頭的安裝位置必定在旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)上。這是由旋

21、轉(zhuǎn)拋物面的特性所決定的。即當(dāng)旋轉(zhuǎn)拋物面的旋轉(zhuǎn)軸指向衛(wèi)星時(shí)，電波經(jīng)拋物面反射后會(huì)聚于焦點(diǎn)，且行程相等，在此給出這個(gè)結(jié)論的數(shù)學(xué)證明，設(shè)有旋轉(zhuǎn)拋物面 Y2+Z2=4fX，旋轉(zhuǎn)拋物面的旋轉(zhuǎn)軸即X軸指向衛(wèi)星，衛(wèi)星在空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（a,0,0），由于a的數(shù)值非常大，可以認(rèn)為電波的入射方向與 X軸平行。不失一般性，以曲面同 XOY 平面相交的曲線 Y2=4fX 為例，如圖3 所示。在此曲線上任取一點(diǎn)A（X1,Y1），則衛(wèi)星電波經(jīng) A 點(diǎn)反射后到焦點(diǎn)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+

22、2X1f+f21/2 = a-X1+X1+f = a+f 可見(jiàn)，從衛(wèi)星發(fā)射的電波經(jīng)拋物面任一點(diǎn)反射后再到焦點(diǎn)的行程是一個(gè)定值。由此還可以看到，有關(guān)“只有當(dāng)焦距與天線口徑之比，即f/D=1/4時(shí)，從衛(wèi)星發(fā)射的電波經(jīng)拋物面任一點(diǎn)反射后再到焦點(diǎn)的行程才是一個(gè)定值”的說(shuō)法是一個(gè)錯(cuò)誤的概念。但f/D 是設(shè)計(jì)天線的一個(gè)重要參數(shù)，在饋源已經(jīng)確定的前提下，若 f/D的值過(guò)大，會(huì)造成天線后面的環(huán)境噪聲進(jìn)入饋源；若 f/D 的值過(guò)小，則導(dǎo)致天線邊緣反射的電波進(jìn)入不了饋源，降低天線的有效面積. 偏饋天線作為旋轉(zhuǎn)拋物面的一個(gè)截面，也一定服從上述結(jié)論。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)拋物面的旋轉(zhuǎn)軸指向衛(wèi)星時(shí)，電波經(jīng)偏饋天線反射后，一定會(huì)聚

23、于焦點(diǎn)，且電波行程相等，由于電波行程相等，因而到達(dá)饋源的電波都是同相的，使進(jìn)入波導(dǎo)的電波振幅加大，從而起到了能量會(huì)聚的作用。 基于這樣的原理，后來(lái)發(fā)展出一種多焦距的板式天線，但由于這種天線有帶寬的限制，應(yīng)用不廣。它的工作原理將在以后的文章中給予介紹。 今天，由于生產(chǎn)工藝的提高和產(chǎn)量的增加，雖然一個(gè)偏饋天線價(jià)格占整個(gè)接收系統(tǒng)的比重已愈來(lái)愈小，但在整個(gè)接收系統(tǒng)中卻起著關(guān)鍵的作用，因此，正確地認(rèn)識(shí)它的工作原理，對(duì)科學(xué)地“發(fā)燒”有積極的指導(dǎo)意義。 目前，市場(chǎng)上偏饋天線的品牌有很多，大多數(shù)產(chǎn)品可能由于廠家原因缺少比較全面的使用，安裝說(shuō)明，因此也沒(méi)有提供廣大愛(ài)好者關(guān)心的一個(gè)參數(shù)，焦距。由于不同生產(chǎn)廠生產(chǎn)的

24、天線，其參數(shù)不盡一致，故在此給出通過(guò)測(cè)量，計(jì)算偏饋天線焦距的一個(gè)方法。 首先，測(cè)量偏饋天線長(zhǎng)軸與天線外沿的兩個(gè)交點(diǎn) A、B 到饋源 F 的距離 AF、BF，再測(cè)量 AB 的長(zhǎng)度； 其次，將 AF、BF 代入方程組： AF = AFcos+2fBF = BFcos(+)+2f 式中，= arccos(AF2+BF2-AB2)/2AF*BF 連續(xù)口徑天線或天線陣的初級(jí)輻射器，如圖1a中照射拋物反射面的喇叭輻射器和圖1b中相控陣天線的喇叭輻射器等。常用的饋源型式除了喇叭天線外，還有帶反射圓盤的振子、縫隙天線、螺旋天線、對(duì)數(shù)周期天線和返射天線等。饋源是反射面天線或透鏡天線等天線的一個(gè)重要組成部分。它的

25、作用是將來(lái)自饋線的射頻功率以電磁波的形式向反射面或透鏡等輻射，使其在口徑上產(chǎn)生合適的場(chǎng)分布，以形成所需的銳波束或賦形波束；同時(shí)使由反射面或透鏡等邊緣外漏溢的功率盡量小，以期實(shí)現(xiàn)盡量高的增益。以旋轉(zhuǎn)拋物面天線（圖1a）為例，對(duì)半張角為m的拋物面，若要求獲得高增益,應(yīng)使饋源照射的功率經(jīng)反射后在拋物面口徑上形成均勻的分布，且只有小量的功率從拋物面邊緣向外漏溢。為此，要求饋源的方向圖主瓣寬度適當(dāng)，不宜過(guò)寬或過(guò)窄，在m方向的場(chǎng)強(qiáng)一般為軸向(0)場(chǎng)強(qiáng)的1/3左右（即約-10分貝），并且饋源的旁瓣和背瓣應(yīng)盡量小。同時(shí)，還要求饋源輻射的是球面波，以使經(jīng)拋物面反射后轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫娌?。這就是說(shuō)，饋源的相位方向圖應(yīng)為一

26、球面。這個(gè)球面的中心稱為相位中心。許多天線輻射的不是理想的球面波。這時(shí)要使在拋物面張角范圍內(nèi)的等相位面盡量接近于球面，這個(gè)球面的中心就是它的近似相位中心。此外，還要求饋源只輻射所需極化的波、與饋線匹配、能在給定的頻帶內(nèi)保持優(yōu)良的性能等，用作發(fā)射天線的饋源時(shí)還應(yīng)有足夠的功率容量。 一些特殊用途的天線對(duì)饋源還有特殊的要求。這時(shí)饋源往往連同傳輸線元件一起組成具有特定功能的饋源系統(tǒng)，例如單脈沖饋源系統(tǒng)（見(jiàn)單脈沖天線），多波束饋源系統(tǒng)（見(jiàn)多波束天線），頻率掃描饋源系統(tǒng)（見(jiàn)頻率掃描天線），頻譜復(fù)用饋源系統(tǒng)和多頻共用饋源系統(tǒng)等。 60年代以來(lái)，隨著衛(wèi)星通信、雷達(dá)和射電天文等技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多高效率饋源。

27、這類饋源具有軸對(duì)稱的振幅和相位方向圖和低旁瓣（在-25甚至-30分貝以下），從而使采用它的反射面天線等實(shí)現(xiàn)高增益、低噪聲和純極化。這類新型饋源有：多模喇叭、介質(zhì)環(huán)或介質(zhì)棒加載喇叭、波紋喇叭，以及綜合運(yùn)用上述技術(shù)的復(fù)合式多模喇叭等(圖2)。多模圓錐喇叭利用喇叭內(nèi)截面半徑或錐角的變化產(chǎn)生與主模TE11成適當(dāng)比例的高次模（如TM11等），以便合成軸對(duì)稱的喇叭方向圖。介質(zhì)環(huán)或介質(zhì)棒加載喇叭利用加載效應(yīng)來(lái)產(chǎn)生適當(dāng)比例的高次模。波紋圓錐喇叭的喇叭壁是帶有環(huán)形槽的波紋壁，當(dāng)槽深約為1/4波長(zhǎng)時(shí),波紋壁等效導(dǎo)納接近于零，在槽口處流入槽內(nèi)的電流也接近為零。這樣，在波紋壁上具有電和磁相同的邊界條件，從而獲得軸向?qū)?/p>

28、稱的方向圖。波紋喇叭雖然造價(jià)高，但方向圖對(duì)稱性好、旁瓣低、頻帶較寬，因而得到廣泛應(yīng)用。高頻頭高頻頭：俗稱調(diào)諧器，是電視高頻信號(hào)公共通道的第一部分，目前電視機(jī)使用的高頻頭一般分為數(shù)字信號(hào)高頻頭（簡(jiǎn)稱數(shù)字高頻頭）和模擬信號(hào)高頻頭（簡(jiǎn)稱模擬高頻頭）。 簡(jiǎn)單的講就是接受電視信號(hào)的調(diào)諧及高頻信號(hào)放大器。一.原理簡(jiǎn)介高頻頭稱低噪聲降頻器（LNB）。其內(nèi)部電路包括低噪聲變頻器和下變頻器，完成低噪聲放大及變頻功能，既把饋源輸出的4GHz信號(hào)放大，再降頻為950-2150MHz第一中頻信號(hào)。 高頻頭的作用就是將微弱的視頻信號(hào)進(jìn)行放大，并且對(duì)傳輸不穩(wěn)定引起的圖像變形與干擾進(jìn)行處理。視頻處理芯片決定影像的分辨率，而

29、高頻頭則決定影像的穩(wěn)定性。但高頻頭本身非常容易受電磁干擾，因此內(nèi)置電視卡一般會(huì)在高頻頭外面包裹一層金屬層，以屏蔽電磁干擾 數(shù)字高頻頭的作用是接收數(shù)字電視高頻信號(hào)，并進(jìn)行頻道選擇和高頻信號(hào)放大及變頻處理，有些還帶中頻信號(hào)放大和高頻數(shù)字信號(hào)解調(diào)功能，高頻數(shù)字信號(hào)經(jīng)解調(diào)后，輸出的數(shù)字信號(hào)為TS（Transport Stream）流，TS流：也叫傳輸流，它是以“幀”為單位的數(shù)字信號(hào)傳輸流，每一幀數(shù)字信號(hào)中含有同步頭、數(shù)據(jù)、結(jié)尾等信號(hào)，對(duì)于MPEG2數(shù)字信號(hào)，每幀信號(hào)是由長(zhǎng)度為188字節(jié)的二進(jìn)制信號(hào)包組成，其內(nèi)容含有一個(gè)或多個(gè)節(jié)目。這里“幀”的概念與電視圖像中的幀很類似，但內(nèi)容不相同，一幀MPEG2數(shù)字

30、信號(hào)對(duì)應(yīng)于一幀圖像來(lái)說(shuō)，只相當(dāng)于一幅圖像內(nèi)容中的幾個(gè)像素點(diǎn)。根據(jù)接收高頻數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式，數(shù)字高頻頭還分QPSK（Quadrature Phase Shift Keying正交鍵控調(diào)相）調(diào)制高頻頭和QAM（Quadrature Amplitude Modulation正交調(diào)幅）調(diào)制高頻頭。QPSK調(diào)制高頻頭主要用于衛(wèi)星電視信號(hào)接收；QAM調(diào)制高頻頭主要用于有線電視信號(hào)接收。 模擬高頻頭的作用是接收模擬電視高頻信號(hào)，并進(jìn)行頻道選擇、高頻信號(hào)放大及變頻處理，模擬高頻頭一般不帶中頻信號(hào)放大和高頻信號(hào)解調(diào)功能，因此模擬電視還需另外再加一個(gè)中頻放大器和高頻信號(hào)解調(diào)器。 一般模擬高頻信號(hào)的接收、放大、解

31、調(diào)等電路都需要嚴(yán)格調(diào)整才能符合整機(jī)的要求，因此很難把高頻信號(hào)接收、放大、解調(diào)等功能全部由高頻頭來(lái)完成，因此模擬高頻頭的主要任務(wù)主是選頻道，另外一個(gè)任務(wù)就是降頻，把接收到的高頻信號(hào)降低到一個(gè)固定頻率之上，這個(gè)固定頻率信號(hào)就是中頻信號(hào)，其頻率一般為38MHz。中頻信號(hào)對(duì)于視頻來(lái)說(shuō)，還是高頻信號(hào)，它還需要進(jìn)一步放大，然后才進(jìn)行解調(diào)和各種處理（如：同步分離、亮色信號(hào)分離等），中頻放大電路的任務(wù)主要就是中頻信號(hào)放大和音、視頻信號(hào)解調(diào)。另外，中頻放大對(duì)視頻信號(hào)解調(diào)也很特別，一般都用同步檢波，包絡(luò)失真非常小。中頻信號(hào)經(jīng)解調(diào)后輸出視頻信號(hào)和音頻信號(hào)，即AV信號(hào)，AV信號(hào)還需進(jìn)一步進(jìn)行彩色信號(hào)處理（解碼）才變成

32、R、G、B（紅綠藍(lán)）三基色信號(hào)。目前能接收數(shù)字信號(hào)（如衛(wèi)星電視）的電視不多，大多數(shù)是模擬電視。二.高頻頭常識(shí)每顆衛(wèi)星上通常擁有24個(gè)電視頻道，為充分利用這些頻道，以及避免相鄰頻道的相互干擾，通常將頻道順序按單、雙分開(kāi)，分別以不同極化方式的電磁波發(fā)射。因此，衛(wèi)星地面接收所使用的高頻頭（LNB），必須具備接收雙極化電磁波的能力，才能接收全部24個(gè)頻道的電視節(jié)目。1、什么是雙極性LNBF？這是一種不用伺服馬達(dá)的與饋源一體化的雙極性高頻頭，從LNB 圓波導(dǎo)口看進(jìn)去，您將看到兩個(gè)互相垂直的探針，用來(lái)分別接收垂直極化和水平極化的信號(hào)。2、如何避免電動(dòng)饋源對(duì)系統(tǒng)性能的危害？為什么說(shuō)卓異公司所配的Turbo-

33、1200 型LNBF 能避免（使用機(jī)械切換方式的）電動(dòng)饋源對(duì)系統(tǒng)性能造成的危害？ 在采用傳統(tǒng)的伺服馬達(dá)切換極化方向的系統(tǒng)中，無(wú)源探針和普通波導(dǎo)饋源喇叭會(huì)使系統(tǒng)等效噪聲溫度變壞很多，一個(gè)30°K的LNB 附加饋源喇叭就很容易變壞到50°K。雙極性LNB 是用波導(dǎo)中兩個(gè)有源探針直接拾取信號(hào)：避免了使用伺服馬達(dá)系統(tǒng)接收信號(hào)的損失，因此使用最新技術(shù)的雙極性高頻頭能獲得最好的效果。3、什么是“等效的”LNB 噪聲溫度？LNBF 噪聲溫度是LNB 和饋源喇叭噪聲溫度的總和：因此，它不同于LNB 噪聲溫度。“等效的”LNB 噪聲溫度可以用LNB LNBF 之間進(jìn)行適當(dāng)比較。4、LNBF如

34、何輸出兩種極性信號(hào)？LNBF輸出端只有一個(gè)F 連接頭，如何輸出兩種極性信號(hào)？ 這是利用來(lái)自接收機(jī)的13/18V 兩種可切換的供電電壓來(lái)確定所需要的是水平極化信號(hào)還是垂直極化信號(hào)。因此，它是通過(guò)LNBF 內(nèi)部的電子切換電路來(lái)選擇相應(yīng)信號(hào)的，保證了穩(wěn)定性和可靠性。5、探針轉(zhuǎn)動(dòng)是怎么回事？我們對(duì)LNBF 波導(dǎo)采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)，使兩個(gè)探針間的水平/垂直信號(hào)隔離度超過(guò)20dB 并獲得超低系數(shù)噪聲溫度，完全取代采用傳統(tǒng)電動(dòng)饋源的機(jī)械式轉(zhuǎn)動(dòng)探針結(jié)構(gòu)。6、這是轉(zhuǎn)換極性的最好方法？Aspen 雙極性LNBF 提供直接的極性切換，因此是一種完全的電子轉(zhuǎn)換系統(tǒng)， 它不存在電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置帶來(lái)的延遲。因此，消除了由探

35、針機(jī)械旋轉(zhuǎn)引起的圖象失真。當(dāng)改變頻道時(shí)，LNBF 可給用戶提供最清晰最舒適的圖象。三.高頻頭的安裝當(dāng)?shù)孛嫘l(wèi)星接收天線安裝完畢之后，就可著手安裝高頻頭LNBF ，具體步驟如下： （1）將LNBF 插入饋源盤中央的大圓孔中； （2）根據(jù)天線參數(shù)F/D值，將饋源盤凸緣端面對(duì)準(zhǔn)LNBF 側(cè)面的F/D 相應(yīng)刻度上； （3）使LNBF 頻端面上的“0”刻度垂直于水平面； （4）將饋源盤凸緣側(cè)面的制緊螺釘稍微擰緊； （5）把LNBF的IF輸出電纜與接收機(jī)的LNBF 輸入端口連接好。四.高頻頭位置的調(diào)整當(dāng)接收天線波束已調(diào)整對(duì)準(zhǔn)某顆衛(wèi)星后（天線調(diào)整方法請(qǐng)參閱PBI 超級(jí)系列極軸衛(wèi)星天線裝配與校準(zhǔn)手冊(cè)），便可使用

36、SL-100衛(wèi)星信號(hào)測(cè)試儀調(diào)整LNBF 的位置，此時(shí)應(yīng)將LNBF 的輸出電纜改接至SL-1000的輸入端，其步驟如下： （1）首先應(yīng)檢查饋源是否處于拋物面天線的中心，焦點(diǎn)是否正確，否則可以稍微調(diào)整饋源支撐桿：使之對(duì)準(zhǔn)（以信號(hào)最大為準(zhǔn)）。 （2）檢查L(zhǎng)NBF 側(cè)面的F/D刻度是否按天線所給參數(shù)F/D 對(duì)準(zhǔn)，為此可略微前后調(diào)整，使SL-1000信號(hào)顯示最大。 （3）衛(wèi)星發(fā)射的電視信號(hào)：只有在衛(wèi)星所在經(jīng)度的子午線上，其極化方向才完全是水平或垂直的，而在其他地區(qū)接收時(shí)，會(huì)略有偏差，在實(shí)際接收的情況下，應(yīng)稍微旋轉(zhuǎn)動(dòng)LNBF 的方向，以使信號(hào)最大，這時(shí)LNBF 頂端面上的刻度“0”可能不完全是垂直于水平面

37、。 （4）按動(dòng)衛(wèi)星接收機(jī)H/V 鍵，這時(shí)另一極化方向的信號(hào)亦應(yīng)是最佳的。高頻頭的作用就是將微弱的視頻信號(hào)進(jìn)行放大，并且對(duì)傳輸不穩(wěn)定引起的圖像變形與干擾進(jìn)行處理。視頻處理芯片決定影像的分辨率，而高頻頭則決定影像的穩(wěn)定性。但高頻頭本身非常容易受電磁干擾，因此內(nèi)置電視卡一般會(huì)在高頻頭外面包裹一層金屬層，以屏蔽電磁干擾衛(wèi)星電視信號(hào)的極化方式數(shù)極化是指電場(chǎng)的瞬時(shí)分量隨時(shí)間變化的方式或方向。極化大致可分為圓極化和線極化兩種，圓極化又分為左旋圓極化和右旋圓極化，它們用于早期的日本、韓國(guó)和俄羅斯衛(wèi)星，現(xiàn)已很少使用，線極化又分為垂直極化和水平極化兩種，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星信號(hào)傳輸當(dāng)中。本文重點(diǎn)談?wù)摼€極化的一些內(nèi)容

38、。天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。電場(chǎng)的方向就是天線極化方向。下圖示出了兩種基本的單極化的情況：垂直極化和水平極化。衛(wèi)星電視的極化接收在衛(wèi)星接收中，垂直極化和水平極化的接收是改變饋源的矩形（長(zhǎng)方形）波導(dǎo)口方向來(lái)確定接收的是垂直極化或水平極化。當(dāng)矩形波導(dǎo)口的長(zhǎng)邊平行于地面時(shí)接收的是垂直極化，垂直于地面時(shí)接收的是水平極化。極化方向（極化角）又因地而異有所偏差。因?yàn)榈厍蚴莻€(gè)球體，而衛(wèi)星信號(hào)的下行波束卻是水平直線傳播，這就造成不同方位角所收的同一極化信號(hào)有所不同，所以地理位置不同，所接收的信號(hào)極化方向也有所偏差。饋源的長(zhǎng)形波導(dǎo)口（極化方向）將不完全垂直或水平于地面。調(diào)整極化方向時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，與地面平行的振子接收的是水平極化，與地面垂直的振子接收的是垂