第四章衛(wèi)星接收系統(tǒng)(衛(wèi)星天線與高頻頭)

第四章衛(wèi)星接收系統(tǒng)系統(tǒng)組成:天線、饋源、高頻頭、衛(wèi)星接收機、功分器。衛(wèi)星接收天線：工作原理、主要參數、饋源高頻頭：框圖、特性參數衛(wèi)星接收機：工作原理、特性參數功分器：特性參數、無源功分、有源功分

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播1補充：接收衛(wèi)星電視信號的簡易步驟1、天線、高頻頭、接收機、監(jiān)視器的正確物理鏈接。（1）安裝好高頻頭（2）電纜連接高頻頭和衛(wèi)星接收機的輸入口。（3）衛(wèi)星接收機的輸出接監(jiān)視器。2、設置衛(wèi)星接收機按下菜單設置衛(wèi)星天線：主要是高頻頭的本振頻率，C波段是5150MHz，Ku波段看高頻頭上的標識。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播2補充：接收衛(wèi)星電視信號的簡易步驟2、設置衛(wèi)星接收機按下菜單設置衛(wèi)星天線：主要是高頻頭的本振頻率，C波段是5150MHz，Ku波段看高頻頭上的標識。添加衛(wèi)星轉發(fā)器：主要設置下行頻率，符號率3、調衛(wèi)星天線（1）確定衛(wèi)星的位置：根據經度和緯度確定仰角和方位角。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播3補充：接收衛(wèi)星電視信號的簡易步驟3、調衛(wèi)星（2）細調衛(wèi)星2023/2/6數字衛(wèi)星廣播44.1衛(wèi)星接收天線1、廣泛使用的衛(wèi)星接收天線為反射面天線，由反射面和饋源組成。2、分類：按反射面與饋源的相對位置分為：前饋、后饋和偏饋天線。幻燈片3按工作原理分為：旋轉拋物面（前饋天線）、卡塞格倫幻燈片4、格里高利幻燈片5、球形反射面天線。3、作用：收集電磁波2023/2/6數字衛(wèi)星廣播5卡賽格倫格里高利4．1．1工作原理反射面天線工作原理分析方法：幾何光學法、口面場積分法、口面電流法。幾何光學法兩個基本出發(fā)點：①光線沿直線傳播②入射角等于反射角2023/2/6數字衛(wèi)星廣播104．1．1工作原理一、旋轉拋物面天線旋轉拋物面天線（直徑1-4.5米），又稱為前饋天線。1、拋物線定義：到一個定點（焦點）和一條直線（準線）等距離的點的運動軌跡。2、拋物面形成：拋物線沿對稱軸旋轉一周3、拋物線方程：

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播f—拋物線焦距4．1．1工作原理4、旋轉拋物面的四個幾何參數：焦距f、口面直徑d、口面半張角θ0、拋物面厚度W。

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播12幾何參數之間的關系式：一、旋轉拋物面天線4．1．1工作原理5、旋轉拋物面的焦距口徑比是天線的一項基本參數。①f=0.25d中焦天線②f小于0.25d短焦天線③f大于0.25d長焦天線f=0.38d天線性能最好

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播13一、旋轉拋物面天線4．1．1工作原理6、拋物線的兩個重要幾何光學性質：①平行于拋物線對稱軸方向入射的射線經拋物線反射后一定經過焦點。證明：α=β②平行于拋物線對稱軸方向入射的射線經拋物線反射后經過焦點時，所走路程是相同的。證明：2023/2/6數字衛(wèi)星廣播14一、旋轉拋物面天線準線4．1．1工作原理7、旋轉拋物面天線的工作原理：天線對準衛(wèi)星時，衛(wèi)星發(fā)射的電磁波平行于天線的軸線傳播，經反射面反射后同相聚焦。同相聚焦兩層含義：①電波傳輸距離相同，相位相同；②所有反射線都經過焦點處聚焦。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播15一、旋轉拋物面天線天線的軸線偏離衛(wèi)星方向，就形成散焦。發(fā)射和接收狀態(tài)相類似一、旋轉拋物面天線二、卡塞格倫天線1、組成卡塞格倫天線是雙反射面天線。它由主反射面、副反射面和饋源三部分組成。主反射面是旋轉拋物面，副反射面是旋轉雙曲面。2、主面的3個幾何參數：焦距f、直徑d、口面半張角。3、副面有兩個焦點：虛焦點和實焦點。虛焦點的位置與主面焦點重合。卡塞格倫天線饋源放置在副面實焦點。

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播17二、卡塞格倫天線二、卡塞格倫天線4、雙曲線的兩個重要幾何光學性質：①對準虛焦點發(fā)出的射線經過雙曲線反射之后，必然經過實焦點②從反射點到兩個焦點的行程差為常數，對于電磁波來說就是相位差為常數。雙曲面的作用是將焦點進行搬移。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播19三、格里高利天線1、組成格里高利天線是雙反射面天線。它由主反射面、副反射面和饋源三部分組成。主反射面是旋轉拋物面，副反射面是凹橢球面

。2、主面的3個幾何參數：焦距f、直徑d、口面半張角。3、副面有兩個實焦點：焦點F1和焦點F2。焦點F1的位置與主面焦點F重合。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播20三、格里高利天線格里高利天線有兩個實焦點，一個用于發(fā)射，另一個用于接收。收發(fā)共用通?？梢詫⒔邮震佋窗卜旁诮裹cF1處，由于這個位置同時也是主面的焦點，因此接收天線就是一個旋轉拋物面天線；而發(fā)射饋源則安放在焦點F2處。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播21三、格里高利天線三、格里高利天線4、橢球的幾何光學性質：①從一個焦點發(fā)出的射線經過凹橢球面反射之后，必然經過另一個焦點。②從反射點到兩個焦點的行程之和為常數，對電磁波來說相位為常數。凹橢球面的作用是將發(fā)射饋源從焦點F2變換到主反射面焦點。于是對于發(fā)射天線來說，從焦點F2處發(fā)出的射線經過凹橢球面反射之后，同相聚焦在焦點fI處(即主面的焦點處)，然后經過主面反射之后形成平面電磁波2023/2/6數字衛(wèi)星廣播23四、偏饋天線1、前饋天線由于饋源阻擋，后饋天線由于反射面的阻擋，效率降低。2、偏饋天線截取前饋和后饋天線的一部分構成。雙反射面的偏饋天線是格里高利型。

3、偏饋天線存在偏饋角。4、按口面形狀，偏饋天線分為橢圓形口面和圓形口面。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播24五、球形反射面球形反射面是球面的一部分，可用一副天線同時接收多顆衛(wèi)星。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播254．1．2主要參數

天線的主要參數：增益、方向圖、半功率角、等效噪聲溫度一、增益G1、接收天線增益的定義：設從空間各個方向上傳來的電磁波場強相同，天線在某一方向上接收時，向負載輸出的功率與一個理想無損耗天線在該處各個方向接收時，輸入到負載中的功率平均值之比。即：天線增益指定向天線較全向天線對電磁波接收能力大的程度。接收天線增益最大的方向稱為天線的最大接收方向。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播264．1．2主要參數

2、表達式2023/2/6數字衛(wèi)星廣播27dBλ：天線的工作波長C波段：fo=4GHZ、λ=0.075mKu波段：fo=12GHZ、λ=0.025mγ：天線的效率A：天線的口面面積天線的口面面積是垂直于電波傳播方向上的天線的橫截面面積。天線的口面面積越大，就反映了天線能夠截獲的電磁波能量越多，因此天線輸出電平就越強，天線的增益也就越高。一、增益G4．1．2主要參數

3、天線的口面效率2023/2/6數字衛(wèi)星廣播28天線的優(yōu)劣就是由天線的口面效率來確定的。天線的口面效率主要依靠測量確定。衛(wèi)星天線的口面效率受很多因素的影響，饋源的性能對天線的口面效率的影響起主導作用。γ=50～70％50％：合格;60％：良好;70％：優(yōu)良4、對圓形口面的衛(wèi)星天線，增益表達式：

（dB）d：圓形口面的直徑一、增益G4．1．2主要參數

二、方向圖與方向函數2023/2/6數字衛(wèi)星廣播291、衛(wèi)星天線的方向圖：反映了天線增益隨方向的變化。為了方便，通常采用相對增益的概念來畫天線的方向圖，相對增益Gr的定義是Gr=G（θ）-GmaxGmax表示最大接收方向上天線的增益，G（θ）表示天線增益隨方向的變化。4．1．2主要參數

二、方向圖與方向函數2023/2/6數字衛(wèi)星廣播302、坐標系內衛(wèi)星天線的方向圖：主瓣:包含最大接受方向旁瓣：其余的瓣后瓣：與主瓣方向相差180度4．1．2主要參數

二、方向圖與方向函數2023/2/6數字衛(wèi)星廣播313、幾個參數（1）半功率角：衡量主瓣的參數，記為HP。定義為天線的相對增益比最大值下降3dB的點對應的角。即：只要方向偏離主瓣中心到達半功率角數值的一半，天線的實際增益就要下降3dB以上。所以：天線主瓣的中心應該對準接收的衛(wèi)星。4．1．2主要參數

二、方向圖與方向函數2023/2/6數字衛(wèi)星廣播323、幾個參數（2）旁瓣電平：衡量旁瓣(后瓣)的參數叫做天線的旁瓣電平，記為SLL。定義是某個旁瓣中心方向上的增益與最大增益之間的差。天線的后瓣和旁瓣都反映了天線接收干擾信號的能力。為有效地抑制干擾，希望天線的旁瓣電平越小越好。天線的旁瓣電平可以有苦干個，對于衛(wèi)星接收天線來說．影響最大的往往是緊靠著主瓣的“第一旁瓣”4．1．2主要參數

二、方向圖與方向函數2023/2/6數字衛(wèi)星廣播333、幾個參數在我國關于衛(wèi)星接收天線的國家標準中對天線的第一旁瓣電平提出了具體的要求：5m直徑以上的天線，SLL1<-14dB；4.5m直徑以下的天線，SLL1＜-12dB。（3）天線半功率角的近似計算d：圓形四面天線的直徑，單位為m；λ:天線的工作波長思考：小口徑的天線好調還是大口徑的好調？

由于小口徑天線的半功率角比較大，因此在調整天線的指向時是比較容易的，同時對衛(wèi)星的漂移不太敏感；而大口徑天線的情況正好相反，由于其半功率角比較小，故在調整天線的指向時是比較困難的，且對衛(wèi)星的漂移比較敏感。出于上述的原因，很多大口徑的天線，如c波段內7m以上的天線通常要安裝自動跟蹤裝置。4．1．2主要參數

三、天線的等效噪聲溫度（TA）2023/2/6數字衛(wèi)星廣播351、天線的等效噪聲溫度反映了天線接收下來并傳送給匹配負載的噪聲功率的大小。2、表達式天線送給高頻頭的噪聲功率與天線等效噪聲功率的關系：Pn=kTAB（W）k：玻爾茲曼常數1.38×10-23（J/K）B：接收系統(tǒng)帶寬4．1．2主要參數

3、天線等效噪聲溫度的測量曲線2023/2/6數字衛(wèi)星廣播36人們經過大量的實際測量發(fā)現，盡管影響天線噪聲溫度的因素很多，但其中天線的仰角和工作波長兩項因素對噪聲溫度影響為最大。三、天線的等效噪聲溫度（TA）4．1．3饋源

用于發(fā)射時，饋源系統(tǒng)將功率轉化為電磁波。用于接收時，饋源系統(tǒng)將電磁波轉化為電功率。

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播37復習：反射面天線是由反射面和饋源兩部分組成的，而饋源本身就是一副小型天線。衛(wèi)星接收天線使用的饋源大多為喇叭天線。4．1．3饋源

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播38一、喇叭天線與波導1、喇叭天線就是波導的開口面逐漸擴大形成的。2、波導是矩形或圓形的金屬管，傳播的電磁波稱為導行波。矩形波導的主模為TE10波，為橫電波。圓形波導的主模為TE11波，為橫電波。3、標準矩形波導內壁的寬邊和窄邊長度為2：1。4、矩形波導是線極化的，電場的極化方向為波導的窄邊方向。對調整饋源很重要。圓形波導基本也是線極化。5、波導相當于高通濾波器。4．1．3饋源

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播396、圓形波導是衛(wèi)星天線饋源的核心組成部分。圓形波導(圓波導)可以發(fā)射電磁波，同時也可以接收電磁波。由于圓波導的結構是完全對稱的，因此它既可以接收(發(fā)射)圓極化波，也可以接收(發(fā)射)線極化波。7、圓形波導的不足

圓形波導的開口面又稱為波導輻射器，它可以輻射或接收電磁被，因此是一種最簡單的口面天線形式。波導的開口面是一種弱方向性的天線，它存在著兩個明顯的不足之處：①由于波導開口面的面積有限，因此其增益比較低。②由于波導內的波阻抗與自由空間的波阻抗不匹配，因此在口面上存在著比較強的反射波，這樣就會影響天線的口面效率。由于上述的原因，開口波導很少直接作為饋源使用。一、波導與喇叭天線4．1．3饋源

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播408、解決的辦法將波導的開口面逐漸地擴大，就形成了所謂的喇叭天線。喇叭天線的口面面積較大，因此與開口波導相比，喇叭天線的增益較高；另外在喇叭天線中，波阻抗是逐漸地由波導的波阻抗過渡到自由空間的波阻抗，阻抗匹配狀況有了很大的改進，因此口面上的反射系數比較小。衛(wèi)星接收或發(fā)射天線廣泛使用喇叭天線作為饋源，喇叭天線的核心部分是一個直徑為0.6λ至1.1λ的圓波導。一、波導與喇叭天線4．1．3饋源

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播419、圓喇叭的結構

圓喇叭的結構如圖4-16所示。因喇叭內傳播的電波模式為TE11被，與圓波導中的主模是一樣的。一、波導與喇叭天線二、前饋饋源1、前饋饋源多采用90度波紋喇叭，既可以接受線極化波，也可以接受圓極化波。由圓波導、波紋、圓矩變換段和法蘭盤組成。2、圓波導：是饋源的核心部分,饋源的相位中心在波導口面的內側，距離口面很近，安裝饋源時應該將相位中心調整到反射而的焦點f處，這樣才能保證饋源的縱向安裝誤差為零。4、90度波紋喇叭：為了提高饋源的效率、減小口面的反射、改善饋源的方向圖，在圓波導的外部安裝一個或多個波紋，構成90度波紋喇叭。4．1．3饋源

二、前饋饋源5、90度波紋的作用：在波紋內激勵的TE10波和TE11波疊加，使得波紋口面的場分布均勻；改善了饋源和自由空間波阻抗匹配狀況；在正負50度范圍內保證饋源的方向函數基本不變。前饋式衛(wèi)星接收天線大多采用它作90度波紋喇叭。6、法蘭盤、圓矩變換作為衛(wèi)星接收天線，饋源是通過法蘭盤與高頻頭連接在一起的，由于高頻頭的輸入端為矩形波導，因此在饋源內部必須要設有一個圓矩變換段，將圓形波導逐步地過渡到矩形波導。4．1．3饋源

4．1．3饋源從波導的正前方觀察，圓波導中心有一條短的豎線，它是高頻頭輸入端內的探針。它的方向就是天線的極化方向。阻抗變換器：圓波導和矩形波導的幾何形狀不同，它們的波阻抗也不同，為了減少反射，保證波阻抗匹配，在圓矩變換段內設有阻抗變換器，它是由兩段長度為λ／4的過渡段組成。根據傳輸線理論，長度為λ

／4的波導或饋線本身就構成了阻抗變換器。采用圓矩變換之后，改變了波導的形狀，保證了阻抗匹配，同時還有利與極化方向的穩(wěn)定。二、前饋饋源三、后饋饋源1、后饋饋源是安裝在主反射面上的，因此其長度不大受到限制。2、后饋饋源的形式有圓喇叭、階梯喇叭、變張角喇叭、介質加載喇叭和波紋喇叭等幾種。3、目前，效率最高的后饋饋源形式為波紋喇叭。卡賽格倫天線中使用波紋喇叭作為饋源，天線總的效率可達75%～85%。雖然波紋喇叭的性能是最好的，但是由于其結構復雜，機械加工有相當的難度，因此限制了它的廣泛使用。4．1．3饋源四、圓極化波的接收1、優(yōu)點：接收天線調整相對簡單一些。2、不便：衛(wèi)星接收系統(tǒng)之中的高頻頭都是線極化的，為了接收圓極化波就必須在高頻頭之前將圓極化波轉變成為線極化波。3、辦法：圓極化波轉換為線極化波：圓極化波是由兩個幅度相同、方向互相垂直、相位相差90度的線極化波組成的，因此如果能改變兩個線極化波的相位差，設法使其向相，這樣兩個線極化波疊加之后就仍為線極化波。4．1．3饋源四、圓極化波的接收在衛(wèi)星接收系統(tǒng)中就是使用了90度移相器來完成圓極化波到線極化波的轉換工作，衛(wèi)星接收天線里常用的90度移相器有介質移相器和銷釘移相器兩種，前者用于前饋天線，而后者用于后饋天線。4．1．3饋源五、雙極化饋源1、為什么用雙極化饋源為了能夠使用一副天線來同時接收衛(wèi)星轉發(fā)的水平極化波和垂直極化波，就必須使用雙極化饋源。雙極化饋源上有兩個相互垂直的法蘭盤，分別連接兩個高額頭來接收水平極化波和垂直極化波。目前在衛(wèi)星接收系統(tǒng)中，普遍采用了雙極化饋源。4．1．3饋源五、雙極化饋源2、目前常見的雙極化饋源的結構有兩種類型：一種饋源的兩個法蘭盤位于—個平面上，見圖4—23，另一種饋源的兩個法蘭盤位于相互垂直的平面上，見圖4—24。由于圓形波導的對稱性，它可以同時接收水平極化波和垂直極化波，一個法蘭盤仍然位于圓波導的后面，同時在波導壁的一例開一個矩形的口，電磁波的能量可以這兒輸出到另一個法蘭盤。4．1．3饋源五、雙極化饋源由于后饋饋源的長度是比較長，因此后饋式雙極化饋源中，增設的法蘭盤就直接安裝在圓波導的側面，法蘭盤的寬邊與圓波導的軸線平行，這樣兩個法蘭盤就位于兩個相互垂直的平面上。前饋饋源的長度受到了一定的限制，所以增設的法蘭盤往往與波導后方的法蘭盤安裝在一個平面之上。4．1．3饋源六、一體化饋源1、所謂“一體化饋源”就是將饋源與高頻頭組合在一起。目前作為集體接收系統(tǒng)比較流行的是雙極化雙輸出一體化饋源。見圖4—25。2、一般結構這種一體化饋源內部有兩個獨立的高頻頭，分別對應著水平極化和垂直極化，輸出端有兩個F型接頭，分別輸出水平極化頻道的第一中頻信號和垂直極化頻道的第一中頻信號，使用起來十分方便。。4．1．3饋源1、目前常用衛(wèi)星接收天線的機械結構可以分為仰角方位角式和極軸式兩種．大部分的衛(wèi)星接收天線采用仰角方位角式。2、極軸式衛(wèi)星接收天線調整起來比較簡單，一般僅僅轉動一個角度即可對相當多的衛(wèi)星位置進行跟蹤，作為電動式衛(wèi)星接收天線比較方便，近年來市場上出現了許多極軸式衛(wèi)星接收天線。4．1．4極軸式衛(wèi)星接收天線階段小結1、饋源的作用2、標準矩形波導內壁的寬邊和窄邊長度為()3、矩形波導是線極化還是圓極化？4、波導相當于（）通濾波器（高通，低通，帶通）5、圓形波導基本也是（線極化）6、前饋饋源的組成7、什么是雙極化饋源？8、什么是一體化饋源？4．2高頻頭

1、高頻頭通常記為LNB，功能是（1）低噪聲放大，（2）下變頻，（3）中頻放大。2、衛(wèi)星廣播的一個主要特點就是信號微弱，為了盡可能地減少噪聲的影響，在衛(wèi)星接收系統(tǒng)中是將高頻頭直接與饋源相連接，若將高頻頭與饋源組合在一起就稱為一體化饋源。3、由于電纜對于微波信號的衰減是很大的，因此無論在C波段還是在Ku波段，都需要把衛(wèi)星的下行信號頻率降低至衛(wèi)星接收系統(tǒng)中的第一中頻。4．2．1

高頻頭框圖高頻頭由輸入法蘭盤、矩形波導、耦合裝置、低噪聲放大器(LNA)、本振、混頻、中放和電源穩(wěn)壓幾部分組成。950～1750MHz5150MHz

1、高頻頭輸入端為一個矩形波導，為了便于與饋源連接，在波導口面處沒有法蘭盤，而法蘭盤都是按照標準的尺寸制造的。與饋源一樣，C波段高頻頭的法蘭盤型號為CPR229G,其外形是個矩形；而Ku波段高頻頭的法蘭盤的外形則是一個正方形，兩種法蘭盤的形狀和具體尺寸如圖4—18所示。2、高頻頭的輸出端是一個陰性的F型接頭第一中頻電纜通過此接頭與高頻頭連接在一起.陰性的F型接頭的直徑為10M，其上的螺紋有英制和公制兩種類型，目前高頻頭使用的多為英制F型接頭。3、高頻頭中的低噪聲放大器與矩形波段之間設有一個耦合裝置，這個耦合裝置將波導內傳播的電磁波能量轉換成為電流．然后送入放大器進行放大。4、耦合裝置有電耦合和磁耦合兩種方式電耦合方式是在矩形波導內放置一個金屬探針，各探針與矩形波導的窄邊平行，它代表了高頻頭的極化方向，探針在電場的激勵之下產生電流；磁耦合方式是在矩形波導內放置一個小金屬環(huán)，環(huán)的法線方向與波導內的電場垂直，小環(huán)在磁場的激勵之下產生感應電流。5、低噪聲放大器通常由四級放大或五級放大組成點，前兩級放大電路按照低噪聲要求設計，工作電流比較小，而后兩級(后三級)則按照高增益要求設計，工作電流比較大。低噪聲6、放大器的輸入阻抗為50Ω，同時為了保證工作穩(wěn)定，各級放大電路均設有阻抗匹配電路，故各級的輸入阻抗和輸出阻抗都是50Ω。整個高額頭的增益主要由低噪聲放大器決定。7、混頻器產生第一中頻信號：混頻器中的射頻信號頻率fRF與本振信號頻率fOS之差就是第一中頻信號:

fi=|fRF-

fOS|8、高本振與低本振：高本振：當本振頻率高于射頻信號頻率時，稱為高本振；低本振：而當本振頻率低于信號頻率時，就稱為低本振。目前，因為本振頻率不容易做得很高，Ku波段的高頻頭多采用低本標，而C波段的高額頭多采用高本振，高本振抗干擾的能力較強。9、高頻頭所使用的電源：是衛(wèi)星接收機提供的直流電壓，電壓數值一般在13v—18v之間，通過第一中頻電纜輸送到高頻頭。在高頻頭內部設有穩(wěn)壓電路，其輸出為高頻頭各個組成部分提供穩(wěn)定的直流電壓。

4．2．2特性參數1增益G高頻頭的增益很高，其典型數值在60～70dB之間。通常，低噪聲放大器的增益在40dB以上，中頻放大的增益在25dB以上，混頻器大約有5dB左右的功率損耗，這樣加在一起，高頻頭的總增益在60dB以上。

4．2．2特性參數2噪聲溫度TLNB反映了高頻頭內部產生的噪聲功率的大小。目前，C波段高頻頭的等效噪聲溫度通常在18K—30K之間。KU波段一般在75K左右.3噪聲系數NF度量高頻頭內部噪聲的參數

4．2．2特性參數4本振頻率fOS目前,C波段高頻頭的本振頻率是比較統(tǒng)一的，一般都是5150MHz下行頻率：3700～4200MHz第一中頻：？Ku波段高頻頭的本振頻率有多種，注意看標識。5輸入阻抗50

Ω，輸出阻抗75Ω950～1450MHz階段小結1、高頻頭的功能2、高頻頭的組成，各部分的作用3、什么是高本振？什么是低本振？C波段高頻頭的本振頻率是多少？Ku波段高頻頭的本振頻率是多少？4、高頻頭的輸入阻抗？，輸出阻抗？

4．3衛(wèi)星接收機數字衛(wèi)星接收機又稱為綜合接收解碼器(IRD)，并分為DVB—S和DigiciPher兩種(國際),以及我國的ABS-S(直播星)1、DVB—S框圖：

4．3衛(wèi)星接收機2、主要特性參數（1）輸入信號頻率范圍衛(wèi)星接收機輸入第一中頻信號帶寬通常為500MHz、800MHz或1200MHz；而輸入信號頻率范圍的典型數值為：950—1450MHz，950—1790MHz，950-2150MHz。（2）輸入信號電平Pi衛(wèi)星接收機的輸入信號電平為功率電平，其單位dBm,即0dBm相當于1mW。典型數值為：Pi=-60~-30dBm

4．3衛(wèi)星接收機2、主要特性參數（2）輸入信號電平Pi電壓電平與功率電平兩種單位之間的換算關系為:對于75歐系統(tǒng)，則衛(wèi)星接收機輸入信號電平的典型數值還可以表示為:

4．3衛(wèi)星接收機2、主要特性參數（3）輸入阻抗Zin目前，各種衛(wèi)星接收機的輸入阻抗均為75Ω，故整個衛(wèi)星接收系統(tǒng)為75Ω系統(tǒng)即高頻頭和第一中頻電纜都應選用75Ω的。（4）噪聲系數NF(5)第二中頻頻率常見衛(wèi)星接收機的第二中頻頻率有140MHz、400MHz、510MHz幾種規(guī)格.（70MHz）選擇第中頻的原則是:1)邂開地面上電視廣播的干擾。2)邂開衛(wèi)星上的鏡像干擾。鏡像干擾來自于衛(wèi)星轉發(fā)器，信號頻率fS，鏡像干擾信號的頻率fM,和第二中頻頻率fI三者之間的關系為：2fI=|fS-fM|

4．3衛(wèi)星接收機2、主要特性參數

(6)第二中頻帶寬數字衛(wèi)星接收機的第二中頻帶寬為一個數字電視頻道或數個數字電視頻道所占的頻帶寬度．其典型數值為：7MHz(SCPC)和30MHz(MCPC)。

(7)視頻輸出

衛(wèi)星接收機輸出的視頻信號為正極性信號(同步頭向下)，視頻輸出電平的典型數值為：1Vp-p；視頻信號帶寬的典型致值為：0~5MHz；視頻輸出阻抗為75Ω

。

4．3衛(wèi)星接收機2、主要特性參數

8)音頻輸出衛(wèi)星接收機音頻信號帶寬的典型致值為：0.03—1.50KHz

；音頻輸出電平的典型數值為：0dBm；音頻輸出阻抗為600Ω.

4．4功分器

功分器是衛(wèi)星接收系統(tǒng)中的一個必不可少的組件。功能：①將電線輸送到室內的一路第一中頻信號平均分配為若干路，提供給各個衛(wèi)星接收機。②對各個衛(wèi)星接收機之間進行有效的隔離，以減少由各接收機本振泄漏引起的相互干擾。1、分類從結構上看，功分器可分為無源功分器和有源功分器兩大類；所謂有源是指內部有放大器，若沒有放大器就稱為無源功分器。根據輸出的端口數目，常見的功分器可以分為二功分器、三功分器、四功分器、八功分器、十二功分器等等。

4．4功分器

4．4．1特性參數功分器的特性參數有：接人損耗、隔離度、輸入阻抗、輸出阻抗、輸入駐波比、噪聲系數等，其中接人損耗和隔離度是功分器的主要特性參數，而其他參數與衛(wèi)星接收機的參數類似。

1、接人損耗L是指功分器的輸入信號電平與輸出信號電平之差。2、隔離度S

隔離度的數值為功分器一個輸出端口的干擾信號輸入電平與該干擾信號在功分器其他輸出端口的輸出電平之差

4．4功分器

4．4．2

無源功分器3、無源功分器的構成：由微帶線構成，或由電感、電容、磁芯等無源器件構成4、主要特點是：①工作穩(wěn)定；②結構簡單；⑦基本上無內部噪聲。5、無源功分器的接入損耗估算在工程上，考慮到內部損耗之后，無源功分器的接入損耗可按下式估算

4．4功分器

4．4．3

有源功分器1、組成：有源功分器是由放大器、電阻分配器和射隨器三部分組成．其核心部分為電阻分配器。

電阻分配器對愉入信號進行平均分配，放大器的增益用來彌補電阻分配器的損耗；射隨器在衛(wèi)星接收機與電阻分配器之間起到緩沖的作用，同時完成各輸出端口間的隔離。4．5線路放大器作用是彌補電纜的產生的損耗

線路放大器數字衛(wèi)星接收系統(tǒng)中線路放大器的作用是彌補電纜的產生的損耗，在衛(wèi)星天線與系統(tǒng)前端的距離過遠的情況之下，就可以采用線路放大器。在衛(wèi)星接收系統(tǒng)中線路放大器的作用：線路放大器的作用是為了補償衛(wèi)星接收系統(tǒng)中電纜產生的損耗。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播84第四章衛(wèi)星接收系統(tǒng)小結

一、衛(wèi)星接收天線

1、衛(wèi)星接收天線的類型是反射面天線。

2、反射面天線是由反射面和饋源兩部分組成的，饋源本身就是一種天線。

3、在工程上通常根據饋源與反射面的相對位置，將反射面天線分為前饋天線、后饋天線和偏饋天線三種形式，而從工作原理上來說，衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中使用的反射面天線可以分為旋轉拋物面天線、卡賽格倫天線、格里高利天線、球形反射面天線等幾種類型。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播854、旋轉拋物面天線

旋轉拋物面天線是最常用的衛(wèi)星接收天線。饋源位置為拋物面焦點，也稱前饋天線或單反射面天線。饋源發(fā)出的電磁波經反射面反射后沿著平行于拋物面軸線方向傳播；對接收天線，當天線對準衛(wèi)星時，來自衛(wèi)星方向的電磁波平行與天線軸線，經反射后聚焦在饋源處。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播865、卡賽格倫天線由主反射面、副反射面和饋源組成，主反射面為旋轉拋物面，副反射面為雙曲面，副反射面的虛焦點與主反射面的焦點重合，饋源設置在副反射面的實焦點處。對發(fā)射天線，饋源發(fā)出的電磁波經主、副反射面兩次反射后沿著平行于拋物面軸線方向傳播；對接收天線，當天線對準衛(wèi)星時，來自衛(wèi)星方向的電磁波平行與天線軸線，經兩次反射后聚焦在饋源處。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播876、格里高利天線由主反射面、副反射面和饋源組成，主面是旋轉拋物面，副面為凹橢球面。副反射面有兩個實焦點，一個與主面焦點重合，饋源設置在另一個實焦點處。電波反射特點同卡賽格倫天線?？梢允瞻l(fā)并用。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播887、偏饋天線

偏饋天線是相對前饋天線和后饋天線而言的。實際上，偏饋天線就是截取前饋天線或后饋天線的一部分而構成的，這樣饋源或副面對反射面就不產生遮擋了，從而提高了天線的口面效率。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播898、球形反射面天線球形反射面就是球面的一部分，在衛(wèi)星接收系統(tǒng)中使用球形反射面天線的目的就是使用一副天線來同時接收多顆衛(wèi)星。球形反射面具有完全對稱的幾何結構，因此它是一種比較理想的接收不同方向信號的接收天線形式。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播90二、衛(wèi)星接收天線的主要參數1、增益（G）工作在發(fā)射狀態(tài)下的天線稱為發(fā)射天線，而工作在接收狀態(tài)下的天線稱為接收天線。一般不特別進行聲明的話，天線的增益是特指最大輻射方向（最大接收方向）上的增益，也就是該天線增益的最大值。接收天線的增益與該天線工作在發(fā)射狀態(tài)下的增益在數值上是完全相同的，最大輻射方向與最大接收方向也是一致的，故通常人們只說天線的增益。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播91圓形口面天線2、方向圖與方向函數

衛(wèi)星天線的方向圖反映了天線增益隨方向的變化，為了方便起見通常采用相對增益Gr的概念來畫天線的方向圖。天線的方向圖中的幾個概念：

1）、主瓣、后瓣、旁瓣

2）、半功率角、前后比、旁瓣電平

3）、半功率角的估算。4）、大尺寸和小尺寸天線哪個更好調整？為什么？

2023/2/6數字衛(wèi)星廣播923、天線的等效噪聲溫度衛(wèi)星接收天線的等效噪聲溫度反映了天線接收下來的并傳送給匹配負載的噪聲功率的大小。在忽略饋線系統(tǒng)的損耗以后，天線接收下來并傳送給高頻頭的噪聲功率與天線等效噪聲溫度的關系。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播934、極軸式衛(wèi)星接收天線

目前常用的衛(wèi)星接收天線的支撐方式可以分為仰角方位角式和極軸式兩種，大部分的衛(wèi)星接收天線采用仰角方位角式。由于極軸式衛(wèi)星接收天線調整起來比較簡單，一般僅僅轉動一個角度即可對相當多的衛(wèi)星位置進行跟蹤，作為電動式衛(wèi)星接收天線比較方便，近年來在市場上出現了許多極軸式衛(wèi)星接收天線。2023/2/6數字衛(wèi)星廣播94三、饋源1、波導：矩形或者圓形的金屬管，波導相當于高通濾波器。矩形波導是線極化，電場的極化方向平行于波導的窄邊。矩形波導的寬窄邊比為2：1。圓波導是饋源元的核心部分，把圓波導的開口面逐漸擴大就形成了喇叭天線。2、衛(wèi)星接收系統(tǒng)使用的饋源大多為喇叭天線。3、前饋式衛(wèi)星接收天線大多采用90度波紋喇叭作為饋源，由圓波導，波紋，圓距變換段和法蘭盤組成。C波段與Ku波段的波長比為3：1，所以他們使用的圓波導內徑比為3：1.2023/2/6數字衛(wèi)星廣播95饋源4、后饋式饋源安裝在主反射面上。5、圓極化波的接收