標準的衛星電視地面接收系統由天線、饋源、高頻頭、功分器、接收機等多種設備組成。這些設備的性能和種類各不相同。為了實現高質量的接收,應恰當地選擇接收設備,既能滿足接收的要求,又要避免功能上的沖突。
以下簡要地介紹衛星地面接收站的相關設備
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;從饋源的數量上分,可分為單饋式和多饋式。
1、前饋式天線
這是一種標準拋物面天線,饋源位于其焦點上。考慮到安裝和調整饋源的方便,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)和環焦天線(特殊結構的某種二次曲面)。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。通常口徑較大的天線才采用后饋式結構,主要是考慮到饋源安裝起來比較方便。
3、雙軸式天線
一般天線的調整分為方位和俯仰兩個軸向,可依靠電機或人力驅動。大口徑的天線往往需要電動伺服機構,以方便對星和選星。
4、單軸式天線
又稱為極軸天線,沿一個軸向進行驅動。與雙軸天線不同的是,極軸天線的口徑一般不超過3米。調整中,整個天線面圍繞極軸進行轉動,完成選星過程。極軸是指與地球自轉軸平行的一根軸線。但是,如果天線的主軸向與極軸垂直,則天線的主軸將無法對準衛星。為此,實際中需將天線口面向下調整一個角度β,此角稱為補償角,其取值范圍約為0度~8.5度。
經過補償角的調整,極軸天線主軸的掃描徑跡是一個與同步衛星軌道不同心的圓。為了在一定范圍的方位上,極軸天線都能較準確地對準衛星,需再將極軸向赤道面方向調整一個角度δ,此角稱為極軸的校準角,其值只有1.5度,相當小。所以,在實際中,對補償角和校準角的調整可統一進行。首先,將天線接收正南方向的衛星,調準補償角,然后將天線向東和向西偏離約45度,根據衛星信號反復進行補償角和校準角的統調。
5、正饋式天線
即饋源安裝在天線系統主軸方向上的天線。
6、偏饋式天線
即饋源位于天線系統的照射區之外,也有前饋與后饋之區別。偏饋式天線的反射面實際上是正饋式天線上的一部分。
7、多饋源天線
有些有線電視系統采用多焦點拋物面天線,用一個固定天線同時接收多顆衛星的電視信號。這種天線裝有多個饋源,可以形成多個波束,每個饋源分別接收來自不同衛星的信號。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;從結構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)信號的饋源。
2、線/圓極化饋源
既能接收線極化信號,又能接收圓極化信號的饋源,與單線極化饋源相比,實際上多了一套圓/線極化轉換器。能接收圓極化信號的饋源,必然能夠接收線極化信號。
3、單極化饋源
只輸出一個極化方向的線極化或圓極化信號。
4、雙極化饋源
可輸出兩個極化方向的線極化或圓極化信號。對于線極化來說,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的,能過法蘭盤連接。
6、一體化饋源
饋源與高頻頭是一體的。常見于KU波段的接收。
高頻頭
高頻頭是低噪聲下變頻器的俗稱。它有多種形式,從極化方式可分為單極化和雙極化高頻頭;從本振個數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
只能接收一個線極化方向的信號。單極化高頻頭的饋電耦合。
2、雙極化高頻頭
可接收兩個線極化方向的信號。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構,而KU波段雙極化單輸出高頻頭則靠直流供電電壓來選擇輸出。當供電電壓為18V時,輸出的是水平極化的信號,供電電壓為13V時輸出垂直極化的信號。
3、單本振高頻頭
只提供一個本振頻率(在同一頻段內)的高頻頭。
4、雙本振高頻頭
在同一頻段內可提供兩個本振頻率的高頻頭。雙分C波段和KU波段兩種形式。
對于雙極化單輸出的C波段高頻頭,兩個本振分別對應兩個極化,比如,水平極化對應的本振為5150MHZ,則輸出的中頻在950-1450MHZ范圍內,而垂直極化對應的本振頻率為5750MHZ,輸出的中頻為1550~2050MHZ。這樣就可以把3.7~4.2GHZ范圍內的雙極化C波段信號轉變為950~2050MHZ的中頻同時輸出,無需采取其它切換措施。此種類型的特點是兩個本振是同時工作的。此高頻頭的工作模式。這種高頻頭的好處是只需向衛星接收機連接一條電纜就能接收兩個極化上的信號。
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。對應的本振頻率分別為9.75GHZ和10.6GHZ,二個本振的工作由0/22KHZ開關來切換,所以兩個本振始終只有一個在工作,這樣可以把整個KU波段頻率轉變為950~2150MHZ接收機所能接收的中頻范圍內。當高頻頭無22KHZ脈沖輸入時其本振頻率為9.75MHZ,而當高頻頭輸入22KHZ脈沖時,其本振頻率為10.6GHZ。
5、單波段高頻頭
也就是只工作在一個波段的高頻頭。
6、雙波段高頻頭
可同時工作在C和KU兩個波段的高頻頭。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、無源功分器
不能提供功率增益,無法彌補其插入損耗。
2、有源功分器
實際上是一個微帶放大器和一個無源功分器的組合,有一定的功率增益,可以彌補功分器的插入損耗。
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。
切換開關
切的開關用來選擇來自不同高頻頭的下行信號。從輸入的路數上可分為二輸入和四輸入;從輸出的路數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。
一個四輸入四輸出的切換開關,具有矩陣式的切換模式,使用起來頗為靈活,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,結合0/12V控制電壓可以組合出形形色色的多選一切換開關。這種控制方式稱為電壓頻率信令控制。
衛星電視接收機
從接收的信號上,可分為數字接收機和模擬接收機,目前模擬機已基本上退出歷史舞臺;從應用的場合上,可分為工程機和家用機;從有否射頻調制輸出上可分為單收機和調制輸出一體機;從有否條件接收的功能上,可分為普通機和插卡機。從對條件接收制式的適應性能上,插卡機又可分為CA機和CI(通用CA接口)機(俗稱小卡機和大卡機)。隨著數字電視的迅速推廣,帶有TS流輸出的接收機頗受歡迎,它輸出的TS流可直接送入數字有線電視前端的復用器,大大簡化了信號的處理過程。
數字接收機的功能往往從其菜單上便可一目了然。
