船载卫星电视天线信号传输方案研究

田懂勋

摘要船载卫星电视天线往往需要为多台接收机同时提供电视信号，如何将采用不同极化方式的中频卫星信号同时从室外转台传输到室内是船载卫星电视天线必须解决的技术难题。文章总结了四种传输方案，并分别介绍了各种方案的基本原理、优缺点和发展趋势。

关键词船载天线；卫星电视；信号传输

中图分类号：TN913.32+5文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0056-02

船载卫星电视天线是一种具有自动搜寻、锁定、跟踪目标卫星功能的智能型卫星天线，该设备安装在船舶上，能够根据船体的运动、摇摆情况，实时调整天线的接收角度，使天线始终对准卫星方向，从而保证卫星信号的不间断传输。随着2008年中星九号卫星升空，我国陆地卫星信号强度得到大幅度提高，使用小锅收看卫星电视成为现实。在此基础上，广播电视“村村通”、“户户通”、“渔船通”等工程得以快速推进，我国船载卫星电视天线产业迎来了前所未有的发展契机。

中星九号卫星信号采用圆极化方式传播，分为左旋圆极化和右旋圆极化，可通过给高频头供应13 V/18 V电压实现极化方式的切换。以“户户通”接收机为例，目前有33套电视电视节目分布在右旋信号，24套电视节目分布在左旋信号，用户收看右旋信号的频道时，接收机输出13 V电压给高频头，高频头接收右旋信号；用户收看左旋信号的频道时，接收机输出18V电压给高频头，高频头切换到左旋信号。对于家用固定卫星电视天线，由于天线锅便宜，往往一个天线锅只配一个接收机使用，用户可以通过遥控器控制卫星接收机自由切换左旋信号和右旋信号，接收全套电视节目。但对于船载卫星电视天线，天线价格较高，且船上电视往往不止一台，一台天线不可避免的要为多台接收机提供信号，如何将左旋信号和右旋信号同时传输到室内，是船载卫星电视天线领域急需解决的难题。

1方案一：单本振高频头+680°双线绕线

所谓双线是指卫星信号从室外传输到室内，由两根同轴电缆完成，一路传输左旋信号，一路传输右旋信号，进入室内后通过切换开关，使信号传输给多台接收机[1]。

图1方案一系统连接图

在这种情况下，每台接收机都可以通过切换开关选择接收左旋信号或右旋信号，从而解决多台接收机公用同一台天线的问题。

但船载卫星天线在船上使用时，天线面通过转台调整接收角度，始终对准卫星方向，底座固定在安装支架上与船舶一起运动，当船舶转向或掉头时，天线的转台与底座之间会形成一个角度差，传输卫星信号的两根同轴电缆在通过转台与底座的连接处时，会形成物理弯折。如果船舶连续转向或掉头，角度差持续累加，同轴电缆在物理弯折的作用下，很容易破损甚至完全断裂。因此，使用此方案的船载卫星天线会使用限位开关对方位角进行限制，旋转角度范围一般是0°~680°。这样就会带来一个弊端，当船舶掉头时，每次方位角超出0°~680°的旋转范围，天线都会强制性向反方向旋转360°重新搜寻卫星，从而导致电视信号中断。

2方案二：单本振高频头+双通道旋转关节

旋转关节（rotary joint）是在旋转状态下能够实现能量传输的一种装置，既是在传输线的结构非接触条件下、旋转时能够实现微波能量传输的一种部件[2]。双通道旋转关节能够同时传输两路卫星信号，并且能够进行360°无限制旋转。

图2方案二系统连接图

左旋信号和右旋信号传输到室内后，同样需要切换开关供接收机选择。该方案消除了双线绕线方案存在的方位角度限位弊端，但双通道旋转关节价格昂贵，无法在船载卫星电视天线设备中普及使用。

3方案三：单本振高频头+单通道旋转接头

单通道旋转接头能够传输一路卫星信号进行360°无限制旋转。因其结构简单，造价比双通道旋转关节低很多。但该方案只能将一路信号传输到室内。

图3方案三系统连接图

当两台或两台以上接收机同时使用时，需要用功分器将卫星信号分成多路，多台接收机可以同时播放左旋信号的电视节目，或者同时播放右旋信号的电视节目。当有人收看左旋频道，有人收看右旋频道时，根据高电压优先的原则，18 V电压将会起到主导作用，使高频头输出左旋信号，播放右旋频道的接收机将出现信号中断，接收左旋频道的接收机可以正常使用。

4方案四：双本振高频头+单通道旋转关节

中星九号卫星转发器频率范围11700 MHz~12200 MHz，只用了500 MHz带宽。使用本振频率为10750 MHz的高频头，经下变频后输出950 MH~1450 MHz的中频信号，传输给卫星接收机。一般的卫星接收机可支持的频率输入范围是950 MHz~2150 MHz之间，有1200 MHz的带宽，由此可见中星九号只用了接收机输入范围一部分频率带宽。

双本振高频头是一种具备两个本振频率的下变频器，可以一个本振频率下变频右旋信号，一个本振频率下变频左旋信号。以10750 MHz和13850 MHz两个本振频率为例，如右旋信号经10750 MHz本振，采取低本振，输出频率范围在950 MHz~1450 MHz，左旋信号经13850 Mhz，采用高本振，输出频率范围在1650 MHz~2150 MHz之间，再把两路信号合并成一路信号输出，通过一根同轴电缆和单通道旋转接头将左旋信号和右旋信号同时传输到室内，即可解决多台接收机同时使用的信号冲突问题。

图4方案四系统连接图

配合该方案使用的卫星接收机跟常规的“户户通”接收机还有一定的区别，常规接收机只接收单一本振频率信号，无论是播放左旋信号节目还是右旋信号节目，都采用10750 MHz本振频率，而该方案采用的卫星接收机，播放右旋信号节目时，使用10750 MHz本振频率，播放左旋信号节目时，采用13850 MHz本振频率。如此，接收机便可以同时接收左旋和右旋信号节目，实现自由切换。该方案经实物测试，效果非常理想，但双本振单输出高频头的批量使用，受到一定的政策影响。

5结束语

以上四种方案基本涵盖了当前船载卫星电视天线信号传输的常用方法，其中以方案一和方案三的应用尤为普遍。但方案一存在船舶掉头时的信号中断问题，方案三存在多台接收机同时使用的冲突问题，都称不上是理想的解决方案，只因其成本低廉、原理简单得到了较普遍的应用。方案二和方案四完全消除了方案一和方案三存在的缺陷，但方案二实现成本过高，非船载卫星电视天线所能承受，无法得到普及应用。方案四通过技术手段，解决了左旋信号和右旋信号在同一根线缆中传输的问题，且成本低廉，是目前最理想的解决方案。相信随着我国卫星电视相关政策的不断开放，该方案将逐步在船载卫星电视天线设备中得以普遍推广，为解决我国广大海上作业人员的精神文化生活带来巨大的便利。

参考文献

[1]沈永明主编.卫星电视接收技术实用教程[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[2]范鸿健.航天器同轴式微波旋转关节特性研究[D].国防科技大学研究生院，2008.

endprint

摘要船载卫星电视天线往往需要为多台接收机同时提供电视信号，如何将采用不同极化方式的中频卫星信号同时从室外转台传输到室内是船载卫星电视天线必须解决的技术难题。文章总结了四种传输方案，并分别介绍了各种方案的基本原理、优缺点和发展趋势。

关键词船载天线；卫星电视；信号传输

中图分类号：TN913.32+5文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0056-02

船载卫星电视天线是一种具有自动搜寻、锁定、跟踪目标卫星功能的智能型卫星天线，该设备安装在船舶上，能够根据船体的运动、摇摆情况，实时调整天线的接收角度，使天线始终对准卫星方向，从而保证卫星信号的不间断传输。随着2008年中星九号卫星升空，我国陆地卫星信号强度得到大幅度提高，使用小锅收看卫星电视成为现实。在此基础上，广播电视“村村通”、“户户通”、“渔船通”等工程得以快速推进，我国船载卫星电视天线产业迎来了前所未有的发展契机。

中星九号卫星信号采用圆极化方式传播，分为左旋圆极化和右旋圆极化，可通过给高频头供应13 V/18 V电压实现极化方式的切换。以“户户通”接收机为例，目前有33套电视电视节目分布在右旋信号，24套电视节目分布在左旋信号，用户收看右旋信号的频道时，接收机输出13 V电压给高频头，高频头接收右旋信号；用户收看左旋信号的频道时，接收机输出18V电压给高频头，高频头切换到左旋信号。对于家用固定卫星电视天线，由于天线锅便宜，往往一个天线锅只配一个接收机使用，用户可以通过遥控器控制卫星接收机自由切换左旋信号和右旋信号，接收全套电视节目。但对于船载卫星电视天线，天线价格较高，且船上电视往往不止一台，一台天线不可避免的要为多台接收机提供信号，如何将左旋信号和右旋信号同时传输到室内，是船载卫星电视天线领域急需解决的难题。

1方案一：单本振高频头+680°双线绕线

所谓双线是指卫星信号从室外传输到室内，由两根同轴电缆完成，一路传输左旋信号，一路传输右旋信号，进入室内后通过切换开关，使信号传输给多台接收机[1]。

图1方案一系统连接图

在这种情况下，每台接收机都可以通过切换开关选择接收左旋信号或右旋信号，从而解决多台接收机公用同一台天线的问题。

但船载卫星天线在船上使用时，天线面通过转台调整接收角度，始终对准卫星方向，底座固定在安装支架上与船舶一起运动，当船舶转向或掉头时，天线的转台与底座之间会形成一个角度差，传输卫星信号的两根同轴电缆在通过转台与底座的连接处时，会形成物理弯折。如果船舶连续转向或掉头，角度差持续累加，同轴电缆在物理弯折的作用下，很容易破损甚至完全断裂。因此，使用此方案的船载卫星天线会使用限位开关对方位角进行限制，旋转角度范围一般是0°~680°。这样就会带来一个弊端，当船舶掉头时，每次方位角超出0°~680°的旋转范围，天线都会强制性向反方向旋转360°重新搜寻卫星，从而导致电视信号中断。

2方案二：单本振高频头+双通道旋转关节

旋转关节（rotary joint）是在旋转状态下能够实现能量传输的一种装置，既是在传输线的结构非接触条件下、旋转时能够实现微波能量传输的一种部件[2]。双通道旋转关节能够同时传输两路卫星信号，并且能够进行360°无限制旋转。

图2方案二系统连接图

左旋信号和右旋信号传输到室内后，同样需要切换开关供接收机选择。该方案消除了双线绕线方案存在的方位角度限位弊端，但双通道旋转关节价格昂贵，无法在船载卫星电视天线设备中普及使用。

3方案三：单本振高频头+单通道旋转接头

单通道旋转接头能够传输一路卫星信号进行360°无限制旋转。因其结构简单，造价比双通道旋转关节低很多。但该方案只能将一路信号传输到室内。

图3方案三系统连接图

当两台或两台以上接收机同时使用时，需要用功分器将卫星信号分成多路，多台接收机可以同时播放左旋信号的电视节目，或者同时播放右旋信号的电视节目。当有人收看左旋频道，有人收看右旋频道时，根据高电压优先的原则，18 V电压将会起到主导作用，使高频头输出左旋信号，播放右旋频道的接收机将出现信号中断，接收左旋频道的接收机可以正常使用。

4方案四：双本振高频头+单通道旋转关节

中星九号卫星转发器频率范围11700 MHz~12200 MHz，只用了500 MHz带宽。使用本振频率为10750 MHz的高频头，经下变频后输出950 MH~1450 MHz的中频信号，传输给卫星接收机。一般的卫星接收机可支持的频率输入范围是950 MHz~2150 MHz之间，有1200 MHz的带宽，由此可见中星九号只用了接收机输入范围一部分频率带宽。

双本振高频头是一种具备两个本振频率的下变频器，可以一个本振频率下变频右旋信号，一个本振频率下变频左旋信号。以10750 MHz和13850 MHz两个本振频率为例，如右旋信号经10750 MHz本振，采取低本振，输出频率范围在950 MHz~1450 MHz，左旋信号经13850 Mhz，采用高本振，输出频率范围在1650 MHz~2150 MHz之间，再把两路信号合并成一路信号输出，通过一根同轴电缆和单通道旋转接头将左旋信号和右旋信号同时传输到室内，即可解决多台接收机同时使用的信号冲突问题。

图4方案四系统连接图

配合该方案使用的卫星接收机跟常规的“户户通”接收机还有一定的区别，常规接收机只接收单一本振频率信号，无论是播放左旋信号节目还是右旋信号节目，都采用10750 MHz本振频率，而该方案采用的卫星接收机，播放右旋信号节目时，使用10750 MHz本振频率，播放左旋信号节目时，采用13850 MHz本振频率。如此，接收机便可以同时接收左旋和右旋信号节目，实现自由切换。该方案经实物测试，效果非常理想，但双本振单输出高频头的批量使用，受到一定的政策影响。

5结束语

以上四种方案基本涵盖了当前船载卫星电视天线信号传输的常用方法，其中以方案一和方案三的应用尤为普遍。但方案一存在船舶掉头时的信号中断问题，方案三存在多台接收机同时使用的冲突问题，都称不上是理想的解决方案，只因其成本低廉、原理简单得到了较普遍的应用。方案二和方案四完全消除了方案一和方案三存在的缺陷，但方案二实现成本过高，非船载卫星电视天线所能承受，无法得到普及应用。方案四通过技术手段，解决了左旋信号和右旋信号在同一根线缆中传输的问题，且成本低廉，是目前最理想的解决方案。相信随着我国卫星电视相关政策的不断开放，该方案将逐步在船载卫星电视天线设备中得以普遍推广，为解决我国广大海上作业人员的精神文化生活带来巨大的便利。

参考文献

[1]沈永明主编.卫星电视接收技术实用教程[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[2]范鸿健.航天器同轴式微波旋转关节特性研究[D].国防科技大学研究生院，2008.

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摘要船载卫星电视天线往往需要为多台接收机同时提供电视信号，如何将采用不同极化方式的中频卫星信号同时从室外转台传输到室内是船载卫星电视天线必须解决的技术难题。文章总结了四种传输方案，并分别介绍了各种方案的基本原理、优缺点和发展趋势。

关键词船载天线；卫星电视；信号传输

中图分类号：TN913.32+5文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0056-02

船载卫星电视天线是一种具有自动搜寻、锁定、跟踪目标卫星功能的智能型卫星天线，该设备安装在船舶上，能够根据船体的运动、摇摆情况，实时调整天线的接收角度，使天线始终对准卫星方向，从而保证卫星信号的不间断传输。随着2008年中星九号卫星升空，我国陆地卫星信号强度得到大幅度提高，使用小锅收看卫星电视成为现实。在此基础上，广播电视“村村通”、“户户通”、“渔船通”等工程得以快速推进，我国船载卫星电视天线产业迎来了前所未有的发展契机。

中星九号卫星信号采用圆极化方式传播，分为左旋圆极化和右旋圆极化，可通过给高频头供应13 V/18 V电压实现极化方式的切换。以“户户通”接收机为例，目前有33套电视电视节目分布在右旋信号，24套电视节目分布在左旋信号，用户收看右旋信号的频道时，接收机输出13 V电压给高频头，高频头接收右旋信号；用户收看左旋信号的频道时，接收机输出18V电压给高频头，高频头切换到左旋信号。对于家用固定卫星电视天线，由于天线锅便宜，往往一个天线锅只配一个接收机使用，用户可以通过遥控器控制卫星接收机自由切换左旋信号和右旋信号，接收全套电视节目。但对于船载卫星电视天线，天线价格较高，且船上电视往往不止一台，一台天线不可避免的要为多台接收机提供信号，如何将左旋信号和右旋信号同时传输到室内，是船载卫星电视天线领域急需解决的难题。

1方案一：单本振高频头+680°双线绕线

所谓双线是指卫星信号从室外传输到室内，由两根同轴电缆完成，一路传输左旋信号，一路传输右旋信号，进入室内后通过切换开关，使信号传输给多台接收机[1]。

图1方案一系统连接图

在这种情况下，每台接收机都可以通过切换开关选择接收左旋信号或右旋信号，从而解决多台接收机公用同一台天线的问题。

但船载卫星天线在船上使用时，天线面通过转台调整接收角度，始终对准卫星方向，底座固定在安装支架上与船舶一起运动，当船舶转向或掉头时，天线的转台与底座之间会形成一个角度差，传输卫星信号的两根同轴电缆在通过转台与底座的连接处时，会形成物理弯折。如果船舶连续转向或掉头，角度差持续累加，同轴电缆在物理弯折的作用下，很容易破损甚至完全断裂。因此，使用此方案的船载卫星天线会使用限位开关对方位角进行限制，旋转角度范围一般是0°~680°。这样就会带来一个弊端，当船舶掉头时，每次方位角超出0°~680°的旋转范围，天线都会强制性向反方向旋转360°重新搜寻卫星，从而导致电视信号中断。

2方案二：单本振高频头+双通道旋转关节

旋转关节（rotary joint）是在旋转状态下能够实现能量传输的一种装置，既是在传输线的结构非接触条件下、旋转时能够实现微波能量传输的一种部件[2]。双通道旋转关节能够同时传输两路卫星信号，并且能够进行360°无限制旋转。

图2方案二系统连接图

左旋信号和右旋信号传输到室内后，同样需要切换开关供接收机选择。该方案消除了双线绕线方案存在的方位角度限位弊端，但双通道旋转关节价格昂贵，无法在船载卫星电视天线设备中普及使用。

3方案三：单本振高频头+单通道旋转接头

单通道旋转接头能够传输一路卫星信号进行360°无限制旋转。因其结构简单，造价比双通道旋转关节低很多。但该方案只能将一路信号传输到室内。

图3方案三系统连接图

当两台或两台以上接收机同时使用时，需要用功分器将卫星信号分成多路，多台接收机可以同时播放左旋信号的电视节目，或者同时播放右旋信号的电视节目。当有人收看左旋频道，有人收看右旋频道时，根据高电压优先的原则，18 V电压将会起到主导作用，使高频头输出左旋信号，播放右旋频道的接收机将出现信号中断，接收左旋频道的接收机可以正常使用。

4方案四：双本振高频头+单通道旋转关节

中星九号卫星转发器频率范围11700 MHz~12200 MHz，只用了500 MHz带宽。使用本振频率为10750 MHz的高频头，经下变频后输出950 MH~1450 MHz的中频信号，传输给卫星接收机。一般的卫星接收机可支持的频率输入范围是950 MHz~2150 MHz之间，有1200 MHz的带宽，由此可见中星九号只用了接收机输入范围一部分频率带宽。

双本振高频头是一种具备两个本振频率的下变频器，可以一个本振频率下变频右旋信号，一个本振频率下变频左旋信号。以10750 MHz和13850 MHz两个本振频率为例，如右旋信号经10750 MHz本振，采取低本振，输出频率范围在950 MHz~1450 MHz，左旋信号经13850 Mhz，采用高本振，输出频率范围在1650 MHz~2150 MHz之间，再把两路信号合并成一路信号输出，通过一根同轴电缆和单通道旋转接头将左旋信号和右旋信号同时传输到室内，即可解决多台接收机同时使用的信号冲突问题。

图4方案四系统连接图

配合该方案使用的卫星接收机跟常规的“户户通”接收机还有一定的区别，常规接收机只接收单一本振频率信号，无论是播放左旋信号节目还是右旋信号节目，都采用10750 MHz本振频率，而该方案采用的卫星接收机，播放右旋信号节目时，使用10750 MHz本振频率，播放左旋信号节目时，采用13850 MHz本振频率。如此，接收机便可以同时接收左旋和右旋信号节目，实现自由切换。该方案经实物测试，效果非常理想，但双本振单输出高频头的批量使用，受到一定的政策影响。

5结束语

以上四种方案基本涵盖了当前船载卫星电视天线信号传输的常用方法，其中以方案一和方案三的应用尤为普遍。但方案一存在船舶掉头时的信号中断问题，方案三存在多台接收机同时使用的冲突问题，都称不上是理想的解决方案，只因其成本低廉、原理简单得到了较普遍的应用。方案二和方案四完全消除了方案一和方案三存在的缺陷，但方案二实现成本过高，非船载卫星电视天线所能承受，无法得到普及应用。方案四通过技术手段，解决了左旋信号和右旋信号在同一根线缆中传输的问题，且成本低廉，是目前最理想的解决方案。相信随着我国卫星电视相关政策的不断开放，该方案将逐步在船载卫星电视天线设备中得以普遍推广，为解决我国广大海上作业人员的精神文化生活带来巨大的便利。

参考文献

[1]沈永明主编.卫星电视接收技术实用教程[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[2]范鸿健.航天器同轴式微波旋转关节特性研究[D].国防科技大学研究生院，2008.

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