卫星接收天线1+1备份改造

（广西广播电视技术中心桂林分中心）

一、引言

目前县台站采用的卫星信源系统是每一个卫星接收机配备一台独立卫星接收天线，即每一个高频头对应一台微星接收机，或者由于卫星接收天线位于高山，尽管做好了防雷工作，但是仍然无法避免高频头被击坏导致卫星接收机没有收到信号。

二、现状

以灌阳县台为例，以前卫星信号源的的连接方式请见图1。

图1

由于卫星接收天线使用的是单极化的高频头，只能做到每个高频头收到一组信号。这样配置，存在如下缺陷:

（一）单台高频头没有备份，一旦出问题，就会导致信号中断，抢修需要比较长的时间；

（二）高频头与卫星接收机相连接，处于高山位置的高频头被雷击的几率比较大，如被雷击中，很可能会沿着传输线将卫星机及其附属设备击坏。

三、改进方法

（一）高频头改进

原有卫星接收天线安装的单极化单本振高频头对卫星接收机为一对一，数字电视为一对四，通过在卫星接收天线上安装双极化双本振高频头并且改过功分器同时接多台卫星接收机，使得多台卫星接收机通过一个高频头接收对应的卫星信号。双极化高频头：高频头内有水平极化探针和垂直极化探针，这两个探针分别连接各自的本振，接收到的双极化信号分别进入两个本振,而双本振是同时工作的，不需要切换,该高频头可以同时输出两种不同本振不同极化的卫星信号。[1]

（二）主备切换改进

通过高频头改造，发现使用两台卫星接收天线即可满足台站要求，而另外闲置的两台卫星接收天线我们可以将其作为1+1的备份天线，当主天线故障后通过高频继电器切换到备份天线，由于卫星接收天线的高频头输出的频率属于特高频 UHF（950～2150MHz），普通继电器触点间的电容较大会直接影响到高频头信号的输出，故无法使用普通继电器来切换高频头的输出信号，而使用高频继电器对信号的输出影响不大。因为高频继电器是用以切换高频电路的继电器,其电磁系统与普通电磁继电器相同，但其导电接触系统为适应高频电路的需要而有了较大的变化，减小了触点簧片间的分布电容，接触片做成不同形状，使各接触片平面不相重叠(部分继电器触点间的分布电容在温度为20℃、相对湿度为98%的环境条件下只有3微微法)。簧片表面镀银，改善其在高频条件下的导电性能。触点间绝缘垫块选择了介质损耗小的材料，减少了在高频条件下的介质损耗。[2]

市面上有出售水平、垂直信号切换器（见图2），其核心就是高频继电器，通过识别水平和垂直信号的电压来控制内部高频继电器的切换，该高频继电器的驱动电压为12V,我们将其更换为驱动电压为24V的高频继电器，并改造电路，增加防雷，将原有的高频头连接线共负极，正极分别接高频继电器的常开触点与常闭触点，继电器公共触点接输出，继电器控制电线从切换器引出，通过控制线输入24V电压来控制高频继电器切换信号（见图3，原理图请见图4）。

图2

图3

切换器的原理：主高频头与备高频头共地，当切换器无电压输入的时候，高频继电器公共触点COM与常闭触点NC导通，主高频头作为输入，当切换器有电压输入的时候高频继电器公共触点COM与常开触点NO导通，备高频头作为输入。二极管D1用于防止继电器开关断开瞬间电感电流产生突变，TVS1～TVS3用于防止由于雷电、各种电器干扰出现大幅度的瞬态干扰电压或脉冲电流，进而保护卫星接收机。

改造完后卫星信号源系统见图5。

图5

（三）控制电路改进

经过上述改造，结合切换器的原理，当切换器未供电的时候，现场指示灯是熄灭的，由于切换器中的继电器工作在常闭触点，所以由主高频头提供卫星信号，对应的采集器PD接口信号线无电压输入，采集器客户端的PD口不显示，而当需要启动备高频头的时候，现场开关与采集器JK口组成了双联控制，既可以通过现场开关来切换，也可以通过远程操作切换器JK口来实现切换到备高频头，这样切换器得电，现场指示灯亮用于告知值班人员启动了备用高频头，同时切换器的供电电压输入了采集器的PD口，在上位机上可以看见采集器PD口有信号输入，实现了远程显示与远程控制，进而实现了双卫星接收天线的备份，见图6。

图6

现场控制开关分与指示灯安装于卫星信源机柜的顶部，无论是本地还是远程都可以控制，当指示灯亮，说明备用天线在工作，起到了警示作用。

四、总结

通过这次改造，利用双极化双本振高频头，将卫星接收天线进行了1+1的备份，使得设备稳定性得到了极大的提高，并通过改造切换器电路，使得备用天线处于断电状态，减少了故障发生率，特别是的本地/远程的切换，极大地节约了台站在应急情况下更换高频头的操作时间，保障了卫星信号源，且降低了维护频次，间接的降低了运维成本。