中波发射台卫星信号接收系统的原理与使用

2020-06-18银宇翔

山西电子技术 2020年3期

银宇翔

(忻州中波转播台，山西忻州 034000)

所谓中波发射台，就是指用专用设备，面向公众无线传送中波广播节目的发射台，中波广播信号就是我们用普通收音机收到的广播电台的信号。中波发射台为了给广大听众提供稳定、优质的广播信号，就必须使用稳定、优质的信号源，而广播电视卫星提供的卫星信号质量非常好，也非常稳定，所以卫星信号就成为中波发射台使用的信号源之一。

1 卫星信号接收系统的组成原理

卫星信号接收系统由抛物面接收天线、低噪声变频器组件(即LNB，俗称高频头)、同轴馈线和卫星信号接收机(也叫解调器)组成，其中抛物面天线和高频头一般安装在室外，统称室外单元；卫星信号接收机一般安装在室内，属于室内单元，室外单元和室内单元由同轴馈线相连接，系统整体组成见图1。

图1 卫星信号接收系统的组成

2 卫星信号接收系统各部分的作用

抛物面天线：将天空来的卫星信号电磁波聚集起来反射到高频头。

高频头：将抛物面天线反射来的电磁波转换为高频电信号，然后进行放大和下变频，产生第一中频信号。

同轴馈线：将室外高频头输出的中频信号传送至室内卫星接收机，同时把卫星接收机提供给高频头的电源电压送至高频头。

卫星接收机：把高频头送来的中频信号经过处理后解调出我们所需要的视频信号和音频信号，另外还负责给高频头提供电源[1]。

卫星信号接收系统的整体信号流程图见图2。

图2卫星信号接收系统信号流程图

3 卫星信号接收系统的安装与调试注意事项

1) 质量好的抛物面天线体积大，分量重，安装室外单元一定要选好合适的地方，安装抛物面天线的基座必须结实牢固，抛物面天线紧固螺栓必须牢固可靠，防止大风刮偏抛物面方向。螺栓必须涂抹防锈黄油，防止螺栓生锈。

2) 抛物面天线方向的调整：首先要确定接收哪一颗卫星上的信号，根据所接收卫星的位置参数(卫星星下点经度)用相关公式(见下面计算公式)计算出抛物面天线的仰角E和方位角A，然后配合卫星接收机显示器所显示的信号强度和信号质量慢慢来回微调，直到显示器的画面和声音质量达到最佳状态，抛物面天线的方向就调好了，把天线固定好即可。

仰角计算公式：

方位角计算公式：

φ1为卫星星下点经度；φ2为抛物面天线所在位置经度；θ为抛物面天线所在位置维度；r为地球半径；h为卫星距地球赤道距离。

3) 安装高频头时要注意与天线馈源绝缘，固定一定要牢靠，高频头与同轴馈线的连接一定要牢靠。

4) 馈线要选择优质的75Ω带屏蔽的同轴电缆，馈线不要自然悬挂，要采用线卡、扎带或穿线管固定好。

5) 室内卫星接收机的调试：接收机的调试比较简单，首先确定要接收的卫星节目，然后把该节目的下行频率、极化方式、符号率、本振频率等几项参数输入卫星接收机并保存即可[2]。

4 卫星通信特有的现象：日凌

地球自转的轨道与太阳成23.5°的倾斜角，因此每年太阳会在3月21日(春分)及9月23日(秋分)时经过地球赤道上空。地球同步轨道通信卫星位于离地球赤道上空约36，000公里的轨道位置上，与地球保持同步转动。因此，每年春分和秋分前后，在卫星地球站所在地的每天中午时分，卫星将处在太阳与地球之间的直线上。这时卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳，使太阳产生的强大的电磁波直接投射在地球站天线上。由于太阳产生的电磁波频谱很宽，因此，对地球站来说，该电磁波是一个巨大的噪声源，对其所接收的卫星信号造成干扰从而使接收链路严重恶化甚至中断，这种现象即称为卫星通信的“日凌现象”。

由此可见，日凌现象是卫星通信系统遇到的一种无法避免的自然现象。但日凌只影响卫星地球站的下行链路，不影响其上行链路。它每年均会集中发生二次，即春分(3月21日)和秋分(9月23日)期间，每次约延续6天左右。每次发生日凌时，卫星地球站会连续数天在同一时段内出现接收信号质量下降或通讯中断现象。因此，为保证卫星通信系统的稳定运行，应准确预测出日凌发生的日期和时间(或查询相关网站)，以便及时采取有效措施防范和降低日凌现象对卫星通信电路的干扰。

5 故障排除

5.1 卫星接收机没有信号输出

出现无信号输出的主要原因和排除方法有：1) 卫星接收机供电异常，检修供电线路；2) 卫星接收机损坏，更换或修复接收机；3) 同轴馈线两头接线端有一头或两头都接触不良，检查并重新进行连接；4) 同轴馈线内部断线，更换新馈线；5) 高频头松动移位，调整高频头位置并紧固；6) 高频头损坏，更换新高频头；7) 抛物面天线方向偏移，重新调整天线方向；8) 抛物面天线表面有杂物或积雪，清除杂物、积雪；9) 抛物面天线与卫星之间存在障碍物阻挡卫星信号，移除障碍物；10) 卫星接收机存储的节目参数发生改变，重新调整节目参数。

5.2 信号弱，不稳定

出现信号弱或者不稳定，产生的原因和排除方法主要有：1) 抛物面天线方向轻微偏移，重新调整天线方向；2) 抛物面天线表面有杂物或积雪，清除杂物、积雪；3) 抛物面天线与卫星之间存在障碍物阻挡卫星信号，移除障碍物；4) 刮风引起抛物面天线晃动；5) 高频头性能下降，更换高频头；6) 同轴馈线出现老化，性能下降，更换新馈线；7) 同轴馈线接线端子接触不良，检查并重新连接；8) 卫星接收机性能下降，更换新的卫星接收机;9) 卫星广播处于日凌期，切换至其他信号源。