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高频头在数字卫星接收系统中的运用研究与讨论
郝翔
（国家广搭电影电视总局五六四台，北京100000）
摘要：主要研究高频头在数字卫星接收系统中的应用，讨论了高频头的功能及其工作原理，并从高频头选用、安装两方面对高频头在数宇卫接收系统中的应用进行了研究。
关键词：高频头；数宇卫星接收系规；天线
数字卫星接收系统室外接收天线主要有天线、馈源、高频头和传输
本振频率容易发生漂移.保持幅频
馈线等结构，其中高频头是数字卫星接收系统中的前段设备，作为室外设备中唯一有源设备，配合天馈系统直接安装在户外-使用回轴电缆连接在卫星接收机上，对数字卫星信号接收系统的灵额度和信赚比有着直接影响。
1高频头
介绍高频头在数字卫星接收系统中发挥的作用和结构与工作原理。 1.1高频头的功能
高频头是数字卫星信号接收系统最核心元件，高频头的性能直接影响天线品质因数，是天线接收弱信号能力重要的评估指标，研究高频头在数字卫星信号接收系统中的应用，对提高数字卫星信号接收系统工作性能非常重要。数字卫星信号接收系统中的高颠头主要用于敏大低噪声和下变频以及中频。卫星距离地球距离较大，这种情况下，卫星发送的电磁波信号传达到地面时已经十分微弱，信号海没在噪声中，电平值达不到接收机解调门限，地面数字卫星信号接收系统无法检测下行信号，造成了较大的信号失真，因此数字卫星信号系统中需要设置专门的元件进行低噪声的放大，一股都采用高频头和课源连接的形式，形成一体化馈源来放大低噪声。数学卫星的下行信号一股都届于高频信号，电缆传输会导致 3000MHz以上信号的较大衰减，因此需要进行卫星下行信号频率混频，降频置数字卫星接收系统第一中颠，混频之后信号会发生一定的衰减，需要进行中频放大，该功能同样由高频头实现。
1.2高频头结构与工作原理(图1)
高颠头主要有输人法兰盘、矩形波导、耦合装置、低噪放大器、混频中放以及电源稳压等结构，其增益主要根据低噪声放大器确定，一般低噪声放大器的增益贡献在40B左右，为了增大增益低放大器往往有四级甚至五级结构，通过对不同级别放大器系统的合理基至能够有效降低噪声，一般情况下前两级放大器的工作电流都较小，而后两级或三级要满足增益要求，工作电流强度偏大。低票声放大器各级改大电路的输人输出阻抗都设置在502左右，且配备了阻抗匹配电路，确保放大器工作稳定。高频头是有源元件，需要供电才能正常工作，在高频头内部股置有稳压电路，确保高颖头内部不回部件能够在稳定直流电压下工作，电源一股接在卫星接收机或者第一有源功分器直流电源上，工作电压在 13V-18V，由第一中频电缆传输给高颠头。
1.3特征参数
1.3.1增益。高频头的信号增益很高，一股维持在60-70dB左右，低噪放大也在40dB以上，中频放大也超过25dB，其中混频器会造成5dB 左右功率损耗，平均计算，高频头总增益在60lB左右。132噪声温度。高频头是有源元件，在工作中，高频头内部的有源部件会发出一定噪音，噪声温度就是描述高频头自身内部噪声功率大小的量，现阶段高颠头的噪声温度一般控制在18-30K左右，Ku波噪声系数约为1dB。1.3.3本振频率。不同高频头有着不同的本振颠率，本振频率影响数字卫星接收机的调谐。现阶段G波段高头本身频率比较稳定，维持在5150MHz左右。 1.34输人/输出阻抗。高颠头的输人阻抗主要来自耦合装置，是探针和小环位置的阻抗系数，为500，输出阻抗一般都为750，要注意高频头输出阻抗要和卫星接收机输人阻抗保持一致，才能实现阻抗匹配
2高频头在数字卫星接收系统中的应用
2.1高预头的选用.21.1确定频率范围。高频头的预率选择包括高频头接收频率范围、卫量下行频率等内容，确保卫星下行频率在高频头接收颠率之内。高频头接收频率范围就是高频头的带宽，一般够用为准，尤其是对于K目波段，不推荐使用宽带和全频带高频头，因为频段宽度越大，本振频率稳定度和幅频特性就越不理想，彼此之间是相互制约的，带宽越案，本振颠率就越稳定，获得的幅颠特性曲线就越平坦，面宽带宽情况下
特性曲线平坦比较困难。212选择极化方式。极化方式是另一个需要关注的间题，一般情况下一颗卫星都有两种极化方式卫视节目高频头和馈源的组合形式也更加丰富多样，一体化高频头应用越来越广泛，免却了高频头与馈源之间的连接和调试，单输出、双输出甚至4
输出形式也纷纷出现。实际选用中，如果是集体接受的形式，推荐
图1高频头结构形式
采用双极化馈源配分体式高频头的组合形式，两个高频头相互备用，降低了故障率，或者采用双极化组合式高频头，同时接收两种极化节目。2.1.3 极化调整。受到习惯势力影响，卫星广播电视刚开始投人使用时由于节目少，往往形成了高频头宽边还是穿边平行地面来判断极化形式的经验，然而随着高频头产品类型的不断丰富，这种经验已经不再准确，如双极化高频头设置了两个探针，且不同厂家的高频头形状也不尽相同，因此该经验并不可靠。有些厂家为了便于安装，在高频头上设置了则度线以及一些指导标记，对于没有标记的高频头，可参考F头方向，根据卫星经度、当地经度大概确定极化角，以面质、音质好坏来最终确定
22高频头安装。高频头位于馈电喇叭末端，作为一种室外工作的微波器件，工作条件相对恶劣，为了提高高频头的工作质量，延长使用寿命，需要对高频头采取必要的防雷、防腐措施。高频头安装操作比较简单，对齐高频头输人波导口和馈源输出波导口，中间安装密封橡胶圈，螺钉固定，将高频输出端和中频电缆线输人端连接扩紧，做好防水措施，一般是外数防水粘胶，或者套橡皮防水套，必要时可加钢防水保护套管。高频头往往是和天馈线系统一同置于室外，作为室外单元，安装过程中有一些间题需要注意。22.1保持接触和密封效果。安装中要注意保持波导法兰盘拉口位置的清清，将防水胶图对准，确保密封严密，安装结束之后不要随意打开高频头，防止破坏密封效果。222检查电缆接触情况。安装中要注意检查电缆和电缆头内外导体之间的接触情况，按照要求匹配电缆，妥善处理F头和电缆之间的连接，避免造成屏蔽网、F头短路。同时要做好防水处理，避免风吹日晒和哺水造成腐蚀与氧化，导致高频头接触不良，影响信号质量。223外壳接地。作为室外元器件，高频头需要做好必要的安全和防雷措施，抛物面天线以及室内外部件外壳都要接地，可用试电笔检查，避免造成内部器件损坏。
结束语
高频头是数字卫星信号接收系统中至关重要的元器件，主要用于放大低噪声和下变频、中频，能够明显增大信号增益，总增益达到60B左右，在数字卫星信号接收系统中发挥着重要的作用。
参考文献
[1首佳.数宇电视机项盒网络接口性能的优化方法与应用[DI式汉：华中科技大学.2008
[2]杨晓刚.车载卫星天线自动对星控制系统的研制[D南京：江苏大学, 2010
[3涨吨基于分集接收的DVB-T双高频头控制系统设计[DI武汉；华中科技大学2006
4周立率.DVB-S信道接收芯片载波恢复的研究及ASIC实现D杭州：渐江大学2005
[5孙学群.数字电视较硬件体系分新及系统设计的研究[DI成都：电子科技大学2005.