卫星接收高频头,又叫降频器(LNB),是卫星接收系统中的一个重要有源部件,其性能的好坏直接影响着卫星 接收信号的质量。我们对高频头的要求是尽可能噪声温度、高可靠性和高稳定性、在所工作的频段内,幅频特性、功率增益等符合要求。高频头的功能是:①低噪声放大,②下变频,③中频放大。
其电路工作原理是:天线对准卫星,经聚焦的卫星信号集中在波导管和馈源内,经1/4波长振子耦合,经4~5级组成低噪声放大器,适当选择各级的工作点,同时阻抗匹配,可达噪声小、增益高的目的。整个高频头的增益主要由低噪声放大器所决定,这时射频增益在40db以上。
高频头的本振频率都很高(1GHz以上),为了保证振荡的稳定,采用的是介质谐振器,特点温度稳定性高、品质因数(Q值)高、与微带电路耦合制成微波集成电路,振荡频率稳定。介质的缺点怕振、防摔。经低噪声放大的射频信号在混频器内混合,混频器用高频二极管或三极管非线性作用,用本振信号频率和射频信号频率混合产生一个新的频率成分,其中射频信号频率与本振信号频率之差就是我们所需的{dy}中频。高频头本振频率高于信号频率,称为高本振,反之称为低本振。信号在混频时有大于5db的损失,再通过一、二级中放达60db以上的增益,通过电缆与卫星接收机高频头连接。
电源供给与中频信号输送用同一电缆,在高频头内设有高通、低通滤波器。卫星接收机供给高频头直流电压在10~24V间,高频头内部用三端稳压,视高频头品牌不同,稳压供电在5~8V间。常见的高频头见图2,现在多用一体化高频头(馈源、高频头二合一)。
在高频头包装外壳或铭牌上有常用参数,见图3、图4。下面对这些技术参数要求作一说明。
1.输入频率、本振频率、输出频率(频带宽):
实际上是指高频头与下行频率、本振频率、接收机输入频率之间关系,对于选择什么样的高频头很重要。现在市面上的数字卫星接收机输入工作频率多为0.95~2.15GHz,早期的机型有0.95~2.05GHz,高频头的输出频率必须在这个范围内。
对C波段而言,卫星工作下行频率带宽在3.4~4.2GHz,本振频率多用5.15GHz。C波段采用高本振信号频率技术,对抗干扰有一定作用。运算方法:本振频率-下行频率=输出频率。因此C波段输出频率在1.75~0.95GHz。在接收机的输入频率范围内。
Ku波段卫星的下行频率工作在带宽在10.7~12.75GHz范围内,各行政区域划分频段分区使用。Ku波段采用的是低本振技术,技术上容易做到。运算方法:下行频率-本振频率=输出频率,显然Ku波段过宽的带宽用单一本振难以实现,由于频段分区的划分,排生了适应区域带宽的高频头,而相对带宽较窄的高频头生产技术容易得多。下表1列出常用Ku高频头的带宽。
Ku全频带高频头,为适应宽带接收需要,用双本振技术配合22K切换器,切换高、低频段。常见双本振为0.975/10.6、10.75GHz两种规格。(crsm099.21)