衛星電視高頻頭工作原理

集中參數電路與一般高頻放大器基本相同，電路元件用集中參數的電阻、電容和電感，參見圖7。

圖7　集中參數電路

由于中放是寬頻帶電路，所以不能使用調諧回路，元件為無引線型，電路尺寸緊湊。但由于R、C元件的離散性，往往難以得到嚴格符合設計要求的數值，所以單級增益低;但可以用增加級數的方法加以解決，一般由3～4級組成，增益約為20 dB。

分布參數的中放電路可以用微帶形式實現，參見圖8所示。可先測出晶體管的S參數，然后設計微帶匹配電路。分布參數電路的優點是電路一致性較好，容易達到單級最佳性能，所以放大器一般是2～3級。

圖8　分布參數電路

混合形式的電路是用一部分微帶線和部分集中參數元件組成的。當第一級管子的S11值適當時，可用較短的傳輸線和分支微帶組成輸入電路，能獲得較低的噪聲。級間和輸出電路可采用微帶和集中參數元件的結合。它設計靈活，兼有分布和集中參數電路的優點。

室外單元的直流供電由連接室外單元的75 Ω高電纜芯線提供。室內單元的直流電源通過高頻扼流圈傳送給室外單元，它對(3.7～4.2) GHz的微波信號和第一中頻信號均無影響。通常16 V～24 V的電壓，一路送去LNA，另一路送到室外單元的穩壓電路，穩壓后供室外單元其他各級使用。

3　衛星電視下變頻器的主要技術要求

由于衛星電視接收系統中天線接收到的衛星下行微波信號非常微弱，為保證信號的質量，將接收到的衛星下行頻率信號進行放大并變頻，C頻段衛星電視下變頻器應該滿足的主要技術要求如下：

(1)振幅—頻率特性好。振幅—頻率特性是指輸入電平恒定下，輸入信號頻率變化時輸出端電平變化的特性，主要包括通頻帶、功率增益、增益波動及增益斜率

方面。

通頻帶要求下變頻器的輸入頻段與衛星下行頻段一致，輸出頻段與衛星接收機的輸入頻段一致，而且下變頻器的輸入輸出頻段的帶寬一致;

功率增益是指輸出功率與輸入功率之比;

增益波動是指在中頻輸出的頻帶內，最大增益與最小增益之差;

增益斜率是指在中頻輸出的頻帶內，單位頻帶內增益的變化率。

(2)噪聲系數低。噪聲系數是指下變頻器整體的等效輸入噪聲，即將整個電路產生的熱噪聲等效于在輸入端的一個噪聲源，通常用噪聲溫度表示。

(3)本振頻率特性好。它包括第一本振頻率的標稱值、第一本振頻率的穩定度、第一本振頻率的泄漏。

(4)輸入輸出的電壓駐波比及回波損耗小，輸出的電壓駐波比及回波損耗在中頻頻段內測量，輸入的電壓駐波比及回波損耗在下行微波頻段內測量。

(5)功率增益高。它是指下變頻器的中頻信號輸出功率大。

(6)增益穩定性好。這是指在中頻輸出的頻帶內增益隨時間變化的起伏小。

(7)多載波互調比小。這是指多個不同頻率的信號進入下變頻器時的相互調制產物小。

(8)輸入飽和電平高。這主要是指輸入信號超過額定范圍時，引起下變頻器進入非線性工作區的影響小。

(9)鏡像干擾抑制比高。這是表示下變頻器抑制鏡頻信號的能力好。當下變頻器工作在線性范圍時，輸入幅度相等的帶內信號和鏡頻信號兩者在輸出端電平比即鏡像干擾抑制比。

(10)群時延特性好。這是指下變頻器造成的群時延小。

(11)雜散信號少。這是指互調產物之外的無用信號少。

(12)殘余調制噪聲小。這是指當輸入端加一標稱頻率、標稱電平的純正弦信號時，輸出信號中含有的附加噪聲小。

這些技術要求中，以本振頻率穩定度高、噪聲溫度低、幅頻特性好為最重要。

以上對C頻段高頻頭的主要技術要求可以概括成表1所示。但表1是針對接收C頻段衛星模擬電視信號的高頻頭而言的，如果在接收衛星數字信號時，則除了選用噪聲溫度低，本振頻率穩定度高，動態增益大外，還必須選用本振相位噪聲小的高頻頭，因為在接收衛星數字信號時，高頻頭的本振相位噪聲和本振頻率穩定度大小對接收信號質量是至關重要的(因為會影響到數字信號的誤碼率)。用于數字壓縮衛星接收系統的高頻頭要求本振相位噪聲小于-65 dBc/Hz(在1 kHz處);本振頻率穩定度小于±500 kHz。

對于Ku頻段高頻頭的選擇，由于目前我國使用的通信衛星(鑫諾1號星、亞洲2號星、亞太1A星等)轉發器的下行工作頻段都為(12.25～12.75) GHz，而國際電聯分配給我國直播衛星(三個軌位為62°E、80°E、92°E)的下行工作頻段為(11.7～12.2) GHz，因此所選用Ku頻段高頻頭的頻寬范圍一定要與所需接收衛星的下行工作頻率范圍相適應。

此外，如果使用一體化饋源高頻頭最好選用雙線極化饋源高頻頭，這樣衛星下行的兩種極化波可以在衛星接收機上通過極化電控切換來選擇所需接收的垂直或水平極化波。

4　現代高頻頭(LNB)及其發展趨勢

由于科學技術的進步，國際市場競爭的加劇，使得高頻頭的制作越來越精良，性能越來越優異，電路越來越集成化，體積越來越小，可靠性越來越高，并且增加了很好的防雷擊能力。以下詳細介紹現代高頻頭的主要特點及其發展趨勢。

(1)超低噪聲特性

由于HEMT管子的問世和廣泛應用，目前已可獲得低達20°K的C頻段的噪聲溫度特性和約40 dB的功率增益，以及約40°K的Ku頻段的噪聲溫度特性。

(2)自振混頻電路

采用自振混頻單片電路，使變頻器電路大為簡化。使用這種單片電路，完成了本振、混頻和第一中放作用，此單片電路不僅沒有變頻損耗，而且獲得了近10 dB的變頻增益，簡化了電路，增加了可靠性，最常見的單片電路為MSA0886，MSF8885等。