中星九號(hào)直播衛(wèi)星測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析報(bào)告

曾文明

這次測(cè)試中九直播收視，動(dòng)用手中5面偏饋天線收集了些收視數(shù)據(jù)，表1數(shù)據(jù)是用同洲N6188中九專用機(jī)測(cè)試的，高頻頭用的是同洲套站的CL11RA。收視地點(diǎn)，東徑104°、北緯29.4°四川中部，中星九號(hào)（中九）54dBw場(chǎng)強(qiáng)等值線區(qū)域內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)只是普通收視報(bào)告數(shù)據(jù)。表1后天線增益數(shù)據(jù)是供分析加上去的，天線增益的效率是70％（注1）。需說(shuō)明的是原收視文章0.35m視頻天線信號(hào)質(zhì)量是33％，后期打磨天線面和高頻頭支架位置信號(hào)質(zhì)量提高了1％，就以信號(hào)質(zhì)量34％為標(biāo)準(zhǔn)值。

從表1信號(hào)質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)上看前三面天線應(yīng)屬同一檔次，0.10m口徑差值信號(hào)質(zhì)量差值都是4％。需說(shuō)明的是0.55m中衛(wèi)天線是出口型天線，早就試收感覺(jué)精度較好，與某廠0.60m天線相當(dāng)；同洲CAK45-PW天線是同洲CAK45-PW是深圳市同洲電子股份有限公司針對(duì)中國(guó)直播衛(wèi)星項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的衛(wèi)星電視接收天線，是中九同洲套站用天線，初次使用第一感覺(jué)是外觀漂亮，設(shè)計(jì)合理，實(shí)收效果、精度感覺(jué)都不錯(cuò)（圖1）。后兩面天線質(zhì)量要差些也是常規(guī)經(jīng)驗(yàn)判斷，0.55m天線與0.75m天線口徑差值0.20m，信號(hào)質(zhì)量差值僅3％與前面天線徑差信號(hào)質(zhì)量太多，至于差多少，天線效率有多高很難憑經(jīng)驗(yàn)判斷，這后兩面也是正廠天線，天線差點(diǎn)效率應(yīng)該有60％才合常理是一般判斷。還有同洲N6188信號(hào)質(zhì)量與帝霸901信噪比的關(guān)系，就是說(shuō)信號(hào)質(zhì)量1％相當(dāng)于信噪比多少，也值得探討，以方便以后收視作較科學(xué)的判斷。這些年我一直認(rèn)為信噪比顯示的分貝（dB）值與天線分貝、載噪比（C/N）分貝近似，這次動(dòng)用幾面天線測(cè)試以準(zhǔn)備再次厘清，有這個(gè)想法就產(chǎn)生了本文《中星九號(hào)直播衛(wèi)星測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析報(bào)告》。據(jù)表1天線增益數(shù)據(jù)加上后初步分析，假定這些天線的效率為70％，表后列出了這5面天線在該效率下的天線增益值，設(shè)定前三面天線效率為70％，信號(hào)質(zhì)量、天線增益值表1可查，0.35~0.55m天線徑差增益、信號(hào)質(zhì)量來(lái)求取之間的等值關(guān)系，（35.22-31.74）÷（42-34）=0.435（dB），即信號(hào)質(zhì)量1％相當(dāng)于天線增益0.435dB，這只是初步收視假設(shè)推論計(jì)算結(jié)果，還得繼續(xù)收視驗(yàn)證這一最初數(shù)據(jù)。表1中0.35—0.45—0.55—0.35m天線增益級(jí)差值分別是1.78—1.70—3.48dB，這些天線增益級(jí)差以備后分析用。

為了準(zhǔn)確獲得測(cè)試數(shù)據(jù)，再次復(fù)測(cè)已是獲得表1數(shù)據(jù)一月以后的事情。這次要厘清信號(hào)質(zhì)量—信噪比—天線增益三者間的關(guān)系，其方法是用這看似三面精度相當(dāng)?shù)奶炀€，同一只圓極化高頻頭，收視中九直播和天浪直播的圓極化信號(hào)，其理由都是圓極化信號(hào)且頻點(diǎn)接近，中九用ABS信號(hào)、天浪用DVB信號(hào)傳送鄰星干擾少。用三面天線徑差信號(hào)質(zhì)量—信噪比—天線增益取得其間關(guān)系值，這個(gè)值原理上是數(shù)學(xué)上等值關(guān)系來(lái)導(dǎo)取。這里級(jí)差天線增益與天線效率高低無(wú)關(guān)，天線效率相等，級(jí)差相等、增益相等論，“借用”級(jí)差增益值達(dá)到驗(yàn)證級(jí)差信噪比的目的。

用這3面精度接近的天線都在適當(dāng)位置精心調(diào)試對(duì)準(zhǔn)中九，選用了一只剛收到經(jīng)測(cè)試是我手中4只中九頭最好的，同洲CL11RA改進(jìn)型圓極化高頻頭，此高頻頭也是同洲為中九直播開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的配套專用中九圓極化高頻頭（圖2），噪聲系數(shù)≤1.3dB無(wú)水分。同洲中九專用頭波導(dǎo)管腔中的極化片用料設(shè)計(jì)精良，與有機(jī)玻璃極化片比高出0.5～0.8dB。這只高頻頭與其它中九專用高頻頭對(duì)比測(cè)試，信號(hào)質(zhì)量要高出2～3％，達(dá)精選O.S 22M及臺(tái)揚(yáng)AP8雙本振線極化高頻頭品質(zhì)水平，可稱中九專用頭精品，其它中九頭0.35m天線本地收不下122°E右旋天浪直播，否則動(dòng)用O.S 22M、臺(tái)揚(yáng)AP8雙本振來(lái)虛擬收視中九，需用DVB-S、ABS-S功分聯(lián)機(jī)工作，DVB-S機(jī)設(shè)置22K開(kāi)關(guān)保障10600MHz本振工作正常，工廠碼修改中九機(jī)參數(shù)來(lái)測(cè)試完成。用這只同洲高頻頭在無(wú)云天氣下短時(shí)間測(cè)完3面天線中九直播的4個(gè)頻點(diǎn)，又用這3面天線轉(zhuǎn)向收視天浪直播4個(gè)頻點(diǎn)，0.35m天線天浪最后一個(gè)頻點(diǎn)還是沒(méi)法過(guò)門(mén)限，最后只取天浪前3個(gè)頻點(diǎn)數(shù)據(jù)。多頻點(diǎn)測(cè)試目的是得到更多的測(cè)試數(shù)據(jù)有較多的比較，中九直播收視數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，天浪直播收視數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。也復(fù)測(cè)了0.75m、0.90m天線中九收視，11840頻點(diǎn)分別是47％和50％。

從表2可看出，天線換用高頻頭后中九直播信號(hào)質(zhì)量有所等值提高，但天線0.10m級(jí)差信號(hào)質(zhì)量4％并沒(méi)有改變。分析表3天浪直播收視數(shù)據(jù)，0.35—0.45m天線頻點(diǎn)信噪比差值依次為1.75—1.75—1.70dB，平均值是1.73dB；0.45—0.55m天線頻點(diǎn)信噪比差值依次為1.8—1.75—1.8，平均值是1.78；0.35—0.55m天線信噪比平均值是3.51dB，即以上兩信噪比平均差值之和。把以上天線級(jí)差信噪比平均值與表1對(duì)應(yīng)天線信號(hào)質(zhì)量、天線增益級(jí)差例表4供分析之用。表3是收視原始記錄數(shù)據(jù)，沒(méi)作任何技術(shù)修正。

此項(xiàng)目的是尋找信號(hào)質(zhì)量—信噪比—天線增益間的換算值。信號(hào)質(zhì)量—信噪比的換算值:0.35~0.55m數(shù)據(jù)對(duì)比分析中誤差最小，選中此項(xiàng)，即信號(hào)質(zhì)量1％等值于信噪比（3.51÷8=0.43875dB）的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，保留2位小數(shù)即同洲N6188信號(hào)質(zhì)量1％等值于帝霸901信噪比0.44dB。天線增益—信噪比的換算值:表4中這三面天線級(jí)差實(shí)收信噪比—設(shè)定天線增益誤差都很小（此誤差放在天線效率討論），以此認(rèn)定天線增益分貝與實(shí)測(cè)信噪比分貝是等值關(guān)系應(yīng)當(dāng)沒(méi)有爭(zhēng)議，這樣的測(cè)試，有條件都可以驗(yàn)證。

表4數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了信噪比與天線增益間的等值關(guān)系，帝霸901信噪比分貝等同于天線增益分貝物理量有了結(jié)論，多年的近似值得到了等同值驗(yàn)證結(jié)果，帝霸901的信噪比完全可當(dāng)載噪比值（C/N）直接應(yīng)用，其門(mén)限值與載噪比門(mén)限值也接近。同洲N6188信號(hào)質(zhì)量1％等值于信噪比采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)0.44dB直接應(yīng)用，也可以說(shuō)就是0.44dB，與表1初步推論（0.435dB）也相當(dāng)接近。一次中九直播與天浪直播收視分析，衛(wèi)星收視器材是普通衛(wèi)星天線和ABS-S、DVB-S接收機(jī)，業(yè)余條件下當(dāng)測(cè)試儀器應(yīng)用結(jié)果，原理就是數(shù)學(xué)上的等值替換法在衛(wèi)星收視中的一種推理應(yīng)用。

筆者這些年關(guān)注衛(wèi)星收視技術(shù)，總想在業(yè)余條件下完成較為專業(yè)的測(cè)試工作，今天不妨把上面的分析驗(yàn)證結(jié)果推廣應(yīng)用，試一下業(yè)余條件下測(cè)試這五面衛(wèi)星天線效率和驗(yàn)證有關(guān)收視理論中的載噪比（C/N）值，其中C/N值涉及場(chǎng)強(qiáng)、門(mén)限、天線增益等衛(wèi)星收視專業(yè)技術(shù)參數(shù)，也可間接驗(yàn)證上述有關(guān)的技術(shù)測(cè)定推論的準(zhǔn)確性。通常在業(yè)余條件下，測(cè)試天線效率（增益）用以下兩種方法:方法①用已知天線效率（標(biāo)準(zhǔn)天線）、推測(cè)另一天線（測(cè)試天線），這兩天線同收一個(gè)衛(wèi)星頻點(diǎn)，用兩天線的信號(hào)品質(zhì)換算成天線增益分貝值，計(jì)算即可求出測(cè)試天線的增益（效率）；方法②用測(cè)試天線收視得到信號(hào)質(zhì)量（信噪比）換算成C/N值查表來(lái)求取天線增益估測(cè)值，但C/N值涉及接收機(jī)門(mén)限、LNB噪聲系數(shù)、場(chǎng)強(qiáng)、環(huán)境噪聲等都會(huì)影響天線效率計(jì)算的正確值，只能得到大概的估測(cè)天線增益。

表4前三面天線分析中發(fā)現(xiàn)，信噪比實(shí)收兩位小數(shù)的顯示，可反映這三面天線微小的增益差值，相反信號(hào)質(zhì)量就不能顯示微小差值。看表中對(duì)比誤差值，這三面天線效率相當(dāng)接近但也存在很小的增益差距。仔細(xì)筆對(duì)表4中對(duì)比誤差項(xiàng)，0.35—0.55m天線信噪比（實(shí)收）與設(shè)定增益（70％）誤差最?。?0.03dB），說(shuō)明這兩面天線的效率最接近。再比對(duì)表4中0.35—0.45—0.55m對(duì)比誤差（-0.05dB）—（+0.08dB），明顯是0.45m天線增益略低一點(diǎn)，如果0.45m天線實(shí)收信噪比提高0.05dB、0.55m天線信噪比低0.03dB，這三面增益（效率）相等。在這里用天線效率差值無(wú)法證明這些天線效率的真實(shí)高低，只能設(shè)定評(píng)審方法來(lái)判斷天線效率。

表1中實(shí)收信號(hào)質(zhì)量，其實(shí)是間接代表了各天線收視的C/N值，也反映了天線效率在收視中的差別。知道了數(shù)字接收機(jī)信號(hào)品質(zhì)能換算成實(shí)用分貝值，用表1、表3實(shí)收信號(hào)品質(zhì)數(shù)據(jù)，再計(jì)算天線效率（增益）就不再是難事。只要設(shè)定一面天線的效率標(biāo)準(zhǔn)，用此天線的級(jí)差增益與其它測(cè)試天線實(shí)收級(jí)差信號(hào)品質(zhì)比對(duì)，測(cè)試天線的增益（效率）簡(jiǎn)單計(jì)算就可得到。天線等級(jí)是這樣劃分的，效率70％（優(yōu)）、60％（良）、50％（合格）。下面試用設(shè)定評(píng)審方法來(lái)鑒定這些天線的品質(zhì)。表4中0.35—0.55m這兩面天線效率最接近，就從這里開(kāi)始。二次設(shè)定0.35m天線效率為70％為基準(zhǔn)試計(jì)算這五面天線的效率和增益，前三面天線增益微小差別參照表5、表1數(shù)據(jù)，其余天線采用表1數(shù)據(jù)，看看計(jì)算的結(jié)果是否符合情理就知道了（計(jì)算過(guò)程略）。

天線效率級(jí)差增益是這樣計(jì)算的:80—70—60—50％、0.58—0.67—0.79dB。

0.35m天線設(shè)定效率70％，天線增益31.74dB。末打磨前天線效率63.43％，天線增益31.30dB。

0.45m天線實(shí)際效率經(jīng)計(jì)算為69.25％，天線增益33.47dB。

0.55m天線實(shí)際效率經(jīng)計(jì)算為70.52％，天線增益35.25dB。

0.75m天線實(shí)際效率用上方法①0.35m為標(biāo)準(zhǔn)天線，參照表1數(shù)據(jù)計(jì)算，天線效率53.04％，天線增益36.58dB。

0.90m天線與0.75m天線使用多年，早就多次測(cè)定過(guò)這兩面天線信噪比差值為1.5dB，中九直播收視信號(hào)質(zhì)量在3～4％間屬正常顯示值，就以此來(lái)計(jì)算天線效率。經(jīng)計(jì)算0.90m天線效率為50.13％，天線增益38.08dB。多年來(lái)今天才真正弄清了這兩面天線的實(shí)際效率和增益，在天線等級(jí)中只能算合格產(chǎn)品，與以前估測(cè)和常理判斷天線效率差了10％左右。如果這兩面天線效率能達(dá)70％，收視中九直播還可穩(wěn)定提高信號(hào)質(zhì)量3％。

以上是筆者設(shè)定評(píng)審計(jì)算結(jié)果，卻較真實(shí)反映了這些天線的品質(zhì)，應(yīng)當(dāng)都滿意，好的是優(yōu)級(jí)品，低的在合格品內(nèi)。這五面天線實(shí)測(cè)的增益和效率整理見(jiàn)表5，后兩面天線實(shí)測(cè)與廠商宣傳提供天線增益參數(shù)少了2dB左右。

知道了同洲N6188信號(hào)質(zhì)量1％等值于0.44dB，用以下方法，還可計(jì)算門(mén)限、載噪比（C/N）值，下例計(jì)算采用表1數(shù)據(jù)其理由是高頻頭增益適中，這只同洲中九頭比百昌、高斯貝爾信號(hào)質(zhì)量要高1％，又比后來(lái)那只同洲頭L極化信號(hào)質(zhì)量差2％。

同洲N6188門(mén)限C/N值: 同洲N6188門(mén)限信號(hào)質(zhì)量實(shí)測(cè)為12％，0.44x12=5.28dB，該機(jī)在FEC=3/4時(shí)，其信號(hào)門(mén)限值為C/N=5.28dB，與帝霸901門(mén)限差不多，低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)C/N=6dB的門(mén)限值，但畫(huà)質(zhì)優(yōu)于帝霸901。

0.35m天線實(shí)際收視本地中九場(chǎng)強(qiáng)44dBw的C/N值: 本地0.35m天線實(shí)收信號(hào)質(zhì)量34％，0.44x34=14.96dB，本地0.35天線實(shí)收中九直播衛(wèi)星C/N=14.96dB，已超過(guò)一般廣播收轉(zhuǎn)C/N=14dB水平級(jí)別。

0.35m天線門(mén)限余量:0.44x（34-12）=9.68dB ，0.35m天線本地門(mén)限余量為9.68dB，如果換用表2高頻頭，門(mén)限余量升到10.56dB。

為了驗(yàn)證以上計(jì)算的可行性，特地摘錄了合符中九直播場(chǎng)強(qiáng)等值線Ku波段天線直徑與場(chǎng)強(qiáng)及C/N的關(guān)系列表（表6）（注2），以驗(yàn)證以上實(shí)收計(jì)算的正確性。表中數(shù)據(jù)采用DVB-S制計(jì)算出來(lái)的。中星九號(hào)直播衛(wèi)星采用的是ABS-S制式數(shù)字信號(hào)壓縮傳送，其門(mén)限比DVB-S低1.5～2dB，表5場(chǎng)強(qiáng)用于ABS-S查場(chǎng)強(qiáng)還應(yīng)加1.5～2dB。筆者本地中星九號(hào)場(chǎng)強(qiáng)是54dBw，查表5應(yīng)按56dBw值查詢，可以看出0.35m天線實(shí)收C/N=14.96dB與表5表中（0.34m、C/N=14dB）計(jì)算值誤差約（+0.8dB），說(shuō)明本地中星九號(hào)直播衛(wèi)星落地場(chǎng)強(qiáng)確有54dBw，也間接再次驗(yàn)證了上面推理計(jì)算結(jié)果的正確性。

實(shí)際收視也作過(guò)簡(jiǎn)單驗(yàn)證，用0.35m天線收視中九，用邊料地磚擋去天線大部分（見(jiàn)圖3、圖4），這時(shí)信號(hào)質(zhì)量還在門(mén)限上（16％），驗(yàn)證表明本地小于0.20m天線可過(guò)門(mén)限，表5查詢本地門(mén)限值天線最小0.15m。

最后剩下這三面天線設(shè)定70％真實(shí)效率討論，能否達(dá)此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)研討，以前也對(duì)天線效率討論過(guò)，能達(dá)70％效率天線是優(yōu)質(zhì)品不多見(jiàn)。以上設(shè)定評(píng)審天線方法有一定的說(shuō)服力。這里再用0.35m天線實(shí)收C/N值來(lái)討論:0.35m天線本地C/N=14.96dB，這里天線效率70％、LNB1.30dB、接收機(jī)門(mén)限5.30（5.28）dB，筆對(duì)表6天線效率、門(mén)限誤差要扣除約1.40dB，實(shí)際C/N=13.56dB，與表6誤差約（-0.40）dB，換用表3中九頭實(shí)際C/N=14.44dB，這些實(shí)收C/N值與理論計(jì)算值（查表）誤差在小數(shù)級(jí)別應(yīng)當(dāng)可信。天線效率討論過(guò)，場(chǎng)強(qiáng)相信本地應(yīng)有54dBw，唯一沒(méi)討論過(guò)LNB噪聲系數(shù)，表1用高頻頭屬中等貨，手中4只中九頭上差信號(hào)質(zhì)量2％，下差1％，懸殊1.30dB之多，換算成天線效率就是18％的差距（天線效率50～70％間），可見(jiàn)高頻頭品質(zhì)的選用與要求同衛(wèi)星天線精度是一樣的重要，對(duì)C/N值的影響一樣不亞于天線效率，能真正達(dá)LNB 100°K（1.29dB）噪聲系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)算優(yōu)質(zhì)品了，那些標(biāo)稱噪聲系數(shù)0.50dB的高頻頭水份太重。筆者認(rèn)為，以上多種方法客觀公正全面驗(yàn)證了這些天線效率，雖然是業(yè)余級(jí)別水平，最簡(jiǎn)單的收視設(shè)備，供參考的可信度還是較高的，是業(yè)余條件下較佳的測(cè)試方法之一。

筆者衛(wèi)視收視多年，初期過(guò)于相信廠商提供的參數(shù)，初次用0.75、0.90m天線推測(cè)信噪比與天線增益值是這樣換算的（1.8:1.5=1.2:1），忽略了天線效率不等出了偏差，認(rèn)為信噪比值偏小天線增益值，參照天線效率估測(cè)偏高，導(dǎo)至推測(cè)其它天線增益出現(xiàn)誤差偏大后果。今天重新評(píng)審使用中2.40m網(wǎng)狀極軸天線的效率，多次與上面0.75m、0.90m收視對(duì)比過(guò)，信噪比多出7.50dB、6.00dB，今天來(lái)計(jì)算這面2.40m網(wǎng)狀極軸天線的Ku增益是（38.08+6.00=44.08dB），查表得知相當(dāng)于1.83m天線50％效率的天線增益（44.22dB）水平，這面正饋天線使用感覺(jué)一直不錯(cuò)，很多2.40m天線Ku效率只有0.90m偏饋天線水平。從使用帝霸901至今已5、6個(gè)年頭，其實(shí)這期間一直在探討信噪比的問(wèn)題，今天才得到圓滿答案，在業(yè)余條件下花了不少時(shí)間，走了一個(gè)漫長(zhǎng)的艱辛探尋之路。就這次數(shù)據(jù)分析報(bào)告，并不是一次復(fù)測(cè)就完成了，中間長(zhǎng)達(dá)一月以上，并非一帆風(fēng)順。四川冬季要找好天氣不容易，天氣不好天線前方漂浮不定的云層影響測(cè)試數(shù)據(jù)；在樓頂測(cè)試地點(diǎn)選址也重要，其間也遇到天線換位置后，信號(hào)質(zhì)量總是誤差1％，分析原因在于受通訊微波干擾造成，只得尋找干擾最小的同一地點(diǎn)重新測(cè)試完成；在本文數(shù)據(jù)分析時(shí)由于方法不正確也曾一度中斷過(guò)，分析筆對(duì)、資料整理也相當(dāng)花時(shí)間。收視圓極化波線極化高頻頭免不了極化片，筆者非常關(guān)注這方面的研究，想用插拔極化片來(lái)驗(yàn)證信號(hào)質(zhì)量1％與信噪比間的關(guān)系，卻因線極化腔體及極化誤差諸多原因，導(dǎo)致系列數(shù)據(jù)不一誤差太大無(wú)法采用，耗了不少時(shí)間。但對(duì)Ku圓極化高頻頭有了全面深入了解，也獲得了有關(guān)極化片測(cè)試的寶貴數(shù)據(jù)，對(duì)極化片設(shè)計(jì)、制作、選料都重新作過(guò)研究驗(yàn)證，用0.55m天線實(shí)測(cè)極化片增益，不同品牌高頻頭收視中九信號(hào)質(zhì)量6～9％，收視天浪信噪比2.5～3.4dB。有興趣再另文詳述。

注1:見(jiàn)《尋星2000》P151。

注2:見(jiàn)《尋星2000》P168。■