衛(wèi)星接收天線1+1備份改造

（廣西廣播電視技術(shù)中心桂林分中心）

一、引言

目前縣臺(tái)站采用的衛(wèi)星信源系統(tǒng)是每一個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)配備一臺(tái)獨(dú)立衛(wèi)星接收天線，即每一個(gè)高頻頭對(duì)應(yīng)一臺(tái)微星接收機(jī)，或者由于衛(wèi)星接收天線位于高山，盡管做好了防雷工作，但是仍然無(wú)法避免高頻頭被擊壞導(dǎo)致衛(wèi)星接收機(jī)沒(méi)有收到信號(hào)。

二、現(xiàn)狀

以灌陽(yáng)縣臺(tái)為例，以前衛(wèi)星信號(hào)源的的連接方式請(qǐng)見(jiàn)圖1。

圖1

由于衛(wèi)星接收天線使用的是單極化的高頻頭，只能做到每個(gè)高頻頭收到一組信號(hào)。這樣配置，存在如下缺陷:

（一）單臺(tái)高頻頭沒(méi)有備份，一旦出問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)中斷，搶修需要比較長(zhǎng)的時(shí)間；

（二）高頻頭與衛(wèi)星接收機(jī)相連接，處于高山位置的高頻頭被雷擊的幾率比較大，如被雷擊中，很可能會(huì)沿著傳輸線將衛(wèi)星機(jī)及其附屬設(shè)備擊壞。

三、改進(jìn)方法

（一）高頻頭改進(jìn)

原有衛(wèi)星接收天線安裝的單極化單本振高頻頭對(duì)衛(wèi)星接收機(jī)為一對(duì)一，數(shù)字電視為一對(duì)四，通過(guò)在衛(wèi)星接收天線上安裝雙極化雙本振高頻頭并且改過(guò)功分器同時(shí)接多臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)，使得多臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)通過(guò)一個(gè)高頻頭接收對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星信號(hào)。雙極化高頻頭：高頻頭內(nèi)有水平極化探針和垂直極化探針，這兩個(gè)探針?lè)謩e連接各自的本振，接收到的雙極化信號(hào)分別進(jìn)入兩個(gè)本振,而雙本振是同時(shí)工作的，不需要切換,該高頻頭可以同時(shí)輸出兩種不同本振不同極化的衛(wèi)星信號(hào)。[1]

（二）主備切換改進(jìn)

通過(guò)高頻頭改造，發(fā)現(xiàn)使用兩臺(tái)衛(wèi)星接收天線即可滿(mǎn)足臺(tái)站要求，而另外閑置的兩臺(tái)衛(wèi)星接收天線我們可以將其作為1+1的備份天線，當(dāng)主天線故障后通過(guò)高頻繼電器切換到備份天線，由于衛(wèi)星接收天線的高頻頭輸出的頻率屬于特高頻 UHF（950～2150MHz），普通繼電器觸點(diǎn)間的電容較大會(huì)直接影響到高頻頭信號(hào)的輸出，故無(wú)法使用普通繼電器來(lái)切換高頻頭的輸出信號(hào)，而使用高頻繼電器對(duì)信號(hào)的輸出影響不大。因?yàn)楦哳l繼電器是用以切換高頻電路的繼電器,其電磁系統(tǒng)與普通電磁繼電器相同，但其導(dǎo)電接觸系統(tǒng)為適應(yīng)高頻電路的需要而有了較大的變化，減小了觸點(diǎn)簧片間的分布電容，接觸片做成不同形狀，使各接觸片平面不相重疊(部分繼電器觸點(diǎn)間的分布電容在溫度為20℃、相對(duì)濕度為98%的環(huán)境條件下只有3微微法)。簧片表面鍍銀，改善其在高頻條件下的導(dǎo)電性能。觸點(diǎn)間絕緣墊塊選擇了介質(zhì)損耗小的材料，減少了在高頻條件下的介質(zhì)損耗。[2]

市面上有出售水平、垂直信號(hào)切換器（見(jiàn)圖2），其核心就是高頻繼電器，通過(guò)識(shí)別水平和垂直信號(hào)的電壓來(lái)控制內(nèi)部高頻繼電器的切換，該高頻繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓為12V,我們將其更換為驅(qū)動(dòng)電壓為24V的高頻繼電器，并改造電路，增加防雷，將原有的高頻頭連接線共負(fù)極，正極分別接高頻繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)，繼電器公共觸點(diǎn)接輸出，繼電器控制電線從切換器引出，通過(guò)控制線輸入24V電壓來(lái)控制高頻繼電器切換信號(hào)（見(jiàn)圖3，原理圖請(qǐng)見(jiàn)圖4）。

圖2

圖3

切換器的原理：主高頻頭與備高頻頭共地，當(dāng)切換器無(wú)電壓輸入的時(shí)候，高頻繼電器公共觸點(diǎn)COM與常閉觸點(diǎn)NC導(dǎo)通，主高頻頭作為輸入，當(dāng)切換器有電壓輸入的時(shí)候高頻繼電器公共觸點(diǎn)COM與常開(kāi)觸點(diǎn)NO導(dǎo)通，備高頻頭作為輸入。二極管D1用于防止繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間電感電流產(chǎn)生突變，TVS1～TVS3用于防止由于雷電、各種電器干擾出現(xiàn)大幅度的瞬態(tài)干擾電壓或脈沖電流，進(jìn)而保護(hù)衛(wèi)星接收機(jī)。

改造完后衛(wèi)星信號(hào)源系統(tǒng)見(jiàn)圖5。

圖5

（三）控制電路改進(jìn)

經(jīng)過(guò)上述改造，結(jié)合切換器的原理，當(dāng)切換器未供電的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)指示燈是熄滅的，由于切換器中的繼電器工作在常閉觸點(diǎn)，所以由主高頻頭提供衛(wèi)星信號(hào)，對(duì)應(yīng)的采集器PD接口信號(hào)線無(wú)電壓輸入，采集器客戶(hù)端的PD口不顯示，而當(dāng)需要啟動(dòng)備高頻頭的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)與采集器JK口組成了雙聯(lián)控制，既可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)來(lái)切換，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作切換器JK口來(lái)實(shí)現(xiàn)切換到備高頻頭，這樣切換器得電，現(xiàn)場(chǎng)指示燈亮用于告知值班人員啟動(dòng)了備用高頻頭，同時(shí)切換器的供電電壓輸入了采集器的PD口，在上位機(jī)上可以看見(jiàn)采集器PD口有信號(hào)輸入，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程顯示與遠(yuǎn)程控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了雙衛(wèi)星接收天線的備份，見(jiàn)圖6。

圖6

現(xiàn)場(chǎng)控制開(kāi)關(guān)分與指示燈安裝于衛(wèi)星信源機(jī)柜的頂部，無(wú)論是本地還是遠(yuǎn)程都可以控制，當(dāng)指示燈亮，說(shuō)明備用天線在工作，起到了警示作用。

四、總結(jié)

通過(guò)這次改造，利用雙極化雙本振高頻頭，將衛(wèi)星接收天線進(jìn)行了1+1的備份，使得設(shè)備穩(wěn)定性得到了極大的提高，并通過(guò)改造切換器電路，使得備用天線處于斷電狀態(tài)，減少了故障發(fā)生率，特別是的本地/遠(yuǎn)程的切換，極大地節(jié)約了臺(tái)站在應(yīng)急情況下更換高頻頭的操作時(shí)間，保障了衛(wèi)星信號(hào)源，且降低了維護(hù)頻次，間接的降低了運(yùn)維成本。