臧　巖

前幾期，大家一起分別討論過(guò)了天線(xiàn)、高頻頭和接收機(jī)以及簡(jiǎn)單對(duì)它們做了分類(lèi)，但是簡(jiǎn)單的“天線(xiàn)+高頻頭+接收機(jī)”就等于衛(wèi)星電視嗎？新老燒友都有過(guò)這樣那樣的經(jīng)歷，事實(shí)并不是這樣的，當(dāng)我們把天線(xiàn)、高頻頭和接收機(jī)連接到一起之后，卻不能正常接收衛(wèi)視節(jié)目?，F(xiàn)在我們來(lái)看一下，這三個(gè)主要部件拼加到一起的工作都有哪些參數(shù)影響收視。這里我們就只說(shuō)拋物面天線(xiàn)以及相應(yīng)的高頻頭和家用衛(wèi)星電視接收機(jī)。

天線(xiàn)的主要特性參數(shù)

效率（η）：

天線(xiàn)實(shí)際向匹配負(fù)載輸出的最大功率和假定天線(xiàn)無(wú)損耗時(shí)相匹配負(fù)載輸出的最大功率之比，即天線(xiàn)的效率。拋物面天線(xiàn)的效率一般為40%~60%，偏饋天線(xiàn)的效率最高可達(dá)到70%左右。

增益（G）：

天線(xiàn)在最大輻射方向上某一距離處的輻射功率密度與輸入功率相同的無(wú)方向性天線(xiàn)，在同一距離處的輻射功率密度的比值，即天線(xiàn)的增益，其旋轉(zhuǎn)拋物面天線(xiàn)增益計(jì)算公式如下：

G=10lg(4πA/λ2)η

或

G≈10lg4.5D2f2

（G：天線(xiàn)增益，單位dB；A：天線(xiàn)口徑面積，單位m2；D：天線(xiàn)直徑，單位m；λ：工作波長(zhǎng)，單位m；f：工作頻率，單位Hz；η：天線(xiàn)的電功率損失率，一般取0.6~0.75）

我們都知道，接收的信號(hào)越弱對(duì)天線(xiàn)增益的要求就越高。從公式還可以看得出，天線(xiàn)的增益與天線(xiàn)半徑的平方成正比，天線(xiàn)口徑越大，增益就越高。

方向性：

在信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)中，發(fā)射天線(xiàn)沒(méi)有方向性，是往四面八方發(fā)射信號(hào)的。而接收天線(xiàn)是有方向性的，其中拋物面天線(xiàn)的接收范圍可以看做是一個(gè)棒球棒狀的接受范圍，稱(chēng)做“波瓣”；拋物面天線(xiàn)是“棒球棒”的細(xì)頭，向外延伸，范圍逐漸放大，指向所接收的衛(wèi)星。而拋物面天線(xiàn)的接收范圍是由多個(gè)波瓣組成，中心波瓣比較大，周?chē)卸鄠€(gè)范圍較小的類(lèi)似“棒球棒”形狀的波瓣。（圖1）天線(xiàn)的中心波瓣稱(chēng)為主瓣，其余都是旁瓣，旁瓣越少、越小越好。主瓣包含有最大輻射方向的波瓣，在這個(gè)方向上天線(xiàn)有最好的輻射特性，天線(xiàn)接收信號(hào)主要來(lái)自主瓣。主瓣寬度表示其接收信號(hào)的角度范圍，波瓣寬度越窄，方向性就越強(qiáng)，但是接收的衛(wèi)星信號(hào)的角度也越窄；波瓣寬度太大就容易將周?chē)亩喾N信號(hào)接收下來(lái)，造成干擾。波瓣寬度和天線(xiàn)口徑、信號(hào)頻率成反比，口徑越大，波瓣寬度越?。恍盘?hào)頻率越高，波瓣寬度越小。

主瓣寬度常用半功率角來(lái)反映，半功率角越小，方向性越強(qiáng)，功率輻射越強(qiáng)。（見(jiàn)圖2）半功率角（HP）計(jì)算公式如下：

HP≈70λ/D

（HP：半功率角，單位度“°”；λ：工作波長(zhǎng)，單位m；D：天線(xiàn)直徑，單位m）

從這個(gè)公式可以看得出，天線(xiàn)的半功率角與天線(xiàn)的直徑成正比，與工作波長(zhǎng)成正比。也就是說(shuō)，小口徑天線(xiàn)的半功率角比較大，因此調(diào)整天線(xiàn)對(duì)衛(wèi)星指向相對(duì)比較容易，另外對(duì)衛(wèi)星的漂移也不太敏感，（當(dāng)然現(xiàn)在衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)較過(guò)去高，所以衛(wèi)星的漂移可以不必考慮在內(nèi)）；而大口徑天線(xiàn)恰好相反，半功率角比較小，所以天線(xiàn)指向性就越強(qiáng)，而調(diào)整起來(lái)也就比較困難，而且對(duì)衛(wèi)星的漂移比較敏感，因此體積龐大的口徑在7m以上的大中型天線(xiàn)都會(huì)安裝自動(dòng)跟蹤裝置以便做到精細(xì)調(diào)整、尋星。

噪聲溫度（Ta）：

噪聲溫度是衡量接收弱信號(hào)時(shí)的一個(gè)重要參數(shù)。進(jìn)入天線(xiàn)的噪聲主要來(lái)自宇宙的噪聲和來(lái)自大自然、大氣層的熱噪聲。在C波段，宇宙噪聲很小，主要是大地和大氣層的熱噪聲。在Ku波段，這些噪聲也隨著頻率的增加而增大。噪聲溫度還與天線(xiàn)的仰角、口徑、效率、精度、焦距/口徑比等因素有關(guān)。仰角越小，信號(hào)穿過(guò)大氣層的厚度越大，所以氣象噪聲、大氣噪聲就越強(qiáng)，噪聲溫度就越大了。口徑越大，波束越窄，噪聲溫度就越小。

天線(xiàn)的增益與天線(xiàn)的噪聲溫度的比值，又叫做品質(zhì)因素（G/Ta）。天線(xiàn)的品質(zhì)因素越大，表明天線(xiàn)的增益越大，噪聲溫度越小，天線(xiàn)的性能就越優(yōu)良。

焦距（F）：

自己動(dòng)手安裝天線(xiàn)和高頻頭的時(shí)候，大家都知道，要把高頻頭安置在天線(xiàn)拋物面的主焦點(diǎn)才能接收到最強(qiáng)的信號(hào)。天線(xiàn)又有遠(yuǎn)焦天線(xiàn)和近焦天線(xiàn)的區(qū)別，我們最常用的天線(xiàn)是遠(yuǎn)焦天線(xiàn)，拋物面焦點(diǎn)在天線(xiàn)口面正上方，比較容易受到噪聲影響；而近焦天線(xiàn)的拋物面焦點(diǎn)在天線(xiàn)口面以?xún)?nèi)或在天線(xiàn)口面上，自然受到噪聲的影響就比較小。所謂天線(xiàn)的焦距是天線(xiàn)中心點(diǎn)到主焦點(diǎn)之間的距離，其計(jì)算公式如下：

F=D2/16H

（F：焦距，單位m；D：天線(xiàn)直徑，單位m；H：天線(xiàn)口面到天線(xiàn)底中心的距離，即深度，單位m）

一般用焦距口徑比作為評(píng)價(jià)正饋天線(xiàn)的一個(gè)參數(shù)，即F/D。常見(jiàn)的正饋天線(xiàn)焦距口徑比在0.3~0.4之間。根據(jù)數(shù)學(xué)理論計(jì)算的數(shù)據(jù)分析，當(dāng)F/D=0.38的時(shí)候旋轉(zhuǎn)拋物面天線(xiàn)的性能是最好的，所以一般的成品正饋拋物面天線(xiàn)大都采用這個(gè)焦距口徑比。

高頻頭的主要特性參數(shù)

輸入信號(hào)頻率（INPUT）：

輸入信號(hào)頻率即高頻頭接收衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的下行頻率，也是高頻頭所能接受的信號(hào)頻率。

本振頻率：

高頻頭內(nèi)部的本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的固定信號(hào)的頻率叫做本振頻率。

輸出信號(hào)頻率（OUTPUT）：

輸出信號(hào)頻率即輸入信號(hào)的下行頻率經(jīng)高頻頭內(nèi)部處理后（或降或升），輸出的中頻信號(hào)的頻率。

噪聲特性：

高頻頭是有源放大器件，會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)部噪聲，噪聲特性就是表征高頻頭內(nèi)部噪聲的參數(shù)。噪聲特性以噪聲系數(shù)或噪聲溫度來(lái)描述，噪聲系數(shù)（Noise Figure）定義為放大器輸入端和輸出端信噪比的比值，表示信號(hào)經(jīng)高頻頭后損失的信噪比，它對(duì)于接收系統(tǒng)整體性能起著重要的作用，其數(shù)值越小越好。Ku波段用噪聲系數(shù)NF（單位dB）表示，C波段用噪聲溫度TLNB（單位K）表示。高頻頭噪聲溫度和噪聲系數(shù)的換算如表1所示。

增益（G）：

為了彌補(bǔ)線(xiàn)路衰減和噪聲的影響，高頻頭必須有較高的功率增益，一般要求不下雨60dB。數(shù)值稍微偏高為好，但又不能太高，放大倍數(shù)過(guò)高的話(huà)容易使放大器工作不穩(wěn)定，導(dǎo)致高頻自激，形成網(wǎng)紋干擾。一般來(lái)說(shuō)，單輸出窄帶高頻頭比雙極性寬帶高頻頭有更高的增益，低噪聲溫度比高噪聲溫度的高頻頭對(duì)信號(hào)的接收有更高的穩(wěn)定性。

輸出電壓駐波比：

輸出電壓駐波比表示匹配傳輸情況。駐波比過(guò)大，會(huì)引起較強(qiáng)的反射，較低的傳輸功率和穩(wěn)定性，通常要求比值不大于2.5。

輸出/輸入阻抗

輸入阻抗是指電路輸入端的等效阻抗。你可以把輸入端想象成一個(gè)電阻的兩端，這個(gè)電阻的阻值，就是輸入阻抗?，F(xiàn)在市面上的高頻頭等收視設(shè)備的輸出/輸入阻抗統(tǒng)一為75Ω，也有50Ω的。

接收機(jī)的主要特性參數(shù)

中頻帶寬（IF）：

一般早期的衛(wèi)星接收機(jī)第一中頻帶寬是500MHz、800MHz，與其相應(yīng)的中頻頻率范圍在950~1450MHz、950~1750MHz之間；現(xiàn)在的數(shù)字接收機(jī)標(biāo)準(zhǔn)帶寬是1200MHz，中頻頻率范圍在950~2150MHz之間，配合C、Ku波段各種本振的高頻頭，可接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上的任何波段、頻率的節(jié)目。

信噪比（S/N）：

傳輸信號(hào)的平均功率與加性噪聲的平均功率的比值（dB），就是信噪比。在模擬系統(tǒng)中，信噪比是衡量信號(hào)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，能否收到清晰的圖像和聲音，取決于信噪比的高低。

載噪比（C/N）：

載噪比是已調(diào)制信號(hào)的平均功率與加性噪比的平均功率的比值（dB）。定義信噪比低于線(xiàn)性變化值1dB處的載噪比為門(mén)限，當(dāng)載噪比大于門(mén)限時(shí)，能收到良好的圖像；反之就無(wú)法收到良好的圖像。在模擬系統(tǒng)中，接收端載噪比與圖像信噪比呈近似線(xiàn)性關(guān)系，即使在接收機(jī)的門(mén)限點(diǎn)附近變化時(shí)，其接收?qǐng)D像質(zhì)量也不會(huì)像數(shù)字信號(hào)那樣劇烈變化。

門(mén)限值（Eb/No）：

比特能量與噪聲功率密度的比值（dB），就是門(mén)限值，其中Eb表示1比特間隔的信號(hào)能量，No為單邊噪聲功率密度，可以理解為1比特信號(hào)的信噪比。它是衡量數(shù)字系統(tǒng)信道質(zhì)量的重要參數(shù)。一般定義接收端的Eb/No值為門(mén)限值。

模擬衛(wèi)星接收機(jī)在保證接收機(jī)輸出一定信噪比（S/N）情況下，將輸入信號(hào)的最小載噪比（C/N）定義為模擬機(jī)的門(mén)限值，相似于數(shù)字接收機(jī)的門(mén)限值（Eb/No）。這是認(rèn)為定義的特例，便于調(diào)星而設(shè)置的。

當(dāng)接收信號(hào)的Eb/No值高于門(mén)限值時(shí)，接收端載噪比C/N的變化對(duì)圖像信噪比S/N的影響不會(huì)太大；而在門(mén)限值附近時(shí)，則載噪比C/N的下降會(huì)引起S/N的急劇劣化，此時(shí)的信號(hào)誤碼率猛增，會(huì)出現(xiàn)“峭壁效應(yīng)”或“馬賽克”現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)接收不到信號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為數(shù)字機(jī)特有的“峭壁效應(yīng)”。因此在數(shù)字電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中，要充分留有C/N的門(mén)限儲(chǔ)備量，才能保證接收到優(yōu)質(zhì)的衛(wèi)星電視圖像。

數(shù)字接收機(jī)對(duì)Eb/No的要求，具體來(lái)說(shuō)如表2所示。

在DVB-S標(biāo)準(zhǔn)中，只規(guī)定了1/2、2/3、3/4、5/6、7/8這五種FEC碼率。在其他參數(shù)相同的條件下，F(xiàn)EC越低糾錯(cuò)碼占據(jù)的比例越高；同樣功率時(shí)，對(duì)解碼的門(mén)限要求越低，要求天線(xiàn)口徑越小，接收越容易；但是傳輸?shù)挠行舸a率低。FEC越高，糾錯(cuò)碼越低，解碼門(mén)限值越高，天線(xiàn)口徑要求越大，接收越困難，但是傳輸?shù)挠行舸a率高。

購(gòu)置

結(jié)合以上提到的各種參數(shù)，根據(jù)各自不同的地理環(huán)境和條件，正確地選擇衛(wèi)星電視接收設(shè)備；要考慮天線(xiàn)、高頻頭和接收機(jī)三種設(shè)備各自參數(shù)之間的關(guān)系，相互匹配，才能順利接收電視節(jié)目。

一般情況下，燒友們都會(huì)選擇前饋偏饋天線(xiàn)，因?yàn)樵靸r(jià)比較低，而且適合一鍋多星更能降低成本；城市里的燒友多選擇板狀天線(xiàn)，而山區(qū)的燒友多選擇網(wǎng)狀天線(xiàn)，天氣因素是必要考慮的；整板天線(xiàn)增益較高，比分瓣天線(xiàn)的接收效率高約5%左右，但是較大直徑的天線(xiàn)分瓣制造更便于運(yùn)輸和安裝；普通條件下不必使用驅(qū)動(dòng)軸，很多燒友都認(rèn)為人工調(diào)星往往更富有樂(lè)趣。

高頻頭是整個(gè)系統(tǒng)的中間裝置，肩負(fù)著降頻的重?fù)?dān)。建議選擇噪聲溫度低、本振相位噪聲小、本振頻率穩(wěn)定度高、動(dòng)態(tài)增益大的高頻頭，在接收衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)時(shí)，本振相位噪聲和本振頻率穩(wěn)定度對(duì)接收信號(hào)質(zhì)量至關(guān)重要。一些高頻頭質(zhì)量不統(tǒng)一，使用的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生信號(hào)不穩(wěn)定、若隱若現(xiàn)，有的頻段好、有的頻段差，甚至一些頻段收不到的現(xiàn)象；高頻頭的輸入頻率范圍一定要與信號(hào)的下行頻率范圍相適應(yīng)，使其本振頻率與接收衛(wèi)星信號(hào)的全部下行頻率之差，正好全部落在接收機(jī)的工作頻率范圍內(nèi)；一般情況下，單極化單輸出高頻頭比雙極化單輸出高頻頭有更高的增益，單波段高頻頭比C/Ku復(fù)合高頻頭有更高的增益，所以在采用復(fù)合高頻頭選擇接收天線(xiàn)的時(shí)候，要注意比一般的配置提高一個(gè)檔次。

接收不同衛(wèi)星數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)的時(shí)候，要用不同標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)；在數(shù)字衛(wèi)視接收的時(shí)候，要用低門(mén)限值Eb/No的接收機(jī)，對(duì)Ku波段衛(wèi)星信號(hào)接收尤為重要，因?yàn)镵u波段信號(hào)受雨衰影響更嚴(yán)重；接收機(jī)工作時(shí)的穩(wěn)定性很重要，如果經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，說(shuō)明機(jī)器的芯片或操作系統(tǒng)的軟件出了問(wèn)題；由于接收機(jī)種類(lèi)繁多，大家要選擇復(fù)合自己的條件和環(huán)境、實(shí)用而物美價(jià)廉的接收機(jī)，尤其是初燒的朋友要注意前期投入的價(jià)值比。

而且大家一定要注意的是，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠(chǎng)商非常多，各種品牌對(duì)各個(gè)參數(shù)的定義并不統(tǒng)一。比如各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商對(duì)高頻頭噪聲溫度的定義就不一樣，不能一律用標(biāo)稱(chēng)噪聲溫度的高低衡量高頻頭的增益（見(jiàn)表3，早期的嘉頓C波段單極化高頻頭在25K~30K之間分為6個(gè)噪聲溫度等級(jí)，每款高頻頭在不同的頻段的噪聲溫度指標(biāo)也有高低）。所以，燒友們?cè)谫?gòu)買(mǎi)設(shè)備前，一定要先試收再?zèng)Q定購(gòu)買(mǎi)。