2024/07/05 07/05/131、SpacenetNCCLNB一般我们所说的“天线”是 025m、045m或者4m、6m甚至更大的比较常见的锅面天线。其实 那些都不是真正意义上的天线，是直观上看到的天线反射器（面）；真正的“天线”是高频头里被馈源包围的，只有像探针那么小的振子，被称作天线振子或者耦合振子，简称振子。而我们常常把接收电波的反射器和高频头这一整套设备叫做天线是不科学的。由此可知，常见的卫星电视接收天线包括两个部分，一个是反射器，一个是高频头。高频头又包括两个部分，天馈和高放。 天馈是无源部分，由馈源和振子组成。馈源又叫做谐振波导构成的辐射器，振子安插在馈源中间。振子的长短与所接收电波的波长有关，振子长度应该是所
2、接收的波长的1/4左右。拿最常见的抛物面天线来说，锅面的切面成抛物线形，高频头被安装在抛物线焦点上；电磁波从卫星发射出来，投射到反射锅面，由反射面反射到高频头的馈源里。外形呈圆形的馈源是一个汇集电磁波的喇叭，它的任务就是把抛物面反射过来的电磁波能量收集起来。拿C波段高频头馈源来说吧（图3）,它的体积比较大，大家看起来比较容易理解。Ku波段高频头馈源结构一样，就是体积小，馈源盘几乎都是密封的， 不太好观察。圆形的馈源盘至少有两环， 有的有三环、五环或更多，就像水面扩散出来的波纹，都是同心圆。如果是偏馈天线的馈源盘， 从中心环到最外环，依次升高，就像梯田一样，所以叫做梯形馈源盘；这是专门为偏馈天线
3、设计的，能最大程度地吸收电磁波能量。馈源盘跟波导管连接，波导管末端是方形的“法兰盘”,波导管里就是天线振子。由馈源收集的C波段、Ku波段高频头的法兰盘不太一样,C波段高电磁波能量，经过波导管传输到固定的振子上 波导管末端的法兰盘就是用来连接高放的。频头上的法兰盘外形和内径都是长方形，内径长x宽是兰盘外形是正方形，内径是长方形，内径长x宽是19mm< 95mm。见下图法兰尺寸图582mmx 291mm； Ku波段高频头上的法KuO 71C1J7Cl 59C229内f5（nnn）19X9 5USX 164：l3X2H32X29 1外径3SX38ax 4?8QX15L598X70上
4、下边孔间酝(QMB)22 1253285左右边氏地(mm)2S1619芬孔直 ftniTn）<4<5<65<7I <； 2 53的印弱】H1索LNA (Low Noise Amplifier)低噪声放大器 一种高灵敏度前置放大器，通常接在地面站天线的馈电喇叭处用以降低接收系统的噪声温度，以及提高其总增益。LNB (Low Noise Block) 高频头 由低噪声放大器和下变频器组合而成的组件，)低噪声变频器 LNB=LNA+LNC (Low Noise ConverterSpacenetNCC高频头频率参数对应表：本振 接收波段 输入频率（GHZ 本振频率（
5、GHZ输出频率（MHZ3742 9501450 窄带 波 C5150 段 95017503442 全频带 975 107119100 109512151025 112124 单本 振 106 11551275 Ku 波段窄带 11711201用）106781075 1171221125 1221275113122512759501550/15502150波段宽 3642515/575107117/11712 双 975/1069501950/110021507 开 22K波段全频107117/1171295019
6、50/9502000975/10757 开 22kSpacenetNCCC波段LNB外观:ina-istLJUBnr 时巴吗|同 -aiuut出lGOiQEr，L?LNB外观：Ku波段SpacenetNCC卫星通信传送系统已逐渐由数字调制的方式如BPSK和QPSK取代传统的FM或FSK模拟调制方式。在同一卫星上，用数字方式调制比模拟方式调制可传送更多的信息和更优质的信号。更具体地说，数字调制信号能传送大量的数据，而误码率和所占用卫星频道资源却减小了，这一切都是过去沿用已久的模拟调制方式所不能比拟的。 低噪声变频器(LNB)在完全发挥卫星数字系统的优越性能及其功效方面起着极其重要的
7、作用。它与数字系统的信号传输特性完全配合才能使系统的传输性能最佳化，并且误码率降至低。严格来说，大约有50多项技术指标可用来衡量 LNB的优良与否，例如射频泄漏、带外抑制、带内杂波、 带外杂波、老化现象、防震功能、防腐蚀、接头种类、防静电功能、互调、工作动态范围、抵御 外界环境、可靠性及其他。本文选出几项主要的指标加以讨论，为读者提供选择LNB的基本知识，也为日后深入厂解 LNB特性打下基础。图1和图2分别是典型的LNB设计原理图和结构图。图1 L NE设计原理图一、噪声 LNB的噪声可以解释为 LNB的灵敏度或其固有的噪声加在接收信号上。因此，LNB的噪声越低对微弱信号的接收就越灵敏。C波段
8、LNB的标准频率范围是 344 2GHz,噪声的单位用开氏温度K(Kelvin)来表示。开氏温度是一个测量单位，是有关分子在某一个温度下的运动量。不少人认为开氏温度就是C波段的噪声，这在技术上而言是不正确的。表示分子完全处于(0K)开氏温度在零度时而并非温度值。因为开氏温度只是一个测量单位，SpacenetNCC静止状态，换句话说，在一系统内完全没行噪声的存在。C波段LNB的噪声测量值在15K已是相当低了，一般 LNB的噪声都在30K以上。Ku波段(107127GHz)的LNB所使用的噪声单位与 C波段不同，一般以分贝(dB)为测量单位。 然而开氏温度(K)和dB可以通过公式计算互相换
9、算：NF=10log1+(NT / 290)式中，NF是dB表示的噪声，NT是用K表示的噪声系数。例如35K=05dB。Ku波段LNB的噪声系数测量值为 06dB,是很低的噪声，一般 LNB的噪声都为08dBo二、增益当信号从卫星传到地面的接收天线时，其强度已有很大的衰减。若不重新处理放大，便不能通过同轴电缆到达卫星接收。信号放大的单位以 dB来计算。LNB在一特定的噪声温度和接收频率范围内，其增益不平坦度不应过大，在卫星数字传送系统中， 增益平坦度比模拟系统显得更为重要。一般的数字接收系统，在任何情况下都要求LNB增益为5565dB。接收带宽在500-800MHz范围内，增益不平坦度应
10、大于士50dBo若不平坦度大于这范围，数字接收的效果就会受到影响。三、本振频率稳定度LNB的频率稳定度由其本机振荡的频率稳定度决定。LNB的本机振荡器大致分为三种：1 介质共振振荡器(DRO)其振荡频率的产生和稳定性完全取决于一小块介质材料的 自由振荡频率和稳定性。2 锁相环振荡器(PLL)其振荡频率的生产和稳定性完全取决于内置温度补偿晶体振荡 器及数字锁相电路。3 外参考锁相环振荡器 (External Reference)其振荡频率的生产和稳定性完全取决于一 外置振荡器，它的振荡频率是从卫星接收器通过同轴电缆传送到LNB内。一般这样的外振荡参考源为10MHz。的频率稳定度有不同的要
11、求。宽频信号如LNB不同种类及频宽的数字接收系统，对SpacenetNCCMPEG2数字电视广播需要稳定度较低的 LNB ,因为传送的信号频宽较大， 而接收器的自动频 率凋谐范围较宽。然而，窄频宽的传送信号如SCPC广播则需要稳定度高的锁相环 LNB ,以使接收器能把信号锁定。表 1列出各类LNB的稳定度及其应用。表1LNB震荡器的种类稳定度应用DRO介质共振+/-10MHz +/ -250kHz数字电视广播宽带数字广播Internal PLL 内参考锁相环+/-100KHz +/ -50kHzSCPC数字声音广播 VSAT数字通信External PLL外参考锁相环+/-0Hz +/-1
12、0kHz卫星传呼通信系统窄频宽数字通信四、相位噪声相位噪声是噪声的一种，它会出现在接收信号变频后的中频(IF)载波的边带上。因此在测量相位噪声时， 必须测量以中频载波为中心的边带频率点，如100Hz、10kHz、10kHz、100kHz和1 MHz等。相位噪声的来源与LNB的本振品质有直接的关系，它影响相位噪声的大小。相位噪声直接影响数字系统中的误码率(BER),相位噪声越高，接收信号的误码率越大，因而接收效果越差。Ji图3 LNB的相位噪声H JOIJ5? 5" f*Ml I HI HM HI*看用啊UMVP *第十鞭f邕* FSE?*化愉卜TOC立
13、手才*"，同M1-5CM QPSML*SpacenetNCCZ工鲁P*M4* 的丈片WnrJtL 1 拙100IK10KHz图4琐相环LNB的相位噪声图五、图像微音效应灵敏度(Microphonic)LNB安装在接收天线上，会时刻受到户外环境的冲击，如强风、雨打及冰雪等。雨打和冰雪击在LNB的外壳上所产生的振荡会对LNB的电特性造成轻微的干扰。在早期的收音机中，这样的振动干扰往往与音频互调而产生怪异的声音。由于互调的声音好像微音器的声音一样，所以称为微音效应。虽然 LNB的微音效应不一定与声频的微音效应有关，但仍沿用这个名词来表 示，其意相同。微音效应对电性能的干扰会加到接收的信
14、号上或与接收信号互调。这样的信号失真往往会影响LNB的接收特性，这是一般 LNB普遍存在的现象。LNB的本机振荡器最容易受到这类的 干扰，因此，高稳定度和高质量的商用LNB在外壳及电性能的设计上需把这类的干扰减至最小。目前并没有一种标准的单位或测试方法来测试图像微音效应，各人有不同的方法，如模仿雨打，用特别设计的工具，用振动台或用螺丝刀敲打LNB等。总之，用何种测量方法，将由系统没计人员决定。SpacenetNCC六、输入电压驻波比(Input VSWR)电压驻波比亦可用回波衰减 (Return Loss)来表示。驻波比是在传输电缆或波导管内反射电 波与输入电波的比值，能反映系统阻抗匹配的好
15、坏。驻波比越高，阻抗匹配越差。 在理想的情况下，馈源阻抗与 LNB阻抗应完全匹配，输入电波不会因不匹配而出现反射现象，驻波比在阻抗 完全匹配时应是1:1。然而，在真实的应用环境中完全匹配是不可能的，不同传输电缆或波导 管行不同的电特性及物理特性，要达到完全匹配是很困难的。接收的电波经馈源传到LNB时,由于不匹配使电波反射造成信号的衰减，使LNB的噪声增加。在馈源及LNB之间具备良好的抗阻匹配是十分重要的。表2、表3列出了不同的驻波比如何影响LNB的噪声。假设 C波段LNB的本身噪声为 30K,理想的馈源驻波比是 1:1。假设Ku波段LNB的本身噪声为 08dB,馈源驻波比是理想的1:1。表2
16、LNB驻波比馈源驻波比驻波比损失噪声LNB的等效噪声:1 351 1 :75K30K+75K=105K30: 11 : 159K30K+59K=89K25: 11 1 :51K30K+51K=81K:2011 1 :39K30K+39K=69K3表驻波比LNB馈源驻波比驻波比损失噪声LNB的等效噪声1 35 :1 : 116dB08dB+16db=24dB:3011 1 :12dB08dB+12db=20dB25: 11 1 :08dB08dB+08db=16dB1 : 201 : 105dB08dB+05db=13dB所以在表、从表2LNB中可
17、以得知，的驻波比对整个接收系统的噪声造成很人的影响。3的本身噪声不足以说明应用时真正的LNB驻波比是重要的考虑之一。 时，LNB选择只考虑 。20:1的驻波比都小于 LNB的驻波比一同考虑。商用 LNB等效噪声，必须与SpacenetNCC下图为一个LNB厂家指标:SpacenetNCC七、应用例子在接收不同的卫星信号时，正确选择LNB非常重要，不同种类的LNB能提供不同的接收 功能。笔者并不认为只有高价的LNB才有良好的接收效果，要看接收信号的种类而言。以下提供一些如何正确选择 LNB的参考意见：1卫星数字寻呼系统，必须选用锁相环或外参考锁相环的LNB,如Norsat的1000或3000
18、系列。2 数字压缩视频MPEG-2需要稳定度高的介质共振（DRO）LNB ,如Norsat 的4000或8000系列。3 VSAT系统一般应采用锁相环的LNB。对传输数据率较高，接收的频宽 较宽的VSAT系统，也可使用介质共振（DRO）LNB,可以减少系统的投资。4 数字广播系统及卫星销售网点（Point of Sale）则需使用锁相环的LNB ,因 其数据传输速率较低，频宽一般较窄。5 卫星新闻广播车需采用锁相环的 LNB,因户外操作时环境恶劣，锁相 环 可以增强接收稳定性。LNB的SpacenetNCCLNB测试:外观检验系统外观检验主要检查设备现场开箱后外观是否完好、设备数量及产 品系列号。外观：故障完好数量： :S/N S/N 测试框图图37 LNBM试连接示意图 测试仪表和附件厅p仪表和附件名称型号序列号1频谱仪2扫频仪3功率计4假负裁测试方法）（1频率增益特性测试LNB60dBt曾益：不小于 ？& ± 20dB/36MHz增益平坦度:（2）测试步骤首先输入端衰减器、波导同轴转换器等插入设备引入的衰减进行校准，）aSpacenetNCC并记录。b）按图连接好各测试设备，打开电源开关为系统供电。扫频仪设置为CW工作方式，设备加电预热30分钟以上。c）依次调节信号源输出频率为不同值，用频谱仪测量信号源输出功率（电缆1的端Pin）d）用频
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