2024/07/05 07/05/13一、高频头的作用与组成
卫星电视接收机高频头 （LNB）又称低噪声放大变频器，安装在卫星天线上，属室外单元。它由波导微带转换器、微波低噪声放大器、微波混频器、第一本振和第一中频前置放大
器组成。其电路框图，如图 3-7所示。
即在天线和接收机已选定的情况下，选用合适的高频头，可提高接收机解调输入信号的载噪比 C/N。例如，宽频带高频头的增益不如窄频带高频头的增益；双本振高频头的增益不
如单本振高频头的增益。目前的高频头常与馈源组成一体化结构 （简称 LNBF），便于安装、调试与使用。
高频头的作用是：
1提高系统的灵敏度
由天线接收下来的高频卫星电视信号经高频放大器放大后送入混频器，同时本机振荡器产生的高频信号也送入混频器。这两个不同频率的信号送入混频器后，由于混频器是非线性
的器件，使天线送来的信号与本振送来的信号在混频器内进行混频差拍，从而产生第一中频信号。C 波段高频头的本振频率一般为 515GHz，卫星电视高频信号一般为 37 ～ 42GHz，
本振频率减去卫星电视信号下行频率，可得到 C 波段的第一中频频率，即 515 - （37 ～42） GHz=950 ～ 1450MHz。Ku波段卫星电视信号的下行频率为 107 ～ 1275GHz，带宽为205GHz，是 C 波段的 4倍。因此，Ku波段的高频头本振频率有几种，其第一中频频率等于卫星电视信号下行频率减去高频头的本振频率。不同本振频率的 Ku波段高频头的接收频
率和中频范围见表 3-1。
二、高频头的选用与更换
在选购或更换高频头时应注意以下几点：
1分清波段
先要分清所接收卫星电视节目是处于 C 波段还是 Ku波段，C 波段的电视信号要用 C 波段的高频头接收，同样道理，Ku波段的高频头只能接收 Ku波段的电视信号。本书附录 B中列出了国内卫星电视节目技术参数，可供参考。
2注意极化方式与本振频率
购买或更换时要注意高频头的极化方式与本振频率，单极化的高频头只能接收水平或垂直极化的电视信号中的一种，而双极化高频头可同时接收这两种电视节目，目前 LNBF 大多是双极性的。C 波段的高频头的本振频率一般为 5 150MHz，Ku波段的高频头的本振频率有5种，购买时要仔细辨认。另外要注意高频头的一些关键性能指标，例如如要选择噪声温度低、本机振荡相位噪声小、频率稳定高、动态增益大的高频头，特别是在接收卫星数字电视节目时，高频头的本机振荡相位噪声和本机振荡频率稳定度对接收信号质量至关重要。目前，高频头的产品除有双极化高频头外，还有双本振高频头。下面介绍双本振高频头。
（1）Ku波段双本振高频头
Ku波段的本振频率范围在 105 ～ 1275GHz，带宽超过 2 000MHz，超出了卫星电视接收机的频率范围。为了达到全频段接收，Ku波段双本振高频头就把 Ku波段频率分为高、低两段，即 107 ～ 118GHz和 117 ～ 1275GHz。对应的双本振频率分别为 975GHz和106GHz，两个本振的工作由 0/22kHz开关来切换，所以两个本振始终不能同时工作，这样可以把整个 Ku波段频率转变为 950 ～ 2 150MHz卫星电视接收机所能接收的中频范围内；
（2）C 波段双本振高频头
C 波段双本振高频头的双本振是同时工作的，不需要切换。高频头内水平、垂直两个极化的探针分别连接着一个本振。接收到的双极化信号分别进入两个本振，比如，水平信号对应的本振为 5 150MHz，则输出的中频在 950 ～ 1 450MHz范围内，那么垂直信号对应的本振频率为 5 750MHz，输出的中频为 1 550 ～ 2 050MHz。当然，如把高频头转动 90°，则刚好相反。这样就可以把 37 ～ 42GHz范围内的双极化 C 波段信号转变为 950 ～ 2 050MHz的中频同时输出，不需要 0/22kHz或 13V /17V 开关切换。这样做的目的主要是为了工程上使用的方便，因为不需要使用双极化馈源和两个高频头，一根电缆（也有双缆输出）就可同时输出水平、垂直双极化信号。使用这种高频头的前题条件是：卫星电视接收机的中带宽要在950 ～ 2 050MHz以上，才能保证节目不遗漏。使用这种高频头，对于模拟卫星电视接收机，只要接收机带宽足够,不管有无双极化切换功能，都能收到双极化信号，这对于早期不具备13V /17V 切换功能的机器来说非常适用。但对于现在的卫星数字电视接收机比较麻烦，因为双本振同时工作，所以首先要先找出两个极化方向各自对应的本振频率，如让水平极化信号连接低本振 5 150MHz，垂直极化信号连接高本振 5 750MHz（也可以相反转动高频头90°），设置接收机参数时注意把水平信号本振设在 5 150MHz，垂直信号的本振频率设在5 750MHz。参数中的极化方式可任意设置，对接收都没有影响，这样就可把双极化信号收齐。
（1）高频头的频率不宜太宽，只要能满足卫星电视信号中的下行频率范围即可。目前卫星电视信号的 Ku段的频率范围在1075 ～ 1275GHz之间，有 2GHz的频宽，而目前生产的的高频头的常见频率范围有五种 （参看表 3-1，专用高频头不在此内），在选购高频头时，就可根据自己要收视卫星的各组转发器的下行频率范围来选择；
（2）尽可能选用窄频带、单本振高频头。
（3）准备不同频率范围的高频头，以适应收视的需要。
（4）使用双本振 Ku波段高频头时，卫星电视接收机的 0/22kHz参数应作相应的设定，才能在切换节目时自动选取正确的本振频率；
（5）注意 Ku波段高频头与天线的匹配问题。目前市场销售的 Ku波段高频头，大多是为偏馈天线设计的，其馈源纹波盘并不在一个平面上，而是从外到内逐圈往里收，形成约60°～ 70°的集波角，这样的结构正好和偏馈天线匹配，使其高效工作。但若用于正馈天线，则只有天线中心一部分面积被利用。如果受条件限制而必须搭配使用，则可对偏馈 Ku波段高频头作点小改动 （注意不要影响高频头的性能）。具体作法是：找一外径适当的铝电解电容，去掉电容器底盖，用其外壳做成一个圈，紧配合嵌入 Ku波段高频头内圈，其长度与高频头外圈一样长。加工完后仔细调好焦距、极化方式等即可工作。试验证明，改动后的偏馈Ku波段高频头用于普通小口径正馈天线，其卫星数字电视接收机显示的信号强度和信号品质均有明显的提高。
（6）Ku波段高频头大部分为“一体化”高频头，其安装固定部位一般呈圆柱形，其直径有：27mm、40mm、50mm、55mm 等种类。因此，在选择高频头时，一定要使其与接收天线固定高频头的夹具相配套。
三、高频头日常维护及维修
1日常维护
高频头安装在卫星电视接收天线上，长期雨淋日晒，需要日常维护，其具体工作有：
① 定期检查高频头的保护罩是否损坏，固定螺钉以及与接收机的电缆接头是否松动，接头防水胶带是否脱落，发现问题及时处理，如果接头氧化或腐蚀，要重新制作。在拆卸电缆时，要关掉卫星数字电视接收机，防止电缆供电回路短路，或损坏高频头。
② 每次雨雪天气过后，要及时清除高频头及馈源上的积雪，对后馈式天线要检查馈源系统是否积水，若有积水，应卸下高频头，放掉馈源内的积水。
③ 自制防雨罩。用空的圆形塑料油壶，将壶口小的部分剪去，然后将壶口朝下套在高频头上，根椐高频头的型号可选择不同型号的油壶。再在开口处打三个小眼，分别与天线上的三根支架相固定。
2维修时应注意事
① 卫星电视接收是一个完整的接收系统，维修时应首先确认天线、接收机、馈线及监视器有无故障后，然后再检查高频头是否存在问题。由于高频头的电路结构与电气性能密切相关，因此，高频头盖板最好不要轻意打开，也不允许对其电路的结构做任何形式的改变，以免因电路失配或其他原因引起高频头电气性能下降。
② 在高频头中使用了大量的微型元器件，这些元器件的拆卸比较困难。对于微型元器
③ 低噪声放大器所用的场效应晶体管的输入输出阻抗较高，在测量电压时应用高内阻电压表，以保证测量准确。在维修过程中，场效应晶体管常会因静电感应或电冲击而损坏，对连接场效应晶体管栅极的元器件的检查尤以慎重；不能用手触摸场效应晶体管，是场效应晶体管栅极；使用电烙铁焊接场效应晶体管时，一定要断掉电烙铁和与场效应管相关的电源。
④ 在检修中，判定某元器件的好坏时，一般先通电测量其相应电压值并判断其值是否存在问题，不宜先用万用表电阻挡在不通电时检查元器件的电阻值。对故障的判断应尽可能准确，切忌盲目焊接和更换元器件，所用维修仪表、工作台、维修人员及高频头均应良好接地，使之保持同电位。
⑤ 在检修高频电路时，要注意分布电容（或称寄生电容）的影响。在高频电路中，元器件或电路的分布电容已构成电路的组成部分。高频电路的传输特性与低频电路完全不同，例如在低频电路中，当某级晶体管处于反偏状态或损坏时，会造成传输信号完全中断。而在高频电路中，由于分布电容的影响，即使在晶体管反偏或损坏时，信号也有可能通过分布电容耦合到下一级放大电路，只是信号比正常时弱很多，注意到这一点，将有利于我们对故障部位的判断。
四、高频头故障原因的分析与检修
1无图像、无伴音
如果因高频头的原因出现无图像、无伴音故障，一般是先检查电源供电是否正常。由于雷击或电源电压瞬间升高，可能造成二次稳压电路损坏，在二次稳压电路损坏的同时，还往往伴有正、负电变换电路的损坏。检查时，先对各元器件进行外观查看，看有无元器件明显损坏及明显短路现象，然后由正电输入端开始向后逐项检查电源部分各元器件的电压是否正常。在无图像、无伴音的情况下，高频头可能出现的故障是：电源输入口高频扼流圈被烧坏，保护二极管损坏；钽电容漏电发热，正电稳压块无输出电压或输出过高，方波振荡器停振 （用示波器观察，一般用户则不具备）及整流二极管不通负电压无输出等。检查时，还应注意电器某个部分是否有对地短路的问题，从而造成电源过载，电源某个元器件发烫，电压输出不正常。其次是检查低噪声放大器工作是否正常。低噪声放大器的电路原理图，如图3-8所示。图 3-8中 VT1 采用高迁移场效应晶体管，VT2、VT3 采用微波场效应晶体管，R1R3 为微型偏置电阻。若低噪声放大器工作不正常，则检查场效应晶体管工作电压是否正常，微型偏置电阻有无损坏以及偏置微带线有无断开现象。若上述元器件均正常，应检查场效应晶体管是否损坏。再次是检查中放各级工作点是否正常。各级偏置元器件有无损坏，最后考虑中放管是否损坏。目前，高频头中放电路有的已采用集成电路。
最后检查本振有无输出，在混频器输出口测量对地直流电压，正常值大约为 - 02V，该电压数值越大，说明本振输出电平越高，如果该电压为 0V，说明本振停振或无输出。有时混频器二极管都烧断，也会使输出直流电压 0V。如果有频谱仪或频率计，可从本振输出口将信号耦合出来察看本振有无输出并测量本振频率值。如无本振输出，应打开介质振荡器的屏蔽盖，测量场效应晶体管工作点是否正常，如不正常可检查偏置电路元器件及振荡器。介质振荡器电路原理。
为微型偏置电阻。若低噪声放大器工作不正常，则检查场效应晶体管工作电压是否正常，微型偏置电阻有无损坏以及偏置微带线有无断开现象。若上述元器件均正常，应检查场效应晶体管是否损坏。再次是检查中放各级工作点是否正常。各级偏置元器件有无损坏，最后考虑中放管是否损坏。目前，高频头中放电路有的已采用集成电路
最后检查本振有无输出，在混频器输出口测量对地直流电压，正常值大约为 - 02V，该电压数值越大，说明本振输出电平越高，如果该电压为 0V，说明本振停振或无输出。有时混频器二极管都烧断，也会使输出直流电压 0V。如果有频谱仪或频率计，可从本振输出口将信号耦合出来察看本振有无输出并测量本振频率值。如无本振输出，应打开介质振荡器的屏蔽盖，测量场效应晶体管工作点是否正常，如不正常可检查偏置电路元器件及振荡器。
2图像、伴音质量差
造成这种故障的原因可能是低噪声放大器或前置中频放大器的一级或几级偏置电路元器件因受潮或进水而变质；或其他原因使放大器本身的噪声增大，造成图像、伴音质量下降。有时强电源输入（如闪电）也会使低噪声放大器或前置中频放大器的某一级放大管损坏。此外，输入、输出或级间电路特性变差，同样会导致图像、伴音质量下降。对于这种情况，需要借助仪器，才能判断出故障原因。
3有的频道图像、伴音正常，有的频道图像、伴音收不到
出现这种故障说明高频头的噪声温度及幅频特性在接收频带内不均匀，差别较大，致使有频道噪声温度升高，其载噪比 C/N 接近或低于解调门限，因而接收效果不好。造成这种情况的原因是高频头内部有些的器件稳定性差，应更换相关器件，调整接收频带内噪声系数和增益均匀性，使其达到规定要求，一般可用试探法在高频头输入微带线上加贴小块镀金陶
瓷碎片或铜片，或者改变输入焊点的大小及形状，引起信号源阻抗的变化，从而改变放大器的噪声系数。此外在滤波器附近贴片可影响幅频特性，在混频器镜像开路（或短路）线附近贴片，也可改善镜像分量回收的能力，从而降低噪声系数和提高增益。进行该检修操作时最好同时用扫频仪观察高频头的幅频特性。
4频道不稳定，信号时有时无
出现这种故障的原因有：①虚焊和接触不良，应主要检查二次稳压板与主电路板间的连线焊点以及信号输入和输出耦合探针在放大板上的焊点；②本振频率不稳，可用频率计检查本振频率。若属此种故障，可打开介质振荡器屏蔽盒，检查振荡器，调好后，把盖紧屏蔽盒。高频头如果严格按照指标要求修理是很困难的，造成困难的原因主要是，所用的仪表都比较精密和昂贵，如频谱仪、微波信号发生器、扫频仪、噪声系数测试仪、频率计、示波器等，一般的单位和维修人员难全部拥有，只能作一般性处理，或者更换一只新高频头。另外要注意的是，在更换高频头时，不能在卫星电视接收机通电开机情况下拆卸连接电缆，否则容易损坏高频头。
5高频头进水
下面以 ASK 268型高频头为例，介绍高频头进水后的检修方法。ASK 268型高频头是双本振 Ku波段高频头，高低本振通过 0/22kHz切换。
① 收看低本振时正常，切换到高本振后无信号。拆开高频头外壳盖，发现高频头已进水，内部有些铝件、螺钉生锈，在贴片二极管与外壳之间有锈末接通，因高频头使用铝外壳做负极，而且内部电路板贴片元器件密度极大，锈末引起电源正极与外壳负极之间形成大约30kΩ 的电阻，所以在切换至高本振时不能正常工作，无信号输出。用刀片将锈末仔细清除后，即可将故障排除。
② 无信号输出。拆开高频头外壳盖后，若发现高频头进水严重，引起多处电路板锈蚀，敷铜板的铜箔氧化成糊状物，可用无水酒精擦净，若发现线路多处锈断，应仔细将其连接好后开机，若仍无信号，可仔细将本振盒打开（注意不要改变本振磁心的位置和角度），察看本振盒内是否存在锈蚀或断点，若有，可将锈蚀清除或将断点接好后再试机，若还是不能收到节目，可打开卫星电视接收机，若发现有信号指示，说明高频头已在工作，这种情况可能是在打开本振盒时，引起本振频率偏移，于是可以调试卫星下行频率，逐一增加（或减去） 10kHz，在增加 20kHz时，用户可能就会收到卫星电视节目，且信号指示很好，没有误码率。这时可用螺钉旋具慢慢调整本振螺钉至信号最强。再对准另一颗卫星，用同样的方
法调整低本振，使高频头可正常使用。
对于高频头进水问题，可在初装时用玻璃密封胶沿盖与壳体接口处仔细涂上一圈，另在F型接头与馈线接头处用防水胶带缠好，就可确保不会出现进水问题。
6高频头遭雷击
下面以 TERRIFIC—007C 型高频头为例，介绍高频头遭雷击的检修方法。TERRIFIC—007C 型高频头为 C 波段双极化单本振单输出高频头，适合家庭使用。输入频率为 34 ～42GHz，中频输出为 950 ～ 1750MHz，本振频率为 515GHz，噪声温度为 17°K。TERRIF-IC—007C 型高频头电路原理，如图 3-10（根据实物绘制） 所示。
① 一只雷击损坏 C 波段双极化 007C 型高频头，在拆开高频头铁盖后可能会发现输出端至三端稳压块 7805之间的“长城”形的印刷电感已烧断（不见铜皮），可用细铜线弯成相同形状的电感搭焊在未断的两端，从输出端用 F 型接头送进 12V 直流稳压电压，可能测得 7805无输出，再更换新的 7805稳压块测量，5V 可能输出正常，但 LM339的 14脚可能无
交流脉冲输出，没有 -3V 电压产生。高放管 BG1、BG2G 极为 0V，VDS也为 0V （注意，此时 BG1、BG2 未必已坏）。更换 LM399 后，其 14脚已能输出正常交流电压， -3V 已正常，BG1、BG2D 极电压 VDS=2V 已恢复正常 （修理第一级场效应放大电路关键点是：测 VDS电压是否为 2V，一般 C 波段双极化高频头第一级场效应放大管工作电压均在 2V 左右），测其他各晶体管工作电压均与数据表 3-2中相符。极化方式切换也正常。故障排除。
② 一只 007C 型高频头，也是雷击损坏。按上例换了 7805、LM339 后，有正常 -3V栅压供电产生，在路测出两个场效应晶体管的 G、D 极对地电压均为 0V，断电测得两只场效应晶体管的三个电极均击穿短路，从一报废的高频头上拆下两只未损坏的场效应晶体管，按原极性焊上，通电测试 BG1、BG2 两管工作正常，即两个 G 极电压为 -07V 和 -025V，D 极 20V。人为地将输入直流电压在 12 ～ 18V 之间转换，若发现两 G 极电压不变化，可能是 LM339切换电路不正常。若观察发现 LM339 的瑏瑠脚对地电阻 R13 （272），已被电烙铁在装焊 LM339时连锡一起带走，可另取一个贴片电阻 272焊在原位，通电检测 BG1、BG2G 极电压，若变化正常，可装在“锅盖”支架上故障就可能会排除。一般遭雷击的高频头，90% 以上是三端稳压块损坏，或者是极化切换电路与输出端有直接联系的部位易击坏（如通达高频头中的 74HC14贴片极化切换块），高频放大级击坏的机率较少。
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