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细说高频头(一)
日期:2009-6-16 9:55:41 阅读:   来源:杨庆增

说起高频头来都不陌生,知道高频头这是俗称,它的正式名称为高频调谐器。这对于从事卫星电视、卫星通信专业人员以及卫视爱好者来讲并不陌生。高频头是卫星电视、卫星通信设备系统中甚为重要且不可缺少的一个器件。在卫星电视接收器中也有一个高频头。两者的名字一样,作用也相似,只是它们工作的频段不一样而已。

现在的高频头(LNB及LNBF)一般由两个部份组成,一部份是无源部份又称天馈部份,一部份是有源部份即高放,本振、混频部份。如图所示:



天馈即天线与馈源,这一部份是由天线和放置天线的谐振波导而构成的辐射器组成。说到这里,有些烧友可能感到困惑,怎么天线竟然在高频头里?天线不是几米大的庞然大物吗,就是小型偏馈天线也要有0.6M、0.75M······这么大的天线怎么一下子跑到小小的高频头里?实际上我们常说的几米几米的大天线,那不是真正意义上的天线,而是天线的反射面或者反射器。电波是通过这个反射面(反射器)反射并聚焦到馈源天线上去(即接收)。或者天线上的电信号经过馈源发射通过反射面传播到空中去(即发射)。因此真正意义上的天线是存在于高频头馈源里面的那个像探针一样的小小的振子,如图:



其几何尺寸是远远小于天线反射面的尺寸的。我们把这个小小的天线称作天线阵子或者耦合振子简称振子,就是因为它是线性天线中最基本的谐振天线单元。在卫星接收中,就是这个称为振子的天线将天线反射面反射过来的电波吸收并耦合到高频头的高放中去,经过后面的一系列处理,从而获得完整的图像信号和伴音信号。

这个小小的振子天线的长短是与接受的电波的波长有关的,因为它属于线性的单谐振天线的非对称型半波天线,因此它的长度应该是它所接受的电波波长的1/ 4左右。比如C波段,频率范围在f=3.4~4.2GHz之间,它所对应的波长λ=7.143~8.108cm。那么C波段高频头内天线振子是1/4波长,对应的尺寸长度在1.786~2.027cm范围内。考虑到天线在使用中有个末端效应,即实际天线阵子在谐振工作时总要比λ/4的整数倍略短,因此这个振子的实际长度还要考虑到有一个缩短系数α,则振子天线的长度L=λ/4 — α。缩短系数α一般取0.85~0.9之间,因此C波段高频头中的天线长度L应该在1.518~1.824之间。我们不妨实际看看C波段高频头中的振子长度是否在这个范围内。

单极化高频头中只有一个振子天线,在双极化高频头中就应该有两个相同的振子天线,这两个振子相隔一定距离且互相垂直,他们分别承担着接收水平和垂直的线性极化信号。以此类推,在KU波段,如频率f=11.7~12.75GHz,对应的波长λ=2.353~2.564cm,天线振子长度实际为L=5-5.77mm左右。