衛星接收天線1+1備份改造

（廣西廣播電視技術中心桂林分中心）

一、引言

目前縣臺站采用的衛星信源系統是每一個衛星接收機配備一臺獨立衛星接收天線，即每一個高頻頭對應一臺微星接收機，或者由于衛星接收天線位于高山，盡管做好了防雷工作，但是仍然無法避免高頻頭被擊壞導致衛星接收機沒有收到信號。

二、現狀

以灌陽縣臺為例，以前衛星信號源的的連接方式請見圖1。

圖1

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

（一）單臺高頻頭沒有備份，一旦出問題，就會導致信號中斷，搶修需要比較長的時間；

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

三、改進方法

（一）高頻頭改進

原有衛星接收天線安裝的單極化單本振高頻頭對衛星接收機為一對一，數字電視為一對四，通過在衛星接收天線上安裝雙極化雙本振高頻頭并且改過功分器同時接多臺衛星接收機，使得多臺衛星接收機通過一個高頻頭接收對應的衛星信號。雙極化高頻頭：高頻頭內有水平極化探針和垂直極化探針，這兩個探針分別連接各自的本振，接收到的雙極化信號分別進入兩個本振,而雙本振是同時工作的，不需要切換,該高頻頭可以同時輸出兩種不同本振不同極化的衛星信號。[1]

（二）主備切換改進

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

市面上有出售水平、垂直信號切換器（見圖2），其核心就是高頻繼電器，通過識別水平和垂直信號的電壓來控制內部高頻繼電器的切換，該高頻繼電器的驅動電壓為12V,我們將其更換為驅動電壓為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極，正極分別接高頻繼電器的常開觸點與常閉觸點，繼電器公共觸點接輸出，繼電器控制電線從切換器引出，通過控制線輸入24V電壓來控制高頻繼電器切換信號（見圖3，原理圖請見圖4）。

圖2

圖3

切換器的原理：主高頻頭與備高頻頭共地，當切換器無電壓輸入的時候，高頻繼電器公共觸點COM與常閉觸點NC導通，主高頻頭作為輸入，當切換器有電壓輸入的時候高頻繼電器公共觸點COM與常開觸點NO導通，備高頻頭作為輸入。二極管D1用于防止繼電器開關斷開瞬間電感電流產生突變，TVS1～TVS3用于防止由于雷電、各種電器干擾出現大幅度的瞬態干擾電壓或脈沖電流，進而保護衛星接收機。

改造完后衛星信號源系統見圖5。

圖5

（三）控制電路改進

經過上述改造，結合切換器的原理，當切換器未供電的時候，現場指示燈是熄滅的，由于切換器中的繼電器工作在常閉觸點，所以由主高頻頭提供衛星信號，對應的采集器PD接口信號線無電壓輸入，采集器客戶端的PD口不顯示，而當需要啟動備高頻頭的時候，現場開關與采集器JK口組成了雙聯控制，既可以通過現場開關來切換，也可以通過遠程操作切換器JK口來實現切換到備高頻頭，這樣切換器得電，現場指示燈亮用于告知值班人員啟動了備用高頻頭，同時切換器的供電電壓輸入了采集器的PD口，在上位機上可以看見采集器PD口有信號輸入，實現了遠程顯示與遠程控制，進而實現了雙衛星接收天線的備份，見圖6。

圖6

現場控制開關分與指示燈安裝于衛星信源機柜的頂部，無論是本地還是遠程都可以控制，當指示燈亮，說明備用天線在工作，起到了警示作用。

四、總結

通過這次改造，利用雙極化雙本振高頻頭，將衛星接收天線進行了1+1的備份，使得設備穩定性得到了極大的提高，并通過改造切換器電路，使得備用天線處于斷電狀態，減少了故障發生率，特別是的本地/遠程的切換，極大地節約了臺站在應急情況下更換高頻頭的操作時間，保障了衛星信號源，且降低了維護頻次，間接的降低了運維成本。