【正文】 實際上總存在反射，所以駐波比總是大于 1 的。 二、幾種常見的天線 半波振子 （有源） 折合振子 引向天線 （ 組合天線 三、饋線 僅要考慮阻抗匹配而且還要進行平衡 不平衡變換。 λ/4 平衡變換器（ λ 是信號頻率的波長） λ/4 平衡變換如圖 1 所示，半波振子的輸入阻抗是 75 歐的平衡負載，用 75歐的同軸電纜與之配接雖然阻抗是匹配了，但平衡卻不匹配，必須加入一個平衡變換器。 半波振子的一臂與主饋線外導體相連（圖 1 中的 A 點），另一臂與 λ/4 導體上端和同軸電纜的內導體相連接（圖 1 中的 B 點）， λ/4 導體的下端則通過短接金屬環(huán)與主 10 饋線的外導體相接（圖 1 中的 C 點）。那么 A》 B 點之間的距離為 λ/2 ，所以， B點的信號送到 A 點時剛好反相，這樣一來就把同軸線的不對稱變?yōu)閷ΨQ了。從 A、 B兩點向短接金屬環(huán)看進去是一段 λ/4 的短路線，其 阻抗為無窮大，所以對阻抗匹配不會造成影響。 不對稱 U 型環(huán)平衡變換 如圖 2 所示，它由兩段特性阻抗均為 75 歐的同軸線構成，其中一段為 λ/4 ，另一段為 3λ/4 ，兩段同軸線的內導體分別與半波振子的兩臂 A、 B 相連，另一端與主饋電纜相連于 C 點，可見主饋線到振子兩饋電點路徑的波程相差為 3λ/4 λ/4=λ/2 ，即兩饋電點的信號電壓大小相等，方向相反。因而保證了平衡饋電。 阻抗匹配：由于半波振子是平衡式的，每個饋電點對地阻抗為 75/2= 歐，饋電點 A 通過 λ/4 的 75 歐電纜到 C 點的阻 抗為： 75 平方 /=150 歐，饋電點 B 通過 3λ/4 （ λ/4 的奇數倍） 75 歐電纜到 C 點的阻抗為： 75 平方 /=150 歐，那么 C點的合成阻抗為： 150/2=75 歐。顯然和主饋電纜的阻抗是匹配的。 λ/2 平衡變換器 11 λ/2 平衡變換器又叫 U 型平衡變換器，如圖 3 所示，折合半波振子天線（輸入阻抗為300 歐）與會 75 歐的同軸線連接時，二者阻抗不匹配，因此必須在它們之間加裝 U型平衡變換器。從圖 3 可看出，饋電點 A和 B 的對地阻抗為 300/2=150 歐，信號從主饋電纜傳至 A 點分成兩路，分別 供給振子左右兩邊的負載。由于 A、 B 兩饋電點的波程差為 λ/2 。因此， A、 B 兩饋電點的電源大小相等，方向相反，從而達到了平衡變換的目的。 再看阻抗方面，由于 A、 B 兩點的對地阻抗均為 150 歐，那么合成在一起后， A 點的阻抗應為兩饋電點的并聯(lián)值即 150/2=75 歐，所以阻抗也是匹配的。 廣電接收的其他設備 天線放大器 用于天線與饋線間的超高頻、寬帶、低噪聲放大器。用于增強因接收距離太遠而造成的較弱信號、補償天線與電視機間傳輸距離的損耗以及 共用天線系統(tǒng) 中保證分配器獲得必需的輸入功率，以提高接收質量。 頻道濾波器 陷波器 陷波器是一種諧振電路，或者說是一種自動開關的感應器，在天線工程上應用它可以根據信號的頻率，自動延長或縮短天線的長度。無線電接收機中專門用于消除某些無用信號以減小對有用信號的干擾的濾波器。 用在電路上濾除不需要的頻率的信號，比如在帶通濾波器通頻帶的邊緣外加陷波器，通常是串聯(lián)一個并聯(lián)諧振回路，或并聯(lián)一個串聯(lián)回路，它們的諧振頻率就是要濾除的頻率，在 電視機電路中頻部分很 12 常見。 衛(wèi)星電視系統(tǒng)的基本組成 衛(wèi)星電視廣播就是利用靜止衛(wèi)星上的大功率轉發(fā)器向特定的地區(qū)傳送廣播電視信號，用戶通過相應的接收設備直接收看電視和（或）收聽相應的節(jié)目，一般地稱這種廣播方式為衛(wèi)星電視廣播。 同步衛(wèi)星只能存在于地球赤道面上距地 35800 公里處的軌道上。僅從理論上分析，有三顆衛(wèi)星可進行全球通信覆蓋。 一、衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的組成 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)主要有上行地球站、廣播衛(wèi)星、衛(wèi)星電視接收站、衛(wèi)星測控站四大個主要部分組成。下面是衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)組成示意圖， （ 1）上行地 球站（簡稱上行站） 上行地球站的主要任務就是把電視廣播中心的廣播電視信號加以信號處理，并經過調制、上變頻，然后對輸出信號的功率進行放大處理，再通過定向發(fā)射天線向衛(wèi)星發(fā)送上行微波信號。同時也接收由衛(wèi)星下行微弱的微波信號，以監(jiān)測衛(wèi)星轉播節(jié)目質量。 通常將地面發(fā)送到衛(wèi)星的信號稱為上行信號，把衛(wèi)星傳送到地面的信號叫做下行信號。上、下行信號的載波頻率是不一樣的，這樣就避免了上行信號和下行信號之間的相互干擾。上行地球站可以是一個或多個，根據它們的功能的不同又可分為： ① 上行主站：上行主站是固定的衛(wèi)星電視信號發(fā)射中心， 它具有發(fā)射電視信號給衛(wèi)星和接收衛(wèi)星轉發(fā)回來的電視信號的功能；另外，它還能夠監(jiān)測衛(wèi)星傳輸的信號和遙控衛(wèi)星的狀態(tài)以保證衛(wèi)星傳輸信號的質量； ② 上行分站：上行分站的主要功能是和上行主站相似，當主站出現問題時，可以作為上行主站的備份，只不過上行分站不具備對衛(wèi)星信號的監(jiān)測功能和遙控功能； ③ 上行移動站：上行移動站常用于現場直播或現場采訪。上行移動站安裝在專用的衛(wèi)星電視轉播車上，相當于一個移動的上行分站。其特點是 13 設備移動性好，方便靈巧。 （ 2）廣播衛(wèi)星 電視廣播衛(wèi)星，它類似于一個電視差轉站，將設置在地球上的上行站發(fā) 射的電視載波信號接收放大和頻率變換處理后，再向所服務的覆蓋區(qū)域轉發(fā)。為了實現廣播電視信號的正常轉發(fā)，要求衛(wèi)星保持精確的姿態(tài)和軌道位置。并且衛(wèi)星相對于地球是靜止的，以便地面衛(wèi)星接收站準確地接收衛(wèi)星傳送的信號。 （ 3）衛(wèi)星電視接收站 它主要用來接收廣播衛(wèi)星下發(fā)的電視節(jié)目信號，由接收天線接收衛(wèi)星電視調頻載波信號，經解調后送出電視視頻信號和伴音信號。各類接收站為用戶提供不同傳輸方式來收看衛(wèi)星電視節(jié)目。接收站可分為四種類型： ① 個體接收者：當衛(wèi)星向服務區(qū)轉發(fā)節(jié)目信號，電波到達地面的功率足夠大時，用戶可以用小型的衛(wèi)星 電視接收設備直接接收衛(wèi)星轉發(fā)的電視節(jié)目。 ② 集體接收站：它是一種較大天線的接收裝置，接收廣播衛(wèi)星轉播的節(jié)目，供集體用戶收看。如廣播電視大學的遠程教學接收點或一些單位的辦公大廈等。 ③ 無線接收站：主要用來接收衛(wèi)星電視信號，作為電視節(jié)目源，供設在該地區(qū)的電視臺或轉播臺進行轉播，即無線轉播。 ④ 有線電視收轉站：將接收到的衛(wèi)星電視信號經放大、變頻和調制變換后，以 VHF 或 UHF 調幅電視信號形式，通過有線電視系統(tǒng)分送到各用戶收看衛(wèi)星電視節(jié)目。 （ 4）遙測遙控跟蹤站 該站的主要任務是測量衛(wèi)星的各種參數，監(jiān)測調整衛(wèi)星 上所有設備的工作狀況。如衛(wèi)星內部設備的電壓、電流、功率、溫度、壓力等；對衛(wèi)星實施各種功能狀態(tài)的轉換。測控衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道位置，調整衛(wèi)星狀態(tài)以保證衛(wèi)星相對于地球靜止，并使衛(wèi)星天線波束對地球表面地覆蓋區(qū)域保持不變等等。 二、 衛(wèi)星電視廣播的特點 （ 1）覆蓋面積大，傳輸距離遠，能量分布均勻，但信號弱。 同步衛(wèi)星位于赤道上空約 35786km 的高空，一顆衛(wèi)星的視區(qū)可達全球面積的 %，三顆衛(wèi)星可覆蓋全球，由于衛(wèi)星轉發(fā)器是利用定向天線把電波聚集成窄波束，能比較均勻的輻射到覆蓋區(qū)域內，服務區(qū)中心和邊緣地區(qū)的電場一般相差 2～ 4dB，同時在服務區(qū)域內不受地理條件限制，是解決邊遠地區(qū)和山區(qū)的電視覆蓋的最好辦法。特別是我國幅員遼闊，地域復雜，用一個轉發(fā)器就能均勻地覆蓋整個國土。 由于衛(wèi)星的輻射功率小，而且衛(wèi)星離地面距離遠，因此，到達地面的場強要比一般地面電視廣播弱 30dB 以上，故要接收衛(wèi)星電視信號需要較大 14 的天線和低噪聲前置放大器。 （ 2）衛(wèi)星電視廣播質量高、傳送節(jié)目套數多，信息容量大。 衛(wèi)星電視廣播采用的是調頻，因而抗干擾能力強，輸出信噪比高，失真?。还ぷ黝l率高，受工業(yè)干擾、無線電波等干擾較小，而且可實現較寬的工作頻段。如： KU 頻段（ ～ ） GHz、寬度達 500MHz，能容納 24個模擬頻道，每個頻道帶寬可達 27MHz.；衛(wèi)星電視天線發(fā)射的波束窄，而且是直接視線接收，不存在向地面電視廣播那樣多次中轉和變換帶來的失真以及信噪比下降的情況，信號比較穩(wěn)定。 （ 3）投資少，成效高。 根據亞洲廣播聯(lián)盟（ ABU）估算，如果覆蓋 1000 萬平方公里的面積與微波中繼線路相比，總投資要節(jié)約 60%，我國只需要一顆衛(wèi)星即可覆蓋全國，而相同條件下則需要架設 100 米高的電視塔 2400 座和更多的微波中繼站，而且衛(wèi)星傳播還可以減少大量的維護人員。 衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的組成與工作原理 1． 衛(wèi)星地面接收站的組成 衛(wèi)星地面接收站的基本組成可分為室外部分、室內部分兩大部分。如圖 所示， 圖 衛(wèi)星電視地面接收站的基本組成 室外部分主要有天饋系統(tǒng)和高頻頭組成，天饋系統(tǒng)包括拋物面接收天線、饋源、波導變換器等組成；室內部分主要是衛(wèi)星電視接收機和接收終端組成。 2． 衛(wèi)星電視天線的作用 衛(wèi)星電視接收天線是衛(wèi)星電視接收站的前端設備，它實質上是一個電磁波收集器，它的作用就是把反射面內收集到的衛(wèi)星傳送到地面的微弱的電磁波聚集起來并轉換成高頻電流，然后 傳送至后面的處理電路處理，它在衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)中是不可缺少的部分，它的性能好壞直接影響到整個系統(tǒng)的接收效果。 15 3． 常用的衛(wèi)星電視接收天線 目前，在國內外使用的衛(wèi)星電視接收天線的種類較多，它們的類型一般和工作頻段有關，在 U 波段常用反射面天線和平面天線， C 波段常用反射面天線， L 波段采用螺旋天線等。 具體可以分為五種： ① 前饋天線：饋源位于天線反射面的正前方； ② 偏饋天線：饋源偏離反射面的口徑； ③ 后饋天線：饋源位于天線反射面的后方； ④ 螺旋天線：用螺旋線作為信號接收的導體； ⑤ 微帶天線：用微帶做成天 線的形狀。 下面主要介紹種常用的衛(wèi)星電視接收天線。 （ 1）拋物面天線 拋物面天線是由金屬的旋轉拋物面形的反射鏡和放在焦點上的饋源組成。 圖 拋物面天線示意圖 如圖 所示，在 xOy 平面內， O 為拋物線頂點， F 為拋物線焦點， f為拋物線的焦距，則拋物線方程為： x2=4fz （ ） 拋物線繞 Oz軸旋轉成拋物面的方程為： x2+y2=4fz （ ） 過 F作一與 x 軸平行且足夠遠的直線 MF 作基準，拋物面具有下述兩個特性： ① 自焦點 F 到拋物面上任一點 P 的距離 FP 和 P 點到口面的垂直距離PQ 之和為常數； ② 從任意一點 P 作拋物線的法線 PN，在作出和角 NPQ 角度相等的線， 16 則該線穿過焦點 F。 根據以上的原理可知，從衛(wèi)星發(fā)射出來到達天線的電磁波雖然為球面波，但是經過長距離的傳輸后，到達衛(wèi)星接收天線時可看成是平行于天線軸向傳播的平面波，該波經過拋物面反射后，聚焦到拋物面焦點上的饋源上，大大提高方向性和增益。所以，當天線的軸向對準衛(wèi)星時，能獲得電波能 量的最大值。 由于拋物面天線結構簡單，制造、安裝、維護十分簡單方面，而且，性能穩(wěn)定可靠，該天線的成本較低，所以，它是個體和小范圍使用是最為常用的一種衛(wèi)星接收天線。 （ 2）卡塞格倫天線 標準的卡塞格倫天線是按照卡塞格倫望遠鏡制成的后饋式天線，構造如下圖 所示： 17 圖 卡塞格倫天線原理圖 卡塞格倫天線的工作原理：卡塞格倫天線的主反射面和雙曲面的焦點重合在 F 點上，并且位于軸線上，軸線對準衛(wèi)星，由于衛(wèi)星發(fā)送來的電磁波方向和軸線方向平行，當衛(wèi)星發(fā)射的電磁波到達 時，首先由主反射面將電波進行反射到副反射面，再由副反射面發(fā)射到饋源上并且聚焦于饋源上，饋源的位置位于副反射面的另一個焦點上。 卡塞格倫天線的優(yōu)點：天線各部分緊湊，減少了傳輸過程中產生的噪聲和損耗；主副反射面調整方便，效率高；拋物面的焦距很短，降低了整個天線的長度；能很好的抑制噪聲。 它的缺點是：由于副反射面的繞射和遮擋，限制了天線效率的提高；小口徑天線的效果反而變差；價格昂貴，不是于家庭和小范圍使用。 （ 3）偏饋天線 由于拋物面天線焦點附近的饋源裝置的影響，卡塞格倫天線副反射面 18 和支撐架 遮擋的影響，從而導致天線的旁瓣增大，增益下降。為了減少這些因素的影響，常常采用偏饋天線。偏饋天線的基本結構如圖 所示，其中（ A）是單反射面天線，（ B）是雙反射面偏饋天線。 圖 偏饋天線的示意圖 偏饋天線并不是故意將饋源位置放偏，而是將拋物面天線的反射面截取一部分作為天線的反射面，饋源的相位中心仍在原拋物面的焦點上，但饋源的最大接收方向指向偏饋反射面的中心。目前 KU 頻段的接收天線較多采用偏饋式天線。 4． 高頻頭 （ 1）室外單元的功能 衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的室