图解偏馈天线对Ｃ波段信号接收

 馈源盘的选用
　　 馈源盘是在抛物面天线的焦点处设置一个会聚卫星信号的装置，主要作用是将会聚到焦点的能量全部收集起来。
　　 1、普通馈源盘
　　 大家知道，用于正馈天线的一般是普通的两环平面波纹盘（图1）。
　　
　　 也有采用三环平面波纹盘的（图2）。
　　
　　 还有采用四环平面波纹盘的（图3），但不常见。
　　
　　 采用三环平面波纹盘与两环波纹盘相比能够带来信号品质的更大提高。这得先从馈源本身的结构谈起，由于C波信号的波长较长，在71.4mm－88.2mm之间，而Ku波段的波长较短，在23.4mm－28.0mm之间，因此一般使用的Ｃ波段波导管内径为61mm，馈源盘直径为13.0mm（两环平面波纹盘），而Ku波段波导管内径20.2mm，馈源盘直径为50mm。通过天线反射后的信号汇聚在波导口，因而通常要求馈源盘位于天线焦点位置上，才可达到匹配状态，从而获得最佳传输效果。
　　 2、专用馈源盘
　　 在接收Ku波段卫星信号的偏馈天线上加装C波段馈源并用作接收C波段信号时，会存在接收上的损耗，这主要是正馈馈源和偏馈天线系统匹配不佳造成的。
　　 生产厂家抓住了商机，开发了专为偏馈天线设计的Ｃ波段偏馈馈源（图4），俗称高效馈源（编者注：
　　 其实效率并不高），其设计思想来自于Ku波段一体化高频头馈源（图5），观察Ku头的馈源部分可以发现，其馈源盘由四环组成，而高效馈源插入波导管后，也形成了四个波纹环，类似偏馈馈源的漏斗状。
　　
　　 如中卫公司推出的三环高效馈源（图6），采用的是铝合金压铸工艺，馈源直径为15.9cm，采用三个波
　　 纹环，第一环到第三环的深度分别为2.8cm、3.2cm、3.3cm，每环底部的高度差都是1.1cm，环宽分别是1.2cm，总高度为8.4cm。该产品源自以前发行的《卫视周刊》，自杨庆增老师在《细说高频头》一文中率先予以介绍以来，深受卫视烧友的青睐，现今已普遍流行。
　　
　　 一些超级发烧友为了能够更进一步地提升天馈系统的接收效率，购买价格不菲的五环高效馈源（图7），但实际使用起来发现效果有限，加上售价高昂，性价比不高，因此并未流行（编者注：最早源自于黑龙江省大庆的高云彦先生，他率先自制了偏馈天线用C波段馈源，详见《卫视周刊》1999年7月28日第62期第4版）。
　　 3、改造馈源盘
　　 如果烧友购买专用馈源盘不方便的话，可以自己动手改造普通馈源盘，对于两环平面波纹盘，可以剪下4×42cm的薄白铁皮，紧缠在馈源盘的外沿一周，并用焊锡将搭头焊牢（图8），使得外环高于内环2cm即可（图9）。
　　
　　 也有烧友在原有三环高效馈源的基础上，根据波纹盘环宽、环高的规律，在其外沿再添加一环，据说对信号也有一定的提升作用。一些烧友甚至提出要制作五环、六环高效馈源，但俗话说得好，物极必反，过分地追求波纹盘环数，并不能带来信号提升。随着环数的增加，势必引起馈源盘口径的增大。当口径过大时，口径增大所带来的增益提升将不足以补偿其对抛物面的遮挡，反而降低了集波效率。
　　高频头的选用
　　 1、工程用高频头
　　 单端口馈源的高频头
　　 单端口馈源的高频头里面只有一个极化探针（图10），配合单端口馈源的波导管（图11）可接收水平、
　　 垂直中的一种极化波，如要接收另一种极化波，需将高频头旋转90°，也就是说极化选择需人为调整。虽然不甚方便，但由于单端口馈源的高频头比多端口馈源的高频头具有更好的单一性，有较好的载噪声比C/N，在信号解调后可获得较高的信噪比S/N，因此用在一些弱信号节目的接收上有不俗的表现，故此也受到用户们的青睐。
　　 另外为了弥补线路衰减的影响，高频头必须具有较高的增益。常见的单端口馈源的高频头如嘉顿3605型（图12）、ASK BC213（图13）、PS 2068C（图14）等性能都不错，增益也都在65dB左右，这样在设备室内距离接收天线较远时，接收质量会好一些。
　　 多端口馈源的高频头
　　
　　 多端口馈源的高频头由一个多端口馈源的波导管和多个单极化高频头组成，能够接收卫星的多个水平、垂直极化信号。（编者注：工程上使用的多端口馈源的高频头可开有两个以上的端口 ，使一面天线可以提供多路信号输出。）
　　 常用的双端口波导管有两种类形，一种是馈源的两个法兰盘位于同一个平面上（图15），而另一种是馈源的两个法兰盘位于相互垂直的平面上（图16、17）。
　　
　　 2、个体接收用高频头
　　 双极化单输出高频头
　　 双极化高频头内部有两个互相垂直的探针（图18），分别接收水平、垂直信号，其间还有一个横棒，起
　　 极化隔离作用。双极化单输出高频头则是将13/18V电子切换开关引用到高频头内部，自动识别接收机通过馈线输出的电压高低，是18V还是13V，以便选择水平还是垂直的极化探针工作，从而实现双极化单输出。
　　 双极化高频头一般可选用普斯PX900（图19）、PBI1800（图20）、百昌OS222（图21）等产品，其中出口型百昌OS222内有4级放大电路（图22），使用效果不错。
　　
　　 下面是几张烧友实际接收的图片：
　　 采用双端口馈源的高频头配合三环平面波纹盘室内接收图（图23）。
　　 采用双极化单输出高频头配合三环高效馈源窗台倒装接收图（图24）。
　　 采用双极化高频头配合五环高效馈源阳台接收图（图25）。
　　
　　馈源盘的正确安装
　　 在正馈天线接收Ｃ波段信号时，一般将平面波纹盘的波纹口和波导管沿口调整在同一平面上（图26），这样接收效率最高。而在实际装调过程中发现，有时需将波导管伸出波纹盘1－2cm，信号品质才能得到最大提升。
　　
　　 普通馈源盘用于偏馈天线接收Ｃ波段信号时，需将平面波纹盘的内沿口尽量移至波导管边沿处固定（图27），使之符合偏馈天线对馈源的要求，接收信号的效果才能好一些。
　　
　　 本刊今年第3期《也给我的偏馈天线插上“翅膀”》一文中，有下述一张图片（图28），笔者存有异议
　　 并和该文章的作者在本刊网站上进行了探讨。笔者认为拿馈源盘兼做夹具，不太妥当，这一方面破坏了馈源的整体传输效能，另一方面由于平面波纹盘已经固定死，不好移动，不便于调整馈源的焦距。从图中可以看出，该高频头实际上处在焦点偏下方，不是焦点的准确位置，否则当高频头的波导管边沿移动到平面波纹盘的内沿口附近时，信号品质应该最强，因此图中所指示的位置并不符合偏馈天线对馈源的要求。
　　 为解决上述问题，建议购买一个注塑夹具或者做一个夹具来试一试。如果自制夹具的话，具体过程如下：
　　 1、制作一个夹具圈：用内径ф66cm左右的钢管，截取长10cm一段的圆环，作为固定高频头的夹具圈，并沿圈的一周３等分处各钻ф3.2mm的圆孔，攻上M4的螺纹，旋上M4的螺杆作为紧固高频头之用（图29）。
　　
　　2、做一个连接片：取一个2mm厚的铁片，按图所示尺寸进行加工，加工时弯制角度需准确，可先在硬纸上画好角度并剪下，用来校正连接片弯折的角度。
　　3、最后将夹具圈和连接片放在一个平面上，对好位置，用电焊机焊牢即可。
　　
　　 而采用三环高效馈源时（图30），应将波导管伸出量（设为h3）调整到1cm时效果为最好，这是根据实际接收得出的数据，C波段波导管伸出的长度，应小于第三环波纹口至第二环底的距离（设为h2），最长不得超过第三环波纹口。也就是说，将h3在0－h2之间进行适当调整。当然馈源盘的正确安装的前提是必须保证天线焦距完全准确，这样才能使整个天线系统的接收效率达到最高。
　　

　　数字接收机的选用
　　 卫星数字接收机应尽量采用低门限的机器，但现在号称低门限的接收机满天飞，令爱好者无所适从，其实不能听信这些广告上的吹嘘。一般来讲，卫星接收机门限主要由调谐器的性能所决定。
　　 调谐器是接收机的关键部件。如采用日本SHARP公司的BS2F7HZ0184一体化调谐器的机种门限较低（图31），韩国LG公司的TDQB－S001F型一体化调谐器（图32）也还不错，而一些采用板载调谐器（图33）的机种由于受种种因素制约，门限普遍较高，并且损坏后维修更换困难。
　　
　　 提高天馈系统的接收效率
　　 天馈系统的效率主要由天线系统连接匹配程度和噪声所决定，提高偏馈天线对Ｃ波段信号的接收效率，具体的有以下几个措施：
　　 1、校正天线焦距
　　 正规厂家生产的偏馈天线由于用料充足，馈源支架强度高，焦距尺寸精确，一般不需要校正即可投入使用。而非正规厂家生产的偏馈天线则需重新调校焦距尺寸，确定馈源聚焦点的准确位置，以便提高馈源及高频头对天线反射来的信号的接收效率。
　　 通常小口径偏馈配高效馈源的聚焦都不太准（编者注：只有TVRO们才会用偏馈天线接收C波段信号，这是一种非正规的不匹配连接方式，自然与厂家产品正规匹配的连接方式不同，因此出现聚焦不准也不足为奇，这更不能责怪厂家产品），需细心微调，当收到信号后，通过移动馈源上下、前后、左右的位置，找到信号最大点，必要时可以重新调整天线馈源支撑杆，使得天线聚焦准确。
　　 2、精调天线
　　 接收C波段信号，高频头极化角的影响较大，新手可以先试收该卫星上的Ku波段，对准卫星后再换C头和高效馈源。一般调星时应选用信号最强的信号，如接收亚洲3S卫星时，可用该星上的湖南卫视（4082 H 4420 3/4）作引导，但湖南卫视信号品质调到最高并不意味着凤凰（4000 H 26850 7/8）这一组就一定能拿下，因为每颗卫星转发器都存在波束指向的问题（编者注：是这样吗？实际原因还要复杂得多），各频道的信号强度都会有一定的差异，此时应以最弱的信号如凤凰作精调信号，再次调整天线方位角、仰角和极化角，使信号品质最大。
　　 3、去掉防雨盖
　　
　　 当天线在阳台内安装，没有雨水侵袭的问题时，则可以去掉防雨盖（图34、35），对信号的提升或多或少有些作用。
　　 4、避免外界干扰
　　
　　 （1）避免微波干扰
　　 周围环境的微波影响，一般易干扰4GHz左右的频率，该频率和地面用于为电信、电视台传送数据和信号的微波频率相同，因此会产生同频干扰（编者注：4GHz频率是电联分配给微波通信业务的，卫星电视是作为通信信息传输的，自然会受到通信业务的同频干扰）。特别是天线安装在微波传输干线、天线塔的附近时，干扰会更加严重。例如凤凰这一组转发器的下行频率恰好落在4GHz频率上，又使用7/8的纠错率，稍有干扰就导致无法接收。解决的措施一是降低天线高度，以避开空中强微波干扰信号；或是将天线移至建筑物另一面，利用建筑物来遮挡微波干扰信号；必要时还可用金属板（网）遮挡住天线侧面的微波干扰信号。
　　 （2）避免电源干扰
　　
　　 电视机、影碟机等家用电器的开关电源振荡所产生的高次谐波进入电网，对其它设备包括数字接收机产生干扰，预防措施之一可以在接收机内电源线串接磁环，能起到一定的滤波抑制作用（图36）；而对于接收机自身存在的开关电源部分滤波性能不良问题，如纹波较大等，则可以通过用优质的高频滤波去耦电容替换原机的电容等一系列打摩措施来加以改善。
　　 5、增大天线接收面积
　　 一般使用者都是将天线放在阳台里，由于受到实际可利用面积的限制，一般最大只能安装0.9m的偏馈天线，因此如何充分利用这有限的空间，最大程度地增加信号的可接收面积，成为烧友们思考的问题，现介绍几种方法：
　　 （1）直接给天线加大面积
　　 一些烧友在接收一些处在门限之间的信号时，通过在天线的周围增加反射电波信号的铝箔，直接增大天线接收面积，提高信号接收品质（图37）（编者注：此法虽表面上加大了面积，但加大面积后的反射面很难再成
　　 为抛物面状，同时焦点会改变，匹配连接也遭破坏，实在得不偿失）。
　　 还可以用装修用的铝合金吊顶材料或其它含有金属的板材，剪成5cm宽环形，用双面胶、透明胶带粘在天线外沿处，调整反射位置使之对准馈源，也能提高信号品质。笔者曾经在0.75m天线边沿用双面胶贴了22张VCD碟片（图38），并将高频头沿焦轴方向向外移动一点，发现一些原来处在门限之间的信号的确能够得以改善，不过这些办法看起来实在不美观，也不长久，只是不得已而暂时为之的方法，不值得提倡。
　　
　　 （2）通过镜子增加反射信号
　　 有些烧友通过在天线的旁边放置一个镜子（或镜面玻璃），调整镜子位置使反射电波对准馈源，也能使得部分难以下载的弱信号得以接收，不过确定镜子放置的具体位置和调整都比较困难。
　　 （3）天线倒装
　　 在接收高仰角卫星时，部分信号会受到阳台雨棚的阻挡。这时可以采用倒装方式，以增加信号接收的有效面积，具体原理可参考下图（图39）。天线倒装的可接收的面积A2B2明显大于正装的面积A1B1，这就是采取倒装方式的优势所在。
　　
　　 （4）天线侧装
　　 偏馈天线正装时，有时天线的上下部分受到阳台雨棚和围栏的阻挡，这时可以采用侧装方式，以0.9m的中卫偏馈天线为例（图40），天线盘面开口径为90cm（W）×99cm（L），正装时，L边垂直于地面，而采用侧装方式时，W边垂直于地面，它比L边短10cm，这样也可以减少一些阻挡。
　　
　　 6、提高天馈系统的阻抗匹配连接
　　 天线调整过程中，有时候在天线旁边能收到凤凰这一组，但通过同轴电缆接入室内时，发现接收效果比较差，图像出现马赛克，这一方面可能是信号在传输过程中衰减过大，可以通过换用高质量的同轴电缆来解决问题；另外一方面也可能是馈线连接时的阻抗匹配有问题，具体的解决方法是：在连接接收机高频头一端的馈线上，量出一段21.7cm长（相对于4000MHz的下行信号而言）并作个标记，然后每次剪短1cm，再接到机器上观察信号品质，直到信号品质最高即可（编者注：由这种现象判断是天馈系统的匹配连接上出现问题，造成反射，使驻波比加大，传输效果下降）。因为在21.7cm长的这一段里，肯定有一个最佳谐振点（具体原理可参考《电子报》2004年第18期罗宇屏老师的相关文章）。
　　对天线生产厂家的建议
　　 圆形正馈天线的体积较大，受阳台的限制而不便安装，因此接收者不得不采用偏馈天线来对Ｃ波段信号的进行接收，这只是一种变通措施，根本的解决办法是厂家开发出适于各种户型的室内、阳台接收用C波段天线，例如适合长方形阳台的矩形整板天线，国外已有这种产品（图41），国内市场尚未见到。
　　
　　 也可以将现有的圆形正馈天线改造成矩形天线，以中卫1.5m六瓣天线为例（图42），剪去2、3、5、6瓣
　　 的上下部分，变成右边的矩形天线，然后适当地截短一根馈源支撑杆的长度并固定好即可，改造后的矩形天线其接收面积约为原有天线面积的70－80％，相当于1.2m正馈天线，比起用0.9m偏馈天线来接收C波段节目，效果要好的多，而且接收成本很低。还可根据阳台、室内的实际空间要求选择水平或垂直安装，笔者曾经按照上述方法给一位朋友的天线进行了改造，在封闭阳台内接收亚洲3S卫星，所有的信号都能顺利接收，深受朋友的称赞。
　　
　　 其实生产厂家完全可以生产这种产品，而且工艺非常简单，用料少，成本也低廉，也可以改成A、B两瓣拼装（图43），以提高天线的接收效果，相信这种产品的推出后会有很好的市场前景。