高频头功能及种类.doc

高频头
高频头：俗称调谐器，是电视高频信号公共通道的第一部分，目前电视机使用的高频头一般分为数字信号高频头（简称数字高频头）和模拟信号高频头（简称模拟高频头）。
数字高频头的作用是接收数字电视高频信号，并进行频道选择和高频信号放大及变频处理，有些还带中频信号放大和高频数字信号解调功能，高频数字信号经解调后，输出的数字信号为TS（Transport Stream）流，TS流：也叫传输流，它是以“帧”为单位的数字信号传输流，每一帧数字信号中含有同步头、数据、结尾等信号，对于MPEG2数字信号，每帧信号是由长度为188字节的二进制信号包组成，其内容含有一个或多个节目。这里“帧”的概念与电视图像中的帧很类似，但内容不相同，一帧MPEG2数字信号对应于一帧图像来说，只相当于一幅图像内容中的几个像素点。
根据接收高频数字信号的调制方式，数字高频头还分QPSK（Quadrature Phase Shift Keying正交键控调相）调制高频头和QAM（Quadrature Amplitude Modulation正交调幅）调制高频头。QPSK调制高频头主要用于卫星电视信号接收；QAM调制高频头主要用于有线电视信号接收。
模拟高频头的作用是接收模拟电视高频信号，并进行频道选择、高频信号放大及变频处理，模拟高频头一般不带中频信号放大和高频信号解调功能，因此模拟电视还需另外再加一个中频放大器和高频信号解调器。
一般模拟高频信号的接收、放大、解调等电路都需要严格调整才能符合整机的要求，因此很难把高频信号接收、放大、解调等功能全部由高频头来完成，因此模拟高频头的主要任务主是选频道，另外一个任务就是降频，把接收到的高频信号降低到一个固定频率之上，这个固定频率信号就是中频信号，其频率一般为38MHz。中频信号对于视频来说，还是高频信号，它还需要进一步放大，然后才进行解调和各种处理（如：同步分离、亮色信号分离等），中频放大电路的任务主要就是中频信号放大和音、视频信号解调。另外，中频放大对视频信号解调也很特别，一般都用同步检波，包络失真非常小。中频信号经解调后输出视频信号和音频信号，即AV信号，AV信号还需进一步进行彩色信号处理（解码）才变成R、G、B（红绿蓝）三基色信号。目前能接收数字信号（如卫星电视）的电视不多，大多数是模拟电视。
高频头的种类

高频头内部结构一般由低噪声前端放大、极化信号切换、本振混频电路和两级中频放大这四个单元组成，供电常采用78××系列三端稳压集成块。高频头按外部结构形状划分，可分为单极化分体式和双极性馈源一体化（LNBF）两种，其中双极性馈源一体化高频头种类较多；按本振方式可分为单本振和双本振两种；按输出端口可分为单输出、双输出、多输出等。
3.1.1 单极化分体式高频头
单极化分体式高频头的波导腔体里，只有一个极化振子，也称极化探针。只能接收一种极化信号，如要接收另一种极化信号，需将高频头旋转90°。单极化高频头的内部由于没有极化转换电路，因此信号耗损较小，增益和稳定性较高，多用于工程系统上。
3.1.2 双极性单本振单输出高频头
我们最常接触到的高频头是双极性单本振单输出高频头。拆下塑料防护盖，可以发现其波导管内部有两个互相垂直探针，分别接收水平（H）、垂直（V）信号，其间还有一个横棒为隔离针，起极化隔离作用。
双极性单输出高频头，可以看成是两个单极化分体式高频头合用一个馈源，并且将13/18V电子切换开关电路引入到腔体内部，自动识别接收机送来的极化电压高低，是18V还是13V，以选择水平或垂直的极化探针工作，从而达到双极性单输出的目的。由于双极性单输出高频头每次只能输出一个极化，因此只适用于个人单收站，不适用于有线电视前端等集体接收站。
C波段双极性单本振单输出高频头，常见且性能不错的有PAUXIS（普斯）PX900、PBI Tubro-1800 OrbSat（百昌）OS222等型号，本振频率均为5150MHz。
Ku波段双极性高频头均采用标准中心馈源环聚焦式一体化设计，品种型号很多，如常用的直头ASK Ku07，用于正馈天线的PBI Gold 1040PF等。
3.1.3 双极性双本振单输出高频头
双极性双本振单输出高频头有C波段和Ku波段之分，两种高频头工作原理和应用范围是大相径庭的。C波段双极性双本振单输出高频头，主要用于C波段信号一星多机的接收；而Ku波段双极性双本振单输出高频头，则用于Ku波段全频带信号的接收。
1．C波段双极性双本振单输出高频头
普通的C波段双极化高频头，一般只有一个本振频率5150MHz。当节目设置水平极化时，接收机向高频头馈送18V电压；垂直极化时，馈送13V电压。高频头通过识别工作电压，使相应的极化探针工作，所以高频头只能工作在一种极化方式里，不是水平就是垂直状态。
双本振C波段高频头是两个单本振高频头组合而成，采用5150MHz、5750MHz两个本振频率对H、V极化信号作分开处理，两个本振频率相差600MHz，足以使两种极化信号的中频频率拉开距离。这样在3.6～4.2GHz范围内的两个极化信号，就被分别变频为950～1550MHz和1550～2150MHz内互不重叠的中频频率，从而实现共用一根馈线传送，配合接收机就可同时收到两个极化的信号。此时接收机识别到的只是不同频率的信号而已，与极化 设置是水平，还是垂直没有关系。
使用双本振高频头时，接收机的本振设置很重要：一般水平节目的本振设5150MHz，垂直节目设5750MHz。水平节目设置与一般的常规设置没有区别，而垂直节目5750MHz本振极化信号，如接收机中本振仍用5150MHz，则下行频率要减去600MHz。
双本振高频头内部的两个本振电路是同时工作的，一个本振电路接收水平信号，一个本振电路接收垂直信号，两个极化的节目可以同时接收下来，和极化电压没有关系。根据这个特点，一个双本振高频头可以通过功分器向多用户提供无干扰接收，因此双本振C波段高频头多用于小型CATV前端工程系统中，常用的C波段双极性双本振单输出高频头有PBITubro-2100，还有PAUXIS PX-1200等。
2．Ku波段双极性双本振单输出高频头
Ku波段双极性双本振单输出高频头，内置0/22kHz切换电路，通过卫星接收机输出的22kHz脉冲来分别选择其低、高本振；同时还通过卫星接收机的13/18V电压切换水平或垂直极化的卫星信号，实现Ku波段节目全频带接收。
在Ku波段双极性双本振单输出高频头里，只允许有一个本振电路、一个极化信号在工作，这也是和C波段双极性双本振单输出高频头的本质区别。Ku波段双本振高频头有9.75/10.60GHz或9.75/10.75GHz两种本振频率，使用时应该注意区分。
常见的Ku波段双本振单输出高频头，有用于正馈天线的ASK Ku50、外观呈弯头形状的，又称L形头的PBI Gold 1040L10M等。
3.1.4 双极性单本振双输出高频头
双极性单本振双输出高频头有C波段和Ku波段之分。
1．C波段双极性单本振双输出高频头
C波段双极性单本振双输出高频头，两路输出端口分别输出水平、垂直极化信号，两路端口可以同时工作，但每一路端口只能选择其中的一种极化信号。如配合二进（H、V）四出或二进六出等切换开关，可为四台、六台或更多数字卫星接收机提供无干扰接收信号。
常用的C波段双极性单本振双输出高频头有PBI Turbo-2200。
2．Ku波段双极性单本振双输出高频头
Ku波段双极性单本振双输出高频头，是将两个独立的高频头电路做在同一印制电路板上，共用稳压电路和振荡电路，并共用一副馈源和探针。能够同时接收双极化卫星信号，并分两路独立输出，每路均可进行水平、垂直切换，互不影响，信号损耗极小，参数稳定性高。常用的Ku波段双极性单本振双输出高频头有PBI Gold-2050等。
3.1.5 双极性双本振多输出高频头
双极性双本振多输出高频头，多用于Ku波段的接收，其原理和上面介绍的Ku波段双极性单本振双输出高频头类似。它只不过是二个、四个、六个、八个或者更多的双极性双本振单输出高频头的叠加，同样是共用一副馈源和探针，每个探针末端分送给二路、四路、六路、八路等放大变频线路。常见的Ku波段双极性双本振二输出高频头有ASK Ku268；四输出有ASK Ku468、PAUXIS PX-4000等；八输出有GARDINER GKF8800、PAUXISPX-5000等。
3.1.6 复合高频头
为了增强高频头的波段及端口接收功能，缩小其安装体积，市面上出现了一种复合高频头，常见的有C/Ku复合高频头和Ku/Ku复合高频头两种。
1．C/Ku复合高频头
C/Ku复合高频头是将C波段高频头和Ku波段高频头制造在一起，可完成一颗卫星上所有的C、Ku波段信号的接收。
如PBI Tubro-4200复合高频头，它是将一个本振为5150MHz的双极性单输出C波段高频头和一个本振为10.75GHz的双极性单输出Ku波段高频头组合而成；而PBI Turbo-4400复合高频头（见图3-7），则是由C波段双输出高频头PBITurbo-2200和Ku波段双输出高频头PBI Gold-
2050组合而成，它集C、Ku波段的水平、垂直极化的接收功能于一体，具有四个独立的输出端口。
2．Ku/Ku复合高频头
Ku/Ku复合高频头是将两个或多个性能参数相同的Ku波段高频头做成一体，可共用一个端口，通过一面天线来完成两颗或多颗轨位相接近卫星Ku波段信号的接收。
如雷霆BOLT-21双星高频头，本振频率为11.3GHz，内含有DiSEqC切换电路。使用它配合一面偏馈天线即可接收146°E和138°E两颗卫星上的所有Ku波段节目，当然所收视两颗卫星的落地场强要满足接收要求。
还有一种爱华SA-CS5W原装0.45m天线所配备的专用高频头，从外观看起来只是一个普通的高频头，打开塑料盖，却发现含有两个馈源，恰似一个小望远镜。此高频头为双Ku波段高频头，原为接收124/128°E日星4A/3号这两颗相差4°卫星Ku波段信号的，本振频率为11.2GHz，采用11/15V极化切换电压（日本标准），内置32～53kHz频率切换电路，可用接收机的22kHz开关功能进行切换。改造极化切换电压后，也可接收我国的134/138°E亚太6/5号卫星上Ku波段信号。
在国外，还可以看到将三个Ku波段高频头组合在一起的复合高频头，如DirecTV Three高频头，主要用在美洲地区，接收101°W的DirecTV 1R/4S/8、110°W的DirecTV 5和119°W的DirecTV 7S这三颗相差9°卫星的信号。