廣播電視轉(zhuǎn)播臺站衛(wèi)星信號源系統(tǒng)故障分析與處理

劉岳松，梅利波

（重慶廣播電視技術(shù)中心永川轉(zhuǎn)播臺，重慶 400000）

0 引 言

衛(wèi)星信號源系統(tǒng)具有優(yōu)良的覆蓋率、高度集成的系統(tǒng)構(gòu)成以及穩(wěn)定的信號解碼傳輸功能，是目前國內(nèi)外廣播電視轉(zhuǎn)播臺站的主流信號傳輸方式。國內(nèi)高山轉(zhuǎn)播臺站的衛(wèi)星信號源系統(tǒng)更多用于主用信號源的上、下行傳輸。有些高山轉(zhuǎn)播臺站地處高海拔地區(qū)，人跡罕至，天氣變化劇烈。衛(wèi)星信號源系統(tǒng)在日常運行中時有各種故障發(fā)生，影響節(jié)目傳輸質(zhì)量。

本文介紹衛(wèi)星信號源系統(tǒng)的構(gòu)成，根據(jù)所在高山臺歷年來衛(wèi)星信號源系統(tǒng)維護(hù)記錄，歸納總結(jié)常見的系統(tǒng)故障，并給出相應(yīng)的解決辦法。

1 主流系統(tǒng)構(gòu)成分析

1.1 衛(wèi)星信號源系統(tǒng)基本構(gòu)成

目前主流的衛(wèi)星信號源系統(tǒng)大致可分為接收天線、高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)以及功分器等部分。

1.1.1 衛(wèi)星天線

衛(wèi)星天線通常由拋物面反射板與置于拋物面反射板中心位置的饋源和高頻頭組成。衛(wèi)星天線采用拋物面反射設(shè)計是為了有效接收衛(wèi)星發(fā)送到地面的電磁波，并傳輸?shù)礁哳l頭內(nèi)[1]。不同的衛(wèi)星天線接收不同頻率的衛(wèi)星下行信號。按照饋源和高頻頭與反射面天線的位置，衛(wèi)星天線可分為前饋、偏饋及后饋三種。前饋和偏饋多用于接收天線。前饋也叫正饋，常被叫做鍋蓋，主要用來接收C波段信號；偏饋天線的面積較小，簡稱為小鍋蓋，多用于接收Ku波段信號；后饋則為發(fā)射天線。

衡量天線好壞的標(biāo)準(zhǔn)為天線增益，而增益與天線的口徑密切相關(guān)。天線口徑越大，增益越高，接收的衛(wèi)星信號也就越強(qiáng)，但也并非越大越好。優(yōu)質(zhì)的衛(wèi)星接收天線還要求拋物面反射板表面光滑，耐腐蝕，抗風(fēng)能力強(qiáng)。尤其是高山轉(zhuǎn)播臺所處位置多為高海拔地區(qū)，四季分明，雷擊、高溫炙烤以及潮濕陰冷等環(huán)境條件都對衛(wèi)星天線的制作工藝提出了很高的要求。

安裝天線時，先不要固定太緊，待方位角與仰角確定之后再進(jìn)行緊固。對星調(diào)試前一定要確保衛(wèi)星接收參數(shù)準(zhǔn)確，包括轉(zhuǎn)發(fā)器號、上行頻率、下行極化方式、FEC以及符號率等[2]。

高山轉(zhuǎn)播臺要注意日常對于室外衛(wèi)星接收天線的維護(hù)與清理，尤其要注意雨雪引發(fā)的信號衰減現(xiàn)象[3]。在惡劣的降雨、降雪天氣之后，要及時清理天線積水積雪，檢查高頻頭防水情況，防止因雨雪衰導(dǎo)致節(jié)目信號傳輸質(zhì)量降低，避免播出事故。

1.1.2 衛(wèi)星接收機(jī)

衛(wèi)星接收機(jī)是衛(wèi)星信號源系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。同軸電纜連接天線上的高頻頭，將接收天線反射的信號反饋到衛(wèi)星接收機(jī)進(jìn)行處理。衛(wèi)星接收機(jī)的類型常分為模擬、數(shù)字及多功能等。模擬衛(wèi)星接收機(jī)由高頻解調(diào)器、中頻放大器、限幅器、鑒頻器、去加重電路以及音視頻放大器等組成；數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)由高頻調(diào)諧器、解調(diào)器、前向糾錯器、解復(fù)用器以及音視頻解碼器/轉(zhuǎn)換器等組成。衛(wèi)星接收機(jī)接收衛(wèi)星下行的經(jīng)過調(diào)制編碼的數(shù)據(jù)流，并解碼出音、視頻信號或數(shù)據(jù)[4]。初期的衛(wèi)星電視傳輸模擬信號，存在著易受干擾、圖像質(zhì)量不穩(wěn)定以及頻帶資源利用率低等缺點，因此逐漸被采用數(shù)字信號編解碼的數(shù)字傳輸方式所取代。

1.1.3 高頻頭

高頻頭是衛(wèi)星信號源系統(tǒng)的重要部件。按照接收頻率，高頻頭可分為C波段與Ku波段；按照極化方式，高頻頭可分為單極化和雙極化；按照本振頻率，高頻頭又可分為單本振和雙本振。雙極化高頻頭為一體化結(jié)構(gòu)，簡稱LNBF；單極化高頻頭則為分體式設(shè)計，簡稱LNB，工作時需要另配饋源。現(xiàn)在通常將高頻頭統(tǒng)稱為LNB。高頻頭都設(shè)置有固定的本振頻率，選擇高頻頭時，需要根據(jù)所要接收的衛(wèi)星信號波段進(jìn)行適配。C波段的固定頻率為 5 150 MHz，Ku波段則要根據(jù)頻段的不同設(shè)置本振，在10.7～11.7 GHz的低頻段，常用9.75 GHz本振頻率；在11.7～12.2 GHz頻段，常用10.75 GHz本振頻率；在12.2～12.75 GHz頻段，多選擇12.25 GHz 或11.3 GHz作為本振頻率，目前國內(nèi)外主流Ku波段節(jié)目均使用上述頻率。

此外，高頻頭的選用還與衛(wèi)星信號的極化方式有關(guān)。衛(wèi)星的極化方式分為圓極化與線極化兩種。圓極化又分為左圓極化和右圓極化；線極化包括水平極化和垂直極化[4]。高山轉(zhuǎn)播臺一般均配備Ku波段和C波段雙極性高頻頭，根據(jù)不同需要接收不同衛(wèi)星的下行信號。

1.1.4 功分器

目前衛(wèi)星信號源系統(tǒng)多為天線共用，需要功分器這一部件將信號均等地分配給各路衛(wèi)星接收機(jī)，實現(xiàn)多套衛(wèi)星節(jié)目的接收。功分器是一種可將1路輸入信號能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的元器件。功分器種類繁多，工作頻率在950～2 150 MHz，其結(jié)構(gòu)與工作頻率緊密相關(guān)。功分器一般可分為無源功分器和有源功分器兩大類。無源功分器工作穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，噪聲可以忽略，但接入損耗不?。挥性垂Ψ制髦饕M成部分是放大器，其增益高，隔離度也較高，但工作噪聲大，結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜，工作不穩(wěn)定。功分器根據(jù)需要可以選擇二功分、三功分、四功分、六功分、八功分以及十二功分等。

1.2 機(jī)房的衛(wèi)星信號源系統(tǒng)

重慶廣播電視技術(shù)中心永川轉(zhuǎn)播臺黃泥塘機(jī)房位于北緯29°，東經(jīng)105°48′，地處重慶市永川區(qū)與大足區(qū)交界處，海拔780 m，衛(wèi)星天線俯仰角為53.7°/-19.2°，接收中星6B衛(wèi)星的下行傳輸信號。衛(wèi)星信號源系統(tǒng)正常運行時，重慶本地6套音頻立體聲衛(wèi)星信號經(jīng)衛(wèi)星接收機(jī)解碼送出，進(jìn)入信號源系統(tǒng)，同洲P5000型衛(wèi)星接收機(jī)面板上LOCK鎖定，指示綠色燈常亮，電源指示燈顯示紅色，機(jī)房控制室內(nèi)前端信號源監(jiān)控系統(tǒng)以柱狀方式顯示每一路立體聲聲道。

2 故障案例分析與解決方法

2.1 衛(wèi)星接收系統(tǒng)信號全無

2.1.1 故障現(xiàn)象

機(jī)房控制室內(nèi)信號源監(jiān)控電腦顯示，重慶本地6套音頻立體聲衛(wèi)星信號源柱狀條顯示全無，對應(yīng)6臺同洲P5000衛(wèi)星接收機(jī)LOCK鎖定燈紅燈全部亮起。

2.1.2 故障點判斷

衛(wèi)星信號源系統(tǒng)框圖如圖1所示，按順序從高頻頭開始從上至下定位故障。依據(jù)歷年維修記錄，判斷可能出現(xiàn)故障的原因可能有四個，分別為高頻頭損壞、高頻頭到功分器連接線損壞、功分器損壞以及衛(wèi)星接收機(jī)高頻頭饋電故障。根據(jù)維護(hù)經(jīng)驗，衛(wèi)星信號源系統(tǒng)易在雷擊之后出現(xiàn)故障，可以按照先后順序排除故障。

圖1 衛(wèi)星信號源系統(tǒng)框圖

2.1.3 故障檢修

故障檢修按如下步驟順序進(jìn)行。

（1）到衛(wèi)星接收天線處，用備用衛(wèi)星接收機(jī)、原有高頻頭和備用饋線搭建成一個簡易接收系統(tǒng)，設(shè)置好參數(shù)，查看是否有信號。若無信號，則更換備用高頻頭；若有信號，且滿足接收條件，則進(jìn)行下一步操作。

（2）恢復(fù)原有狀態(tài)，到功分器信號輸入端，拔出原信號傳輸線，接入備用衛(wèi)星接收機(jī)，設(shè)置好參數(shù)，查看是否有信號。若無信號，則先檢查高頻頭至功分器饋線接頭，檢查饋線是否受損，并進(jìn)行修復(fù)；若有信號，且滿足接收條件，則進(jìn)行下一步操作。

（3）跳過功分器，用高頻頭直接將衛(wèi)星信號連入衛(wèi)星接收機(jī)，查看是否有信號。若有信號，且滿足接收條件，則判斷功分器損壞，更換功分器；若無信號，則繼續(xù)進(jìn)行下一步操作。

（4）將原衛(wèi)星接收機(jī)更換為備用衛(wèi)星接收機(jī)，設(shè)置好參數(shù)，查看是否有信號。若有信號，則判斷原衛(wèi)星接收機(jī)有故障，再進(jìn)一步判斷高頻頭提供電源的部分是否出了故障。

2.2 某一套節(jié)目無衛(wèi)星接收信號

2.2.1 故障現(xiàn)象

以重慶之聲為例，信號源監(jiān)控電腦顯示，重慶之聲音頻立體聲衛(wèi)星信號源柱狀條無顯示，對應(yīng)的重慶之聲同洲P5000衛(wèi)星接收機(jī)LOCK鎖定燈紅燈亮起。

2.2.2 故障點判斷

按照衛(wèi)星信號源系統(tǒng)框圖（如圖2所示），可分析出故障是功分器至對應(yīng)重慶之聲衛(wèi)星接收機(jī)之間的幾個故障點引起?？赡艿脑蛴行l(wèi)星接收機(jī)死機(jī)、功分器分支口損壞、功分器至衛(wèi)星接收器饋線有故障以及衛(wèi)星接收機(jī)故障。

圖2 重慶之聲廣播節(jié)目衛(wèi)星信號源系統(tǒng)框圖

2.2.3 故障檢修

故障檢修流程如圖3所示。

圖3 衛(wèi)星信號源系統(tǒng)故障樹狀分析

具體的檢修操作步驟如下。

（1）關(guān)掉該衛(wèi)星接收機(jī)電源，重啟試機(jī)。若運行正常，說明是衛(wèi)星接收機(jī)死機(jī)引起（此情況發(fā)生概率比較多）；若故障依舊，則進(jìn)入下一步。

（2）采用交替法，將解調(diào)重慶之聲分支口饋線與能正常解調(diào)信號的分支口交換。若故障解決，則判斷為功分器分支口故障，更換一個分支口即可；若故障依舊，則進(jìn)入下一步。

（3）采用替換法，更換功分器至解調(diào)重慶之聲衛(wèi)星接收機(jī)的饋線。若試機(jī)正常，則檢修該分支饋線，一般為接頭沒做好或按觸不良的原因；若故障依舊，則進(jìn)入下一步。

（4）更換一臺備用衛(wèi)星接收機(jī)，設(shè)置好對應(yīng)參數(shù)，試機(jī)。若正常則故障解決。

3 故障排除注意事項

在進(jìn)行日常故障排除工作時，需要注意以下事項。

（1）在采用交替法或更換法排除故障時，一定要關(guān)閉對應(yīng)的衛(wèi)星接收機(jī)。

（2）應(yīng)保證新更換的高頻頭安放在與原高頻頭相同的位置。調(diào)試好極化和焦距，接好系統(tǒng)后，衛(wèi)星接收機(jī)會顯示有場強(qiáng)和信號質(zhì)量，此時繼續(xù)微調(diào)高頻頭，一直調(diào)節(jié)到和原高頻頭相同的場強(qiáng)與信號質(zhì)量。

（3）維修前，維護(hù)人員應(yīng)把備品備件和維修工具準(zhǔn)備齊全；維修后，維護(hù)人員要對維修使用到的備品備件和工具進(jìn)行清點。

（4）高頻頭如需更換時，需選擇高質(zhì)量的高頻頭，且高頻頭輸入頻率與輸出頻率要保持一致[5]。

4 結(jié) 語

隨著技術(shù)的日益發(fā)展，廣大觀眾對廣播電視節(jié)目安全播出的要求越來越高。在保證節(jié)目創(chuàng)新的同時，相關(guān)單位也要保障節(jié)目的傳輸安全。只有不斷提高值機(jī)人員對常見故障的處理能力，才能保障節(jié)目的安全穩(wěn)定傳輸。