广播电视转播台站卫星信号源系统故障分析与处理

刘岳松，梅利波

（重庆广播电视技术中心永川转播台，重庆 400000）

0 引 言

卫星信号源系统具有优良的覆盖率、高度集成的系统构成以及稳定的信号解码传输功能，是目前国内外广播电视转播台站的主流信号传输方式。国内高山转播台站的卫星信号源系统更多用于主用信号源的上、下行传输。有些高山转播台站地处高海拔地区，人迹罕至，天气变化剧烈。卫星信号源系统在日常运行中时有各种故障发生，影响节目传输质量。

本文介绍卫星信号源系统的构成，根据所在高山台历年来卫星信号源系统维护记录，归纳总结常见的系统故障，并给出相应的解决办法。

1 主流系统构成分析

1.1 卫星信号源系统基本构成

目前主流的卫星信号源系统大致可分为接收天线、高频头、卫星接收机以及功分器等部分。

1.1.1 卫星天线

卫星天线通常由抛物面反射板与置于抛物面反射板中心位置的馈源和高频头组成。卫星天线采用抛物面反射设计是为了有效接收卫星发送到地面的电磁波，并传输到高频头内[1]。不同的卫星天线接收不同频率的卫星下行信号。按照馈源和高频头与反射面天线的位置，卫星天线可分为前馈、偏馈及后馈三种。前馈和偏馈多用于接收天线。前馈也叫正馈，常被叫做锅盖，主要用来接收C波段信号；偏馈天线的面积较小，简称为小锅盖，多用于接收Ku波段信号；后馈则为发射天线。

衡量天线好坏的标准为天线增益，而增益与天线的口径密切相关。天线口径越大，增益越高，接收的卫星信号也就越强，但也并非越大越好。优质的卫星接收天线还要求抛物面反射板表面光滑，耐腐蚀，抗风能力强。尤其是高山转播台所处位置多为高海拔地区，四季分明，雷击、高温炙烤以及潮湿阴冷等环境条件都对卫星天线的制作工艺提出了很高的要求。

安装天线时，先不要固定太紧，待方位角与仰角确定之后再进行紧固。对星调试前一定要确保卫星接收参数准确，包括转发器号、上行频率、下行极化方式、FEC以及符号率等[2]。

高山转播台要注意日常对于室外卫星接收天线的维护与清理，尤其要注意雨雪引发的信号衰减现象[3]。在恶劣的降雨、降雪天气之后，要及时清理天线积水积雪，检查高频头防水情况，防止因雨雪衰导致节目信号传输质量降低，避免播出事故。

1.1.2 卫星接收机

卫星接收机是卫星信号源系统的关键部件。同轴电缆连接天线上的高频头，将接收天线反射的信号反馈到卫星接收机进行处理。卫星接收机的类型常分为模拟、数字及多功能等。模拟卫星接收机由高频解调器、中频放大器、限幅器、鉴频器、去加重电路以及音视频放大器等组成；数字卫星接收机由高频调谐器、解调器、前向纠错器、解复用器以及音视频解码器/转换器等组成。卫星接收机接收卫星下行的经过调制编码的数据流，并解码出音、视频信号或数据[4]。初期的卫星电视传输模拟信号，存在着易受干扰、图像质量不稳定以及频带资源利用率低等缺点，因此逐渐被采用数字信号编解码的数字传输方式所取代。

1.1.3 高频头

高频头是卫星信号源系统的重要部件。按照接收频率，高频头可分为C波段与Ku波段；按照极化方式，高频头可分为单极化和双极化；按照本振频率，高频头又可分为单本振和双本振。双极化高频头为一体化结构，简称LNBF；单极化高频头则为分体式设计，简称LNB，工作时需要另配馈源。现在通常将高频头统称为LNB。高频头都设置有固定的本振频率，选择高频头时，需要根据所要接收的卫星信号波段进行适配。C波段的固定频率为 5 150 MHz，Ku波段则要根据频段的不同设置本振，在10.7～11.7 GHz的低频段，常用9.75 GHz本振频率；在11.7～12.2 GHz频段，常用10.75 GHz本振频率；在12.2～12.75 GHz频段，多选择12.25 GHz 或11.3 GHz作为本振频率，目前国内外主流Ku波段节目均使用上述频率。

此外，高频头的选用还与卫星信号的极化方式有关。卫星的极化方式分为圆极化与线极化两种。圆极化又分为左圆极化和右圆极化；线极化包括水平极化和垂直极化[4]。高山转播台一般均配备Ku波段和C波段双极性高频头，根据不同需要接收不同卫星的下行信号。

1.1.4 功分器

目前卫星信号源系统多为天线共用，需要功分器这一部件将信号均等地分配给各路卫星接收机，实现多套卫星节目的接收。功分器是一种可将1路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的元器件。功分器种类繁多，工作频率在950～2 150 MHz，其结构与工作频率紧密相关。功分器一般可分为无源功分器和有源功分器两大类。无源功分器工作稳定，结构简单，噪声可以忽略，但接入损耗不小；有源功分器主要组成部分是放大器，其增益高，隔离度也较高，但工作噪声大，结构也更复杂，工作不稳定。功分器根据需要可以选择二功分、三功分、四功分、六功分、八功分以及十二功分等。

1.2 机房的卫星信号源系统

重庆广播电视技术中心永川转播台黄泥塘机房位于北纬29°，东经105°48′，地处重庆市永川区与大足区交界处，海拔780 m，卫星天线俯仰角为53.7°/-19.2°，接收中星6B卫星的下行传输信号。卫星信号源系统正常运行时，重庆本地6套音频立体声卫星信号经卫星接收机解码送出，进入信号源系统，同洲P5000型卫星接收机面板上LOCK锁定，指示绿色灯常亮，电源指示灯显示红色，机房控制室内前端信号源监控系统以柱状方式显示每一路立体声声道。

2 故障案例分析与解决方法

2.1 卫星接收系统信号全无

2.1.1 故障现象

机房控制室内信号源监控电脑显示，重庆本地6套音频立体声卫星信号源柱状条显示全无，对应6台同洲P5000卫星接收机LOCK锁定灯红灯全部亮起。

2.1.2 故障点判断

卫星信号源系统框图如图1所示，按顺序从高频头开始从上至下定位故障。依据历年维修记录，判断可能出现故障的原因可能有四个，分别为高频头损坏、高频头到功分器连接线损坏、功分器损坏以及卫星接收机高频头馈电故障。根据维护经验，卫星信号源系统易在雷击之后出现故障，可以按照先后顺序排除故障。

图1 卫星信号源系统框图

2.1.3 故障检修

故障检修按如下步骤顺序进行。

（1）到卫星接收天线处，用备用卫星接收机、原有高频头和备用馈线搭建成一个简易接收系统，设置好参数，查看是否有信号。若无信号，则更换备用高频头；若有信号，且满足接收条件，则进行下一步操作。

（2）恢复原有状态，到功分器信号输入端，拔出原信号传输线，接入备用卫星接收机，设置好参数，查看是否有信号。若无信号，则先检查高频头至功分器馈线接头，检查馈线是否受损，并进行修复；若有信号，且满足接收条件，则进行下一步操作。

（3）跳过功分器，用高频头直接将卫星信号连入卫星接收机，查看是否有信号。若有信号，且满足接收条件，则判断功分器损坏，更换功分器；若无信号，则继续进行下一步操作。

（4）将原卫星接收机更换为备用卫星接收机，设置好参数，查看是否有信号。若有信号，则判断原卫星接收机有故障，再进一步判断高频头提供电源的部分是否出了故障。

2.2 某一套节目无卫星接收信号

2.2.1 故障现象

以重庆之声为例，信号源监控电脑显示，重庆之声音频立体声卫星信号源柱状条无显示，对应的重庆之声同洲P5000卫星接收机LOCK锁定灯红灯亮起。

2.2.2 故障点判断

按照卫星信号源系统框图（如图2所示），可分析出故障是功分器至对应重庆之声卫星接收机之间的几个故障点引起。可能的原因有卫星接收机死机、功分器分支口损坏、功分器至卫星接收器馈线有故障以及卫星接收机故障。

图2 重庆之声广播节目卫星信号源系统框图

2.2.3 故障检修

故障检修流程如图3所示。

图3 卫星信号源系统故障树状分析

具体的检修操作步骤如下。

（1）关掉该卫星接收机电源，重启试机。若运行正常，说明是卫星接收机死机引起（此情况发生概率比较多）；若故障依旧，则进入下一步。

（2）采用交替法，将解调重庆之声分支口馈线与能正常解调信号的分支口交换。若故障解决，则判断为功分器分支口故障，更换一个分支口即可；若故障依旧，则进入下一步。

（3）采用替换法，更换功分器至解调重庆之声卫星接收机的馈线。若试机正常，则检修该分支馈线，一般为接头没做好或按触不良的原因；若故障依旧，则进入下一步。

（4）更换一台备用卫星接收机，设置好对应参数，试机。若正常则故障解决。

3 故障排除注意事项

在进行日常故障排除工作时，需要注意以下事项。

（1）在采用交替法或更换法排除故障时，一定要关闭对应的卫星接收机。

（2）应保证新更换的高频头安放在与原高频头相同的位置。调试好极化和焦距，接好系统后，卫星接收机会显示有场强和信号质量，此时继续微调高频头，一直调节到和原高频头相同的场强与信号质量。

（3）维修前，维护人员应把备品备件和维修工具准备齐全；维修后，维护人员要对维修使用到的备品备件和工具进行清点。

（4）高频头如需更换时，需选择高质量的高频头，且高频头输入频率与输出频率要保持一致[5]。

4 结 语

随着技术的日益发展，广大观众对广播电视节目安全播出的要求越来越高。在保证节目创新的同时，相关单位也要保障节目的传输安全。只有不断提高值机人员对常见故障的处理能力，才能保障节目的安全稳定传输。