多星接收方法大汇集多星接收原理卫星.docx

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多星接收方法大汇集多星接收原理卫星

[多星接收方法大汇集]多星接收原理卫星

目前天空中的直播卫星（DTH）越来越多已有的数百个电视节目令人眼花缭乱；新的卫星不断上天新的频道不停涌现；接收者喜爱的频道和不同时段想收看的节目往往分散在不同的卫星上；一些频道服务商为了对抗解密和D卡不断更换新的加密（加扰）方法与黑客们玩起了“你高一尺我高一丈”的角力；有的频道服务商出于商业考虑不时解密播出一些精彩节目而接收者可以通过互联网及时了解这方面的最新信息及时换星；目前使用的接收机和接收卡都具有0/12V0/22kHz13/18VDiSEqC等切换功能都有支持多卫星接收的能力―――所有这些都产生了对多卫星接收的迫切需要具有多星接收能力的星友也就能享受到比其他人更多的乐趣。

自然在论坛的天线专栏中TVRO烧友关注的热门话题就集中在多卫星接收上了。

本文收集了已发表的材料和图片（所有权归原作者）结合自己的经验与心得综合介绍多卫星接收的各种方法并分析它们各自的优、缺点以供广大卫视爱好者参考。

单一天线换星接收法

这是目前许多卫视爱好者限于条件而采用的方法（图1-6）。

换星时首先使用工具软件如罗云彬的"寻星计算程序"Satellite.exe、阿海的"方位角、仰角计算表"Star.xls或接收机本身提供的功能等计算出所接收卫星的方位角、仰角和极化角。

接着松开天线上的固定螺丝调整各部件再通过接收机的信号强度和信噪比指示耐心调整天线就可以更换接收的卫星。

为了调整的方便最好要将接收机和电视机搬到天线附近以便观察天线调整的效果。

有的星友有一些专用设备如小电视机、频谱仪等可以避免搬电视机与接收机的麻烦。

如果经常需要在几颗卫星之间更换就需要事先调好接收这些卫星的天线然后在天线的支架上做好记号以便较快地换星。

有的星友在天线上装了量角器记住卫星的刻度也有助于较方便地换星。

一般情况下这种方法换星需要几十分钟的时间对不熟练者而言更需要半天以上。

如果卫星上有太阳阴影标尺（SolarSat技术）那么换星可以在数分钟内完成不过只能在白天有太阳光的特定时段内进行。

这种方法的优点是：

设备简单需要掌握的技术含量低。

缺点为：

换星不便耗时费力天线固定件易损坏信号品质难以确保等。

如果天线安装在不易到达之处如屋顶安装调整天线时甚至会存在人身安全的隐患。

多天线接收法

图7是星友“山谷卫星”给出的多锅接收的范例和配置情况这种方案显然需要较大的资金和空间开销对国内的个人接收者而言则是一个极端发烧的例子。

一般情况下国内多数星友仅使用2～3面天线。

使用多锅接收天线的安装与使用单锅类似。

由于不需要再调整因此将接收天线与LNB进行一次性优化调整后一般不再变动其姿态。

多锅接收的关键是各天线对应中频信号切换开关的选择与使用。

切换开关有手动切换和自动切换两种。

手动切换开关一般用普通开关改制容易产生信号衰减和输入阻抗不匹配的问题影响接收质量使用上也比较麻烦很少有人使用。

通过卫星接收机提供的0/12V0/22kHz13/18VDiSEqC等功能使用专用切换开关是较好的方法。

一般在电子市场上可以买到这些开关价钱从几十元到数百元不等。

0/12V0/22kHz13/18V这三种方式多是继电器式二路切换型原理相当于一个单刀双掷开关各自采用不同的触发方式。

0/12V是靠接收机给开关提供的12V电压的有无来控制继电器的信号通路选择。

因其要单独给开关引一根电源线开关不宜距机器太远故现在大多数接收机已不再提供此功能了。

0/22kHz开关是通过接收机发出的22kHz脉冲信号来控制开关切换或双本振高频头本振的选择可用来触发继电器（编者注：

这种开关现在一般不选用继电器式而是选用电子开关式。

即便选择继电器式也要选用高频继电器这样才能够保证切换准确且不会有误动）。

13/18V开关是通过13V与18V电压来选择极化也可用来触发继电器。

这几种方式都是通过与天线连接的同轴电缆传递控制信号无需给开关单独配线。

如果系统中有双本振头就不能选用22kHz开关来控制天线的切换同理如果系统中使用的是双极化单输出的高频头也不能用13/18V开关。

鉴于以上三种开关在使用中的限制以及继电器的机械寿命和高频衰减问题于是就出现了一种能同时控制四路天线、无需另外电源、也不会与高频头抢控制信号且没有继电器寿命和衰减等种种缺陷的切换开关―――这就是DiSEqC。

它由飞利浦公司研制开关的核心是一块单片机由接收机输出的信号控制四面天线切换价钱比前三种开关贵但性能却好很多。

以上的开关是可以配合串用的如果系统中没有双本振头用DiSEqC加0/22kHz就可以控制16个LNB而且不影响双极化头工作。

使用一个四切一开关和四个22kHz开关时四切一开关的每个接头连接一个22kHz开关每个22kHz开关接一个C头和Ku头Ku头接到ON接口C头接到OFF接口。

如105.5C/146Ku、100.5C/100.5Ku、88C/110.5Ku、166C/76.5Ku等等。

以_SAT4x0接收机为例在天线设定中选择四输入DiSEqC重要的就是本振的设定。

每个天线都设定为双本振高本振输入Ku头本振如11300低本振输入9850。

设置完后进入节目接收菜单进行卫星搜索。

搜索方式选择单频搜索Ku波段的节目直接输入参数搜索即可。

C波段节目的下行频率需要更改。

频率计算方法是：

C的LNB本振频率-实际频率+设置频率。

如3632一组其输入的下行频率为5150-3632+9850即15000-3632=11368。

在单频搜索时这组分别输入11368、26667、垂直就可以搜索出节目了。

其它信号可依此类推用15000减去实际频率即得输入频率。

具体范例（“卫星电视时代”提供见图8、9）：

用一台卫星数字电视接收机借助于DiSEqC开关和0/22kHz开关组合使用灵活切换8面天线所接收国内、外卫星数字电视节目。

器材配置：

天线：

1.8米C天线6面（分别接收亚太6号�鑫诺1号�亚洲2号�泛美2号�泛美8号�亚洲3S上C波段国内外卫星信号）0.8米Ku天线2面（收亚洲2号和泛美2号Ku波段国内外卫星信号）；

LNB：

PBITurbo-1200C波段双极性高频头6个PBIGOLD-1040Ku波段偏馈双极性高频头2个；

切换开关：

PBIMS-41DDiSEqC1.0四切一切换器一个（工作频率950-2200MHz插损小于3dB供电12-20V30mA）PBIMS-21P（0/22kHz开关）4个；

接收机：

PBIDVR-1000H7卫星数字电视接收机一台；

切换器参数设置：

见表1。

多锅接收的优点是天线可以分别优化调整、与LNB的配合最理想、接收的质量最高、切换卫星快速没有停顿感仿佛就在一颗星上接收。

适合小区、楼房、宾馆等大型单位集体接收。

顶楼的住户、别墅楼房住户和郊区、乡下住户亦可以考虑采用。

多锅接收的缺点是投资大、费用高、专业性强、配置有一定技术要求占用场地大不适合个人在我国城市中采用也不适合一般小区单元楼住宅户单独接收采用。

一锅多星（多LNB）接收法

图10-14是国内星友自制的一锅多星的例子；图15-18是国外一锅多星的例子。

一锅多星接收是星友们发明的一种利用单个反射面安装多个LNB的接收方法。

一般情况下普通的“锅”（天线反射面）仅有一个主焦点仅能安装一个LNB。

偏离主焦点的位置有所谓“偏焦点”根据相关的计算其相对高增益区不是一个点而是一个像彗星一样形状由一个反射波束能量相对密集的区域带着一条拖尾偏离主焦点越远其拖尾越长、越宽同时“拖尾”中信号的能量密度越低。

汇聚在“偏焦点”拖尾部分的信号不能得到有效利用因此使所接收到信号强度有所损失接收效率较低。

一锅同星接收C、Ku节目需要C+Ku复合LNB（图19、20）。

目前这类复合高频头在市面上不多见往往需要动手自制。

一般的做法是将C波段LNB馈源的末端锯开套入一个Ku的LNB做成复合LNB头以便从一颗卫星上接收C和Ku波段的节目这种方法属于一锅多LNB接收亦可以算是一锅多星接收讨论的范围。

一锅多星接收利用大型天线在偏离主焦点的区域仍能收集到满足接收的足够强度的信号的特性来实现一个天线反射面、多个LNB的接收。

一锅多星接收天线的安装与单个卫星接收类似但需要较多的技巧与很大的耐心。

如何让LNB尽可能地收到弱信号卫星的足够强的信号如何使各LNB均衡地收到信号如何使若干个的LNB都能收到足够的信号等这些都是值得研究的问题。

采用何种形状的反射面将信号集中到利于多LNB接收的近长条形区域或多焦点上以利于多星接收是另一个值得研究的问题。

国外有一锅多星专用的双曲面多焦点天线（TriaxMultiFocus见图15）国内尚无报道。

一锅多星的馈线与切换开关的配置与多锅接收相同不再赘述。

一锅多星安装的要点是：

1、设计和制作好安装多个LNB的支架。

一锅多星使用的支架要略呈弧形或可以调整侧向位置以便与本地的同步卫星轨道地面投影相吻合；使用正馈天线时支架要稳固同时又不能尺寸太大以免遮挡掉过多的前方信号；支架最好能方便进行地LNB的调整和固定以便反复细调之用。

2、选择适合的天线。

尽可能使用反射面积大焦距较长的偏馈天线作多星接收的反射面。

面积大可以补偿“偏焦”接收的信号部分损失；焦距长有助于分散安装多个LNB避免LNB间的相互影响；偏馈可以避免多LNB与金属架遮挡入射信号。

不过大面积的偏馈天线较难得到偏馈的LNB的支架也较难设计和自制。

3、选择天线主焦点对准的卫星。

一般情况下要将主焦点对准信号较弱的星用“偏焦点”接收信号强的卫星尽可能照顾到各个星的接收。

4、确定各LNB的位置。

在一般情况下要将LNB的支架朝向地球同步轨道平行的方向再通过反复试验、调整才能确定各LNB的位置。

在调整之前先通过近似公式计算出各LNB的粗略位置将能帮助有目的地调整。

计算法细节：

首先求出要接收卫星的方位角和仰角；确定主焦卫星按主焦卫星调好天线；再用公式计算主焦与“偏焦”间的大致距离L=D公式中的L是主焦到“偏焦”的距离单位与天线焦距的单位相同；F和Y分别为方位角与仰角值下标z和p分别表示主焦和“偏焦”；用“偏焦”的LNB以主焦为主轴以L取定长在锅面慢慢沿弧寻找即可找到卫星信号；当Fz-Fp大于零时“偏焦”头在主焦的西边否则反之；当Yz-Yp大于零时“偏头”应在主焦的上面否则反之。

在春分和秋分节气还可以通过太阳来直接确定LNB的位置具体方法可以参考本人的文章：

《天赐良机莫错过了！

―――秋分节气的话题之一》。

5、动手。

多星接收的实践中非常需要自己动手。

希望买现成的、吃现成饭、有别人代替或三、两下子就搞定是根本不可能的。

在中国有人对多星接收的实践望而生畏有人浅尝辄止有人获得成功它考验了多少人的能力与毅力呀！

一锅多星的优点是可以最大限度地利用反射面减小场地、空间依赖性降低天线费用的投入；切换快速、没有停顿感仿佛就在一颗星上接收。

一锅多星的缺点是需要较大面积的天线；LNB的支撑、固定与调整难度较大；“偏焦”接收信号的强度有所降低偏得越多降低也就越多；在适用范围上有局限性难以做到在整个可收视范围内都用一锅接收同时因LNB安装间隔太近时会相互影响所以也难以用在靠近的两颗星上。

极轴天线接收法

图21是使用极轴推杆的C和Ku联合天线；图22是极轴推杆在天线上的安装细节；图23是一种新型的四连杆极轴天线；图24使用极轴座的Ku天线。

极轴座Ku天线的细节见图25；重心平衡的极轴天线见图26：

自制手动极轴Ku天线见图27。

极轴天线是将天线的反射面与LNB一起固定装在一根转动的轴上这根转轴与地球的自转轴基本平行由于轴指向地球的南北两极因此叫做极轴。

极轴最早应用在天文望远镜上。

观测中天文望远镜由极轴带动向地球转动的相反方向转动可以抵消因地球转动引起的观测目镜中天象的移动。

普通卫星天线的主转轴垂直于地面结构比较简单但定位天线时要用到方位角、仰角和极化角三个参数。

换星时这三个参数也都要重新调整十分不便。

将天线的转轴改成极轴后换星时天线随极轴转动方位角、仰角和极化角自动跟随变化只剩一个调整参数即绕极轴的转角。

可以认为普通天线的方位角、仰角和极化角这三个参数是由于这些天线转动时转轴未与地球轴平行而引起的附加参数一旦转轴指向正确了附加参数就消去了。

有的星友听到极轴换星时不必调整仰角和极化角还感到不可思议呢！

极轴天线实现的关键之一在于将天线的转动轴变为可以调整的倾斜轴以适在应不同纬度地区调整到与地球自转轴平行的需要。

极轴天线实现的关键之二在于极轴驱动、控制与定位装置。

星友也可以尝试做做手动极轴它没有驱动、控制与定位装置配合直接标示卫星精度的极轴标尺（图28）直接用手转动天线换星也十分快速、方便。

其具体制作方法见图29。

一般的大型电动极轴天线与普通天线相比多了可以转动的极轴座、电动推杆和天控器。

极轴座是固定天线反射面的部分它安装在立柱的云台上天线固定后可以绕极轴座的倾斜轴转动。

电动推杆是推动天线转动的驱动部件具有很大的推拉力。

它由电机、减速齿轮组、推杆和支座等部分构成。

有一种新型的四连杆式极轴天线驱动的机构要复杂些但性能却要好很多能克服普通推杆的缺点。

天控器是电动推杆的控制部分在其面板上有少数键盘和显示等人机接口部件使用独立的电源目前多数都具有DiSEqC1.2接口功能。

它向电动推杆提供电源允许通过按键以连续或点动的方式带动推杆可以记忆设定卫星的位置。

这类极轴座的安装与调试可以参看曾文明先生的相关文章。

一般的1.2米以下小型偏馈天线可以通过购买符合DiSEqC1.2驱动规范的“水平-水平安装”（H-HMount）极轴座将其改为电动极轴天线。

国内目前可以买得到的这类极轴座有：

SPM-990、DG-120（+）、SG-2100等它们的结构、尺寸和控制电路都基本相同原型为Jaeger极轴座。

这种极轴座的控制和对极轴座的供电都可以使用天线原来使用的75欧姆同轴电缆。

由于极轴座使用接收机给高频头提供的电流工作电流量有限一般不超过400毫安所以DiSEqC1.2的极轴座只能使用在1.2米以下尺寸的Ku天线上。

这种极轴天线配合具有DiSEqC1.2功能的接收机不需要再另外添加其它部件。

收视时只要用遥控器选择节目就可以自动更换卫星。

没有DiSEqC1.2功能的接收机使用这种极轴要麻烦一些需要配用天控器换星时要通过天控器来操作。

可以预料今后的所有接收机都会配备DiSEqC1.2或更高级的功能都可以直接配用这类极轴座。

PC机使用的接收卡也都提供了DiSEqC1.2功能但接收卡从PCI总线插槽中取电额定的最大电流仅400毫安仅够驱动LNB要带动电动极轴有困难。

这类极轴座的安装、调试、配置和改进可以参看娄军先生的文章《DiSEqC1.2Ku极轴座安装调试和使用》及本人的文章《DiSEqC1.2极轴Ku天线的改进》和《_SAT中设置极轴天线的说明书》等。

用极轴座带一面天线实现C+Ku双波段接收就可以实现全天全部信号接收。

在接收机中采用极轴控制天线时只能设置一个LNB要使用两个LNB（C+Ku）就要设法通过切换LNB的控制信号用相应的切换开关切换LNB。

根据星友"尚好"和"文明"的介绍选择单本振的C波段和Ku波段的LNB就可以利用0/22kHz信号来做切换。

如果接收机可以直接设置0/22kHz信号如雷霆免卡机、610机等那么可以通过一锅+复合C/Ku高频头配0/22kHz开关方便地实现同星双波段接收；如果接收机不能直接设置0/22kHz如目前很普及的_SAT4x0系列接收机则要巧妙地通过设置双本振参照上文四星以上接收时的方法利用接收机在使用双本振LNB时0kHz信号对应低的本振22kHz信号对应高的本振的原理将C波段参数加以变换后控制0/22kHz信号来实现接收。

如果Ku波段用双本振的LNB占用了0/22kHz切换讯号C/Ku切换就要用0/12V信号。

目前大多数接收机的主板上都有0/12V电压接口但有的机器菜单有0/12V功能机器外部却没有接口需从机内主板上引出0/12V切换电压。

0/12V切换器可用成品也可用带继电器的13/18V或0/22kHz切换器改制。

极轴天线的优点是可以在整个可接收的天空范围内高质量地接收各个卫星的信号；接收卫星的数量很多可达数十个；天线占地小对安装环境要求低；只要单根天线馈线布线简单；转星收看节目时使用简单、方便。

极轴天线的缺点是一次性投资费用较高；被偷走（损坏）后损失大；安装、调整和设置有一定的难度；换星时要等待一段转星时间最长可达几十秒不如一锅多星或多锅快速；DiSEqC1.2类型的极轴天线要额外消耗接收机的部分电源在夏季频繁换星时可能导致接收机电源严重发热。

结语

多星接收是星友的追求它是一个从少到多的渐进过程。

先从一个信号强的星开始逐步发展到信号较弱的多颗星的接收各种多星接收方法的比较见表2多星接收是星友的乐趣。

不断地追求、不断地完善既培养了能力又丰富了生活更充实了人生。