廣播電視轉播臺站衛星信號源系統故障分析與處理

劉岳松，梅利波

（重慶廣播電視技術中心永川轉播臺，重慶 400000）

0 引 言

衛星信號源系統具有優良的覆蓋率、高度集成的系統構成以及穩定的信號解碼傳輸功能，是目前國內外廣播電視轉播臺站的主流信號傳輸方式。國內高山轉播臺站的衛星信號源系統更多用于主用信號源的上、下行傳輸。有些高山轉播臺站地處高海拔地區，人跡罕至，天氣變化劇烈。衛星信號源系統在日常運行中時有各種故障發生，影響節目傳輸質量。

本文介紹衛星信號源系統的構成，根據所在高山臺歷年來衛星信號源系統維護記錄，歸納總結常見的系統故障，并給出相應的解決辦法。

1 主流系統構成分析

1.1 衛星信號源系統基本構成

目前主流的衛星信號源系統大致可分為接收天線、高頻頭、衛星接收機以及功分器等部分。

1.1.1 衛星天線

衛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。衛星天線采用拋物面反射設計是為了有效接收衛星發送到地面的電磁波，并傳輸到高頻頭內[1]。不同的衛星天線接收不同頻率的衛星下行信號。按照饋源和高頻頭與反射面天線的位置，衛星天線可分為前饋、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；后饋則為發射天線。

衡量天線好壞的標準為天線增益，而增益與天線的口徑密切相關。天線口徑越大，增益越高，接收的衛星信號也就越強，但也并非越大越好。優質的衛星接收天線還要求拋物面反射板表面光滑，耐腐蝕，抗風能力強。尤其是高山轉播臺所處位置多為高海拔地區，四季分明，雷擊、高溫炙烤以及潮濕陰冷等環境條件都對衛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行緊固。對星調試前一定要確保衛星接收參數準確，包括轉發器號、上行頻率、下行極化方式、FEC以及符號率等[2]。

高山轉播臺要注意日常對于室外衛星接收天線的維護與清理，尤其要注意雨雪引發的信號衰減現象[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，防止因雨雪衰導致節目信號傳輸質量降低，避免播出事故。

1.1.2 衛星接收機

衛星接收機是衛星信號源系統的關鍵部件。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星接收機進行處理。衛星接收機的類型常分為模擬、數字及多功能等。模擬衛星接收機由高頻解調器、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；數字衛星接收機由高頻調諧器、解調器、前向糾錯器、解復用器以及音視頻解碼器/轉換器等組成。衛星接收機接收衛星下行的經過調制編碼的數據流，并解碼出音、視頻信號或數據[4]。初期的衛星電視傳輸模擬信號，存在著易受干擾、圖像質量不穩定以及頻帶資源利用率低等缺點，因此逐漸被采用數字信號編解碼的數字傳輸方式所取代。

1.1.3 高頻頭

高頻頭是衛星信號源系統的重要部件。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構，簡稱LNBF；單極化高頻頭則為分體式設計，簡稱LNB，工作時需要另配饋源。現在通常將高頻頭統稱為LNB。高頻頭都設置有固定的本振頻率，選擇高頻頭時，需要根據所要接收的衛星信號波段進行適配。C波段的固定頻率為 5 150 MHz，Ku波段則要根據頻段的不同設置本振，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，目前國內外主流Ku波段節目均使用上述頻率。

此外，高頻頭的選用還與衛星信號的極化方式有關。衛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]。高山轉播臺一般均配備Ku波段和C波段雙極性高頻頭，根據不同需要接收不同衛星的下行信號。

1.1.4 功分器

目前衛星信號源系統多為天線共用，需要功分器這一部件將信號均等地分配給各路衛星接收機，實現多套衛星節目的接收。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，其結構與工作頻率緊密相關。功分器一般可分為無源功分器和有源功分器兩大類。無源功分器工作穩定，結構簡單，噪聲可以忽略，但接入損耗不小；有源功分器主要組成部分是放大器，其增益高，隔離度也較高，但工作噪聲大，結構也更復雜，工作不穩定。功分器根據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 機房的衛星信號源系統

重慶廣播電視技術中心永川轉播臺黃泥塘機房位于北緯29°，東經105°48′，地處重慶市永川區與大足區交界處，海拔780 m，衛星天線俯仰角為53.7°/-19.2°，接收中星6B衛星的下行傳輸信號。衛星信號源系統正常運行時，重慶本地6套音頻立體聲衛星信號經衛星接收機解碼送出，進入信號源系統，同洲P5000型衛星接收機面板上LOCK鎖定，指示綠色燈常亮，電源指示燈顯示紅色，機房控制室內前端信號源監控系統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 衛星接收系統信號全無

2.1.1 故障現象

機房控制室內信號源監控電腦顯示，重慶本地6套音頻立體聲衛星信號源柱狀條顯示全無，對應6臺同洲P5000衛星接收機LOCK鎖定燈紅燈全部亮起。

2.1.2 故障點判斷

衛星信號源系統框圖如圖1所示，按順序從高頻頭開始從上至下定位故障。依據歷年維修記錄，判斷可能出現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、功分器損壞以及衛星接收機高頻頭饋電故障。根據維護經驗，衛星信號源系統易在雷擊之后出現故障，可以按照先后順序排除故障。

圖1 衛星信號源系統框圖

2.1.3 故障檢修

故障檢修按如下步驟順序進行。

（1）到衛星接收天線處，用備用衛星接收機、原有高頻頭和備用饋線搭建成一個簡易接收系統，設置好參數，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，則進行下一步操作。

（2）恢復原有狀態，到功分器信號輸入端，拔出原信號傳輸線，接入備用衛星接收機，設置好參數，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，并進行修復；若有信號，且滿足接收條件，則進行下一步操作。

（3）跳過功分器，用高頻頭直接將衛星信號連入衛星接收機，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，則繼續進行下一步操作。

（4）將原衛星接收機更換為備用衛星接收機，設置好參數，查看是否有信號。若有信號，則判斷原衛星接收機有故障，再進一步判斷高頻頭提供電源的部分是否出了故障。

2.2 某一套節目無衛星接收信號

2.2.1 故障現象

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

2.2.2 故障點判斷

按照衛星信號源系統框圖（如圖2所示），可分析出故障是功分器至對應重慶之聲衛星接收機之間的幾個故障點引起。可能的原因有衛星接收機死機、功分器分支口損壞、功分器至衛星接收器饋線有故障以及衛星接收機故障。

圖2 重慶之聲廣播節目衛星信號源系統框圖

2.2.3 故障檢修

故障檢修流程如圖3所示。

圖3 衛星信號源系統故障樹狀分析

具體的檢修操作步驟如下。

（1）關掉該衛星接收機電源，重啟試機。若運行正常，說明是衛星接收機死機引起（此情況發生概率比較多）；若故障依舊，則進入下一步。

（2）采用交替法，將解調重慶之聲分支口饋線與能正常解調信號的分支口交換。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，則進入下一步。

（3）采用替換法，更換功分器至解調重慶之聲衛星接收機的饋線。若試機正常，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，則進入下一步。

（4）更換一臺備用衛星接收機，設置好對應參數，試機。若正常則故障解決。

3 故障排除注意事項

在進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，一定要關閉對應的衛星接收機。

（2）應保證新更換的高頻頭安放在與原高頻頭相同的位置。調試好極化和焦距，接好系統后，衛星接收機會顯示有場強和信號質量，此時繼續微調高頻頭，一直調節到和原高頻頭相同的場強與信號質量。

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

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

4 結 語

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