頻譜分析儀在衛(wèi)星接收中的應用

作者：admin??????時間：2020年05月09日

• 頻譜分析儀是在頻率域?qū)π盘栠M行分析、測量的儀器。在對衛(wèi)星信號的監(jiān)測方面尤其便利。

• 諸如一個轉(zhuǎn)發(fā)器上有多少節(jié)目(載波)，每個載波占據(jù)的帶寬，信號的功率電平，有無反極化干擾，有無異常干擾，有無互調(diào)信號，等等，都可以清晰地顯示出來。

• 通過觀察下行信號的頻譜，可以方便地調(diào)整接收天線的指向和極化角，從而使天線準確地對準衛(wèi)星，提高接收質(zhì)量。

• 首先簡單介紹一下頻譜分析儀的工作原理。

• 第一本振受掃描斜波發(fā)生器的控制，它是一個掃頻本振，也就是說它的輸出信號是在一定的頻率范圍內(nèi)是連續(xù)地、線性地變化的。變化的快慢即掃描速度當然也受斜波發(fā)生器的控制。

• 由于第一本振是掃頻的，輸入的被測信號經(jīng)過第一變頻器之后，每個頻率點的信號都被“提取”了一次，經(jīng)過后面電路的處理，最終使輸入信號的頻譜得以顯示。

• 采用掃描式本振的效果，是在被測的頻率范圍上產(chǎn)生了一個掃描“窗口”，這個窗口掃過了每個被測的頻點，將信號的頻率成份依次展示出來。

• 設定的窗口掃描范圍(即Fend-Fstart)稱為掃描跨度(SPAN)，掃描窗口的寬度也就是可調(diào)帶寬濾波器的帶寬稱為分辨率帶寬(RBW)，窗口掃描一次所需的時間稱為掃描時間(SWEEP TIME)。要想看某個大頻率范圍內(nèi)的信號頻譜，可將掃描跨度選得大一些，反之則選小一些。

• 分辨率帶寬應根據(jù)所觀察信號的帶寬來確定，特別是在兩個被測信號頻率靠得較近時，如果分辨率帶寬偏大(分辨率偏低)，則頻譜儀可能無法分辨這兩個信號。

• 掃描時間的選擇應根據(jù)測試的內(nèi)容來定。

• 比如正在根據(jù)信號的強弱來調(diào)整天線，則掃描的速度應快一些(縮短掃描時間)，這樣便于迅速發(fā)現(xiàn)信號頻譜電平的變化。

• 在衛(wèi)星信號接收中，頻譜分析儀的接入方法通常有兩種。

• 一是接至LNA(低噪聲放大器)之后；二是接至LNB(低噪聲變頻器)之后。

• 接至LNA之后所看到的是C(或Ku)波段的信號。

• 接至LNB之后看到的則是L波段的信號。

• 需注意的是，由于LNB是通過傳輸電纜供電的，頻譜分析儀不能直接接到LNB上，而是需要借助一臺接收機來供電，或是另設供電電路。

• 頻譜分析儀在衛(wèi)星地面接收中的應用如下：

• (1)觀察某個極化上的所有信號

• 這是用來觀察所接收衛(wèi)星上某個極化(垂直或水平)上所有的信號。

• 此時的掃描跨度應不低于500MHZ，所看到的是一組較窄的譜線。

• (2)觀察某個轉(zhuǎn)發(fā)器上的信號狀況

• 這是指觀察某極化上某個轉(zhuǎn)發(fā)器的信號狀況。

• 如果是SCPC方式，可看清每個信號的細節(jié)，如功率電平，占有帶寬，甚至可以計算每個載波信號所占轉(zhuǎn)發(fā)器總功率的比例。

• (3)精確調(diào)準天線的指向和極化傾角

• 每顆衛(wèi)星都有自己的信標信號，這是一個單一頻率的幅度穩(wěn)定的正弦波信號。

• 借助于頻譜分析儀可以清晰地觀察到接收的信標信號的電平大小，從而調(diào)準天線的指向和極化傾角。

• 由于信標信號往往只安排在某一個極化上，所以，先在這個極化方向上進行接收，仔細地調(diào)整天線，從頻譜儀上找到信標信號最大點，這時的天線可認為已經(jīng)相當精確地對準了衛(wèi)星。

• 再在與之正交的極化方向上觀察接收到的信標信號，仔細地轉(zhuǎn)動饋源喇叭，使信標信號達到最小，就說明極化傾角也已調(diào)整好。

• (4)觀察高頻頭(LNB)本振的準確度

• 高頻頭在使用一段時間之后，本振頻率會發(fā)生偏移，嚴重時可偏移幾兆赫，這對數(shù)字信號的接收會產(chǎn)生一定影響。

• 使用頻譜儀可以直觀準確地發(fā)現(xiàn)這一問題。

• 比如，某C波段衛(wèi)星的信標為3699MHZ，高頻頭的本振為5150MHZ，則變頻后的信標應位于為5150-3699＝1451MHZ。

• 在頻譜儀上使用標記對準這一信標，看標記的頻率是多少，該標記頻率與正常頻率的差值就可認為是高頻頭本振的偏移量。

• (5)分析LNA和LNB的性能

• 用頻譜儀還可以觀察分析LNA和LNB的一些性能，如頻響、互調(diào)等。

• 在頻譜儀上常常發(fā)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)發(fā)器下行信號的幅度相差較大，通常情況下這并非星上轉(zhuǎn)發(fā)器的原因，而是LNA或LNB的幅頻特性不好。

• 另外常見的現(xiàn)象是由于放大電路的線性不好而產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物。

• 頻譜儀上顯示的是某個轉(zhuǎn)發(fā)器的下行信號，但在最高端出現(xiàn)了一個異常包絡，且維持了較長時間，在更換了LNB之后，這個包絡就消失了，由此斷定，該包絡是LNB中產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物。