DVBS/S2在数字电视系统中的应用 三 （LNB介绍）

DVBS/S2在数字电视系统中的应用 三 （LNB介绍）

老谢在前面两篇文章中（如下），都有提到LNB这一概念。
DVBS/S2在数字电视系统中的应用 一 （DVBS/S2接收系统Block Diagram）
DVBS/S2在数字电视系统中的应用 二 （DiSEqC/SingleCable的接法）
那LNB到底是一个什么玩意？
在这片文章中，老谢就和大家来好好聊聊。

一，什么是LNB？

LNB（Low Noise Block down-converter），低噪声下变频器。悬架于“锅”表面上方，用于接收锅面反射的卫星信号。

1. 其功能是将由馈源传送的卫星信号经过放大和下变频，把Ku或C波段信号频谱搬移到L波段，然后经同轴电缆传送给卫星信号接收机（如DVBS机顶盒，电视等）。

2. 因卫星讯号在抵达天线（锅）前已相当微弱及同轴电缆传输的频率越高讯号损耗越大，所以才需要LNB来做改善（低噪放大）。

3. LNB的工作流程，先将卫星高频讯号放大至数十万倍，再利用本地振荡电路（LO）将高频讯号转换至中频950Mhz-2150Mhz，以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调。

4. 有图有真相
   

   

二、LNB的种类

Background:

提到LNB，不得不提到四个概念：高本振，低本振，水平极化，垂直极化。这样就出现四种组合，即：
a. 高本振水平极化，HH
b. 高本振垂直极化， HV
c. 低本振水平极化，LH
d. 低本振垂直极化， LV

关于极化的概念，本文后面会提到。基于这样一个background，继续看LNB的分类问题，

根据着重点不同，LNB的分类方式也不同。例如，按本振及极性来分的话，可分为“单本振单极性”、“单本振双极性”、“双本振双极性”等等。听上去，晕吗？

但是，根据老谢这些年处理DVBS现场应用问题的经验来看，个人认为按如下的方式来分类是最符合IT人士的脾气：

1. 单输出LNB

如上图示图，只有一个接头，这种LNB，在同一时刻只能输出HH/HV/LH/LV中的一个组合。

2. 四输出LNB
前文中，第一幅图就是四输出LNB。和单输出LNB相比，这类LNB可以同时输出HH/HV/LH/LV的信号，每一个出头分别对应四个组合之一。

这样的分类方法，是基于DVBS/S2实际应用接法的不同来分类，在DVBS/S2在数字电视系统中的应用 二 （DiSEqC/SingleCable的接法）中能体现出来。

三、DVBS/S2频率之间的关系

表一：

咱们提到的卫星信号，其所占用的频段，通常分布在C波段和Ku波段

1. C波段：3.4G~4.2G，共计约0.8GHz（800MHz）的带宽
2. Ku波段：10.75G~12.75G，共计约2GHz（2000MHz）的带宽

可以确认的是，接收机所能接收的频率范围是950MHz~2150MHz（大约1G的range）。试想，对于C波段的800MHz带宽，接收机是能够完全覆盖的；而对于Ku波段的2GHz的频率范围，是没有办法在同一时刻全部传送到接收机的（因为接收机最多能吃1GHz左右的频率范围）。

那如何才能解决这个矛盾呢？
这就不得不引入双本振的概念，即低本振和高本振。为了更为简单的理解这个问题，老谢就以如下这个情况来解释。

低本振 Low LO = 9750MHz，高本振 High LO = 10600MHz，这样，我们就可以将2GHz的Ku波段切分出：

1. (10.75G~11.7G) –> IF = RF - Low LO –>(1000M~1950M)，正好落入950~2150M的范围以内。
2. (11.7G~12.75G) –> IF = RF - High LO –>(1100M~2150M)，正好落入950~2150M的范围以内。
   其中，IF即进入接收机接头处的信号。

同理，我们可以用相同的思路去分析表一中的全部情况，自助哦……

有一点，必须要注意：

Ku： 中频 = 频率 - 本振，即 IF = RF - LO
C ： 中频 = 本振 - 频率，即IF = LO - RF

四、对LNB的控制操作

0/22K控制高/低本振
18V/13V控制水平/垂直极化

极化：

1. 极化分水平极化，垂直极化，也可分为左旋圆极化和右旋圆极化，我们只谈水平和垂直极化即可。
2. 卫星信号的波束的传播方式，一种是和地面垂直的波束(电场强度)，一种是和地面水平的波束，这两种波速是通过卫星极化后得到的，所以叫垂直极化波和水平极化波 。
3. 水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，保证了信号的有效传播。
4. 对于LNB，其内部有一极化振子。供给LNB的电压不同（13V or 18V），振子的方向呈90度旋转，使得相应极性的极化波进入LNB，进而传输到接收机。所以，对于单输出LNB，同一时刻只能输出一个极性的卫星信号，要么水平方向，要么垂直方向的信号。

综上所述，我们可以得知：

1. 对于单输出LNB，接收机通过同轴传输线输出0/22K以控制LNB内部之高/低本振工作，同时输出13/18V信号控制选择相应垂直/水平极性的信号。
   
2. 对于多输出LNB，接收机不会直接控制操作LNB。而是通过0/22K、13/18V控制DiSEqC or Single cable device来选择四种组合之一（LH,LV,HH,HV）进入接收机。
   

老谢认为，LNB介绍到这里，基本够了。如果你有任何问题，也可以私信老谢。

itxiebo
20160409