高频头简介
高频头LNB（Low Noise Block）学名高频调谐器，又称降频器；它是由低噪声放大器LNA（Low Noise Amplifier）、低噪声下变频器LNC（Low Noise Converter）组成；其中的LNC则是由混频器、本机振荡器构成。高频头首先将卫星传来的极其微弱的C或Ku波段的信号（3.4～4.2GHz或10.7～12.75GHz）经LNA放大，然后在混频器中将收到的信号频率与本机振荡器产生的本振频率相减，使得不同频段的高频率信号转换为适合卫星接收机处理的、统一频段（950～2150MHz）的中频信号，以利于同轴电缆的传输及卫星设备的解调和工作。
高频头的种类
高频头按结构形状划分，可分为单极化分体式和双极性馈源一体化（LNBF）两种，其中双极性馈源一体化高频头种类较多，按本振方式可分为单本振和双本振两种；按输出端口可分为单输出、双输出、多输出等。
一、单极化分体式
单极化分体式高频头的波导腔体里只有一个极化振子，也称极化针（见图1），只能接收一种极化信号，如要接收另一种极化信号，需将高频头旋转90°。单极化高频头的内部由于没有极化转换电路，因此信号耗损较小，增益和稳定性较高，多用于工程系统上。
由于单极化高频头采用的是分体式结构，需配装馈源（见图2），馈源输出端是通过法兰盘和高频头连接的，法兰盘都是按标准尺寸制造的，C波段馈源的法兰盘外形呈矩形，内径也为矩形，长×宽为58.2mm×29.1mm；Ku波段馈源的法兰盘外形呈正方形（见图3），内径为矩形，长×宽为19.1mm×9.5mm。两种馈源内径的长宽比均为2∶1。
常用的C波段单极性高频头如GARDINER（嘉顿）3605（见图4）、ASK BC213（见图5）等性能都不错，增益在65dB左右，这样在室内机距离接收天线较远时，接收信号衰减会小一些。
Ku波段单极性高频头，常见的有PBI PLK-900（见图6）。
二、双极性单本振单输出高频头
双极性高频头内部有两个互相垂直的探针（见图7），分别接收水平（H）、垂直（V）信号，其间还有一个横棒，为隔离针，起极化隔离作用。双极性单输出高频头是将13/18V电子切换开关电路引入到腔体内部，自动识别接收机通过馈线送来的电压高低，是18V还是13V，以便选择水平还是垂直的极化探针工作，从而达到双极性单输出的目的。
C波段双极性高频头一般可选用常见的PAUXIS（普斯） PX900（见图8）、PBI Tubro-1800（见图9）、百昌OS222（见图10）等产品，本振频率均为标准的5150MHz。
Ku波段双极性高频头均采用标准中心馈源环聚焦式一体化设计，品种型号很多，如常用的直头ASK Ku07（见图11），用于正馈天线的PBI Gold 1040PF（见图12）。
三、双极性双本振单输出高频头
C波段双极性双本振单输出高频头，采用5150MHz、5750MHz两个本振频率对H、V极化信号作分开处理，在3.6～4.2GHz范围内的两个极化信号就被分别变频为950～1550MHz和1550～2150MHz内互不重叠的中频频率，从而实现共用一根馈线中传送，配合接收机可同时接收到两个极化的信号。
双本振高频头多用于卫星中频分配系统或CATV前端工程系统中，一个高频头可以通过功分器向多台接收机提供无干扰接收，常用的C波段双极性双本振单输出高频头有PAUXIS PX-1200、PBI Tubro-2100等（见图13）。
Ku波段双极性双本振单输出高频头常见的有9.75/10.60GHz或9.75/10.75GHz两个本振频率，内置0/22k切换电路，通过卫星接收机输出的0/22kHz脉冲来分别选择其低、高本振，同时还可用卫星电视接收机的13/18V电压切换水平或垂直极化的卫星信号，实现Ku波段节目全频带接收。
常见的Ku波段双极性双本振单输出高频头如用于正馈天线的ASK Ku50、弯头（又称L形头）PBI Gold 1040L10M（见图14）等。
四、双极性单本振双输出高频头
双极性单本振双输出高频头有两种类型，一种是高频头采用两块独立电路做在同一印制板上，稳压电路和振荡电路为共用电路，并共用一副馈源和探针。它能够同时接收双极化卫星信号，并分两路独立输出，每路均可进行水平、垂直切换，互不影响，信号损耗极小，参数稳定性高。如Ku波段用的PBI Gold-2050 （见图15）。另一种是水平、垂直极化分别通过两个端口输出，每一路端口只能选择其中的一种极化信号，但配合二进（H、V）四出或二进六出等切换开关，也可为四台、六台等数字卫星接收机提供无干扰接收信号，如C波段用的PBI Turbo-2200（见图16）。
五、复合高频头
为了增强高频头的波段及端口接收功能，缩小其安装体积，市面上出现了一种复合高频头，常见的有如下几种。
将C波段高频头和Ku波段高频头制造在一起，可完成一颗卫星上所有的C、Ku波段信号的接收，如PBI Tubro-4200（见图17）是将一个本振为5150MHz的双极性单输出C波段高频头和一个本振为10.75GHz的双极性单输出Ku波段高频头组合而成；又如PBI Turbo-4400（见图18）则是由C波段双输出高频头Turbo-2200和Ku波段双输出高频头Gold-2050组合而成，它集C、 Ku波段的水平、垂直极化的接收功能于一体，具有四个独立的输出端口。
Ku/Ku复合高频头是将两个性能参数相同的Ku波段高频头做成一体，共用一个端口，可通过一面天线来完成两颗相接近卫星Ku波段信号的接收。如雷霆BOLT-21双星高频头（见图19），内含有DiSEqC切换短路，使用者用它配合一面偏馈天线即可接收146°E和138°E两颗卫星上的所有Ku波段节目（当然所收视两颗卫星的落地场强要满足接收要求）。
高频头主要参数
高频头的主要参数有如下几种：
1.输入频率（INPUT）：即高频头接收卫星发射信号的下行频率。
2.输出频率（OUTPUT）：输入信号的下行频率经高频头内部电路降频后，再由自身端口输出的中频频率。
3.本振频率（LO）：高频头内部的本机振荡器产生的固定频率。
以上参数对应关系见附表。
4.噪声（Noise Figure）：为放大器输入端和输出端信噪比的比值，表示信号经高频头后损失的信噪比，它对接收系统整体性能起着重要的作用。噪声特性以噪声系数或噪声温度来描述，C波段用噪声温度TLNB（°K）表示，如25°K、17°K等；Ku波段用噪声系数NF（dB）表示，如0.8dB、0.6dB等，其数值越小越好。
5.增益（Gain）：为弥补线路衰减及噪声影响，高频头必须具有较高的功率增益。一般要求大于60dB。
6.输出电压驻波比（Output VSWR）：表示匹配传输情况； 驻波比过大，会引起较强的反射，降低传输功率及稳定性，通常要求比值小于2.5。
高频头选购注意事项
1.应选择噪声温度低、本振相位噪声小、本振频率稳定度高、动态增益大的高频头，在接收卫星数字信号时，本振相位噪声和本振频率稳定度对接收信号质量至关重要。一些质量次的高频头在使用中会产生信号不稳、若隐若现，有的频段好、有的频段差，甚至一些频段收不到的现象。另外同一品牌不同批次的高频头质量也还有差别，应通过实际接收来选购。
2.高频头的输入频率范围应与信号的下行频率范围相适应，使其本振频率与所接收卫星信号的全部下行频率之差值，正好全部落在接收机的工作频率范围内。
3.一般来讲，单极化单输出高频头比双极性单输出高频头有更高的增益，单波段高频头比C/Ku复合头有更高的增益，因此在采用复合头选择接收天线时，应注意比一般的配置提高一个档次，如原来采用1.5m天线的则需要改用1.8m的天线。
馈源简介
馈源也称集波器、馈波器，叫法较混乱，通常说的馈源是指馈源盘，馈源系统则是馈源盘、极化器和过渡波导的总称，有时也简称为馈源；图20为分体式馈源结构图。
馈源系统是天线系统中重要部分，主要功能有两个：一是为抛物面天线提供高效的信号会聚（针对信号接收来讲）；二是对接收的电磁波进行极化。
由于Ku波段接收对馈源系统的精度要求更加严格，目前Ku波段均采用一体化馈源（见图21），即将馈源系统和高频头加工在一起。采用一体化馈源的优点是：能够彻底地避免传统上分体式高频头与馈源连接部位因机械加工误差而引起的增益损失，此外安装方便，性能稳定，一致性好。
馈源盘
馈源盘又称馈源扬声器，天线常用馈源盘形式有角锥扬声器、圆锥扬声器、开口波导和波纹扬声器等。前馈馈源常采用波纹扬声器，又称波纹盘；后馈馈源常用介质加载型扬声器，它是在普通圆锥扬声器里面加上一段聚四氟乙烯衬套构成的。
1.平面波纹盘
用于正馈天线的波纹盘呈水平状，有普通的两环平面波纹盘（见图22），也有三环平面波纹盘（见图23、图24），四环平面波纹盘（见图25），但不常见。
2.梯形波纹盘
用于偏馈天线的波纹盘呈梯形漏斗状，爱好者常用此波纹盘配合C波段高频头，小型偏馈天线接收C波段信号，并称之为高效馈源；实则是C波段偏馈馈源，是专门为用在偏馈天线上接收C波段信号而设计的，其原理和Ku波段一体化LNB上的馈源一样（见图21），配合偏馈天线，能最大程度地吸收由天线面反射来的信号，提高集波效率。
常见的梯形波纹盘有三环的（见图26、图27），还有采用五环的（见图28）。
3.复合波纹盘
为了能够进行相邻卫星间的双星接收，市面上出现了一种双星复合波纹盘，采用一次压铸成形（见图29），常用于一面天线接收100.5°E和105.5°E两颗卫星的C波段节目，如百昌的OS226的双星接收系统（见图30），它是由一个内置0/22k切换电路的主收高频头OS226-1和副收高频头OS226-2及连接馈线组成，可接收经度相差在5°以内两颗卫星上的C波段信号。
极化器
现代卫星电视为了扩大传输容量，采用两个不同方式的极化波相互隔离的特性来传送不同的节目，即频率复用。在馈源系统中，采用极化器的目的就是为了实现双极化接收。极化器采用90°移相器作为控制馈源系统的极化方向，选择与卫星电视信号一致的极化波，抑制其他形式的极化波，以获得极化匹配，实现最佳接收。
常用的双极化馈源有两种类型，一种是馈源的两个法兰盘位于同一个平面上（见图31、图32），而另一种是馈源的两个法兰盘位于相互垂直的平面上（见图33、图34）。
Ku波段双极化馈源（图35、图36），此外还有将C、Ku波段双极化馈源安装在一起的组合式馈源（见图37、图38）。
过渡波导
过渡波导的作用是固定极化方向，以便于高频头连接。由于卫星电视发射信号具有极化性质，接收天线必须与发射天线具有相同的极化和旋向特性，以实现极化匹配，从而接收全部能量。若部分匹配，则只能接收部分能量。根据数学理论，一个线极化波可以分解为两个旋转方向相反的圆极化波；一个圆极化波也可分解为相互正交的线极化波，所以接收线极化波的天线也可接收圆极化波，接收圆极化波的天线也可接收线极化波，但会有3dB的能量衰减。因此应根据接收信号的波长、频率特性，选择过渡波导的尺寸大小和波导类形（圆形或矩形波导）。
在实际应用中，常采用圆矩变换器装置，因为单极化分体式高频头的输入端为矩形波导，需在馈源内部设有一个圆矩变换器，将圆形波导逐步地过渡到矩形波导。同时为了减少反射，保证阻抗匹配，在圆矩变换器内设有阻抗变换器，它是由两段长度为λ/4的过渡段组成，采用圆矩变换器之后，改变了波导的形状，保证了阻抗匹配，同时也有利于极化方向的稳定。
采用圆矩变换器装置，既可收圆极化信号又可收线极化信号。当接收为圆极化波下行信号时，只要插入极化介质片，就可以进行圆-线极化转换；去掉介质片，即可接收线极化信号，两者可以兼顾（见图39、40）。
对于使用普通的线极化的高频头，想要接收圆极化信号，可采用自制极化片的方法，如C波段高频头，可插入一个有机玻璃作为介质片（见图39）；Ku波段高频头，则可插入一个打包带（见图40），便可完成线-圆极化转换。
文/沈永明