2011年8月27日星期六

最简单的对抗DNS污染的方法

GFW的DNS污染只对UDP协议的DNS查询有效,对TCP协议的DNS查询无效,我们只需要使用TCP协议来查询DNS就可以了。


在Windows下,使用nslookup命令时加上-vc参数就可以强制使用TCP协议而不是UDP协议进行DNS查询。例如查询encrypted.google.com,输入命令nslookup -vc encrypted.google.com 8.8.8.8进行DNS查询就可以得到正确的查询结果,下一步就是把结果加入hosts文件。nslookup命令的用法我在这里就不多说了,唯一要多说的是不要使用中国的DNS服务器查询就行,推荐Google DNS和OPEN DNS。

至于如何让强制让系统使用TCP协议来查询DNS,我就不知道了,如果哪位大侠知道该怎么做,请指点一下。

更新:已经有高手找到怎么让系统强制使用TCP协议来查询DNS了。
http://www.bingtech.net/wordpress/?p=233
 
转载:http://zhangxin1989.blogspot.com/2011/02/dns.html

2011年8月26日星期五

什么是模拟信号?什么叫数字信号?


什么是叫模拟信号?
信号在时间和数值上都是连续变化的信号称为模拟信号.模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息,其信号的幅度,或频率,或相位随时间作连续变化,如目前广播的声音信号,或图像信号等。
什么叫数字信号?
数字信号指幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小,易于有数字电路进行处理,所以得到了广泛的应用。
数字信号的特点
(1)抗干扰能力强、无噪声积累。在模拟通信中,为了提高信噪比,需要在信号传输过程中及时对衰减的传输信号进行放大,信号在传输过程中不可避免地叠加上的噪声也被同时放大。随着传输距离的增加,噪声累积越来越多,以致使传输质量严重恶化。?

对于数字通信,由于数字信号的幅值为有限个离散值(通常取两个幅值),在传输过程中虽然也受到噪声的干扰,但当信噪比恶化到一定程度时,即在适当的距离采用判决再生的方法,再生成没有噪声干扰的和原发送端一样的数字信号,所以可实现长距离高质量的传输。?

(2)便于加密处理。信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理的比模拟通信容易得多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密、解密处理。

(3)便于存储、处理和交换。数字通信的信号形式和计算机所用信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储、处理和交换,可使通信网的管理、维护实现自动化、智能化。?

(4)设备便于集成化、微型化。数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小、功耗低。?

(5)便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。另外,电话业务和各种非话业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网。?

(6)占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4kHz带宽,一路数字电话约占64kHz,这是模拟通信目前仍有生命力的主要原因。随着宽频带信道(光缆、数字微波)的大量利用(一对光缆可开通几千路电话)以及数字信号处理技术的发展(可将一路数字电话的数码率由64kb/s压缩到32kb/s甚至更低的数码率),数字电话的带宽问题已不是主要问题了。

以上介绍可知,数字通信具有很多优点,所以各国都在积极发展数字通信。近年来,我国数字通信得到迅速发展,正朝着高速化、智能化、宽带化和综合化方向迈进。? 
模拟信号和数字信号的区别:
模拟信号与数字信号

       不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输:模拟数据一般采用模拟信号(Analog Signal),例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波),或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示;数字数据则采用数字信号(Digital Signal),例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1,用恒定的负电压表示二进制数0),或光脉冲来表示。 当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时,电磁波本身既是信号载体,同时作为传输介质;而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时,它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时,一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来,才能将信号从一个节点传到另一个节点。

数字电视条件接收系统(CAS)的发展趋势

本文贯穿史今,介绍了以智能卡CA为代表的数字电视CAS系统的形成、发展、现状,以及这种现状长期以来给数字电视技术带来的影响,并针对这些影响,根据技术发展的趋势论述了一个探索性的观点――软硬件分离,以及实现软硬件分离可以给数字电视行业带来的益处。
      上世纪90年代欧洲人开始制定数字电视DVB标准,至今已历时10多年。本来在DVB中与条件接收相关的标准并没有定义一定要使用智能卡,可是由于受当时技术条件限制,智能卡CA技术占据了主导,且逐步形成了数字电视CA=智能卡CA的观念,以及伴随这一观念产生的传统商业和技术模式,以至于智能卡CA的 CW能被共享的安全缺陷被说成是DVB标准中的缺陷。随着时间推移和技术进步,智能卡CA的弊端和传统商业模式对数字电视发展的制约和造成的危害也逐渐显现,为此,不少有识之士为革除这一弊端、促进数字电视发展进行了有益探索。本文作为这种探索的一个观点与大家分享。
      中国数字电视技术突破传统、鼓励创新,是广电运营商摆脱被动进入良性发展的关键。
一、数字电视条件接收系统(简称CAS)的起源
      国内数字电视的条件接收CAS技术参照十多年前源自欧洲的DVB标准,世界上其他数字电视标准也是参照的DVB标准,例如日本的ISDB、北美的 ATSC,与DVB标准不同的仅仅是信道传输部分,后端信源解码和CAS的标准与DVB标准基本相同。所以,现在数字电视的后端标准以及CA技术全世界是一样的。
      基于DVB标准的数字电视芯片也同样起源于欧洲,最初的DVB-SIM同密标准是不开放的,参与制定该标准的欧洲公司近水楼台先得月,所以国外最早的CA 公司均来自于欧洲。随着欧洲的DVB标准被世界各地采用,欧洲CA公司的市场扩展到了全世界,在最初的几年时间内,几乎垄断了整个世界的数字电视条件接收技术市场,逐渐形成了大家熟知的商业和技术模式,至今仍影响着世界数字电视条件接收CAS市场和整个数字电视产业链,造成了机顶盒的混乱,对中国广电运营商的影响尤其严重。
      最初的数字电视CA技术也有无卡方式的,主要是用在卫星接收工程机上。随着市场的发展,机顶盒开始进入大众消费领域,而CA技术是面向运营商,不同的市场方向导致CAS逐渐形成了独立的数字电视技术分支,当时的MCU运算能力有限,而解密算法又不能太简单,设计一个能在运算能力差的MCU上快速运行的算法不是件很容易的事,能够保护运行这种算法并方便单独贩运的器件,非智能卡莫属,成了当时数字电视CA的首选。于是,CA的安全就建立在智能卡对算法的保密性上。尽管这种安全基础比较脆弱,很多CA屡遭破解,结构上存在无法克服的技术缺陷,但由于所形成的商业模式被多数运营商和机顶盒厂家所接受,至今仍然是市场主流。
二、数字电视CAS系统商业模式的形成
      10年前,数字电视技术还是一个相当新的技术,不论芯片、软件还刚刚起步,数字机顶盒硬件非常复杂,线路板比现在的PC机主板还要大,上面大大小小的芯片密密麻麻,当时即使在欧美,也只有那些大公司才有实力研究数字电视技术。直到现在,数字电视还是一项较综合的系统技术,技术人员十分匮乏。所以在当时的情况下,由一家公司来开发完成既针对机顶盒市场又针对运营商CAS市场的各种软件是很难想象的,大家只能分工协作,由多家厂商共同完成,并逐渐形成了现在的商业推广模式:
      当某个运营商选择了某家CAS,给该运营商供应机顶盒的所有厂家都要集成这家CA,并向其交纳集成测试费用。
如果某家CA公司的CAS被多家机顶盒厂商集成,又有利于这家公司向运营商推销其CA,采用该CAS的运营商也就越来越多,也就会有更多的机顶盒厂家跟进集成这家公司的CA。这样一来,CA软件通过机顶盒厂家的集成,与种类繁多的机顶盒硬件就捆绑在了一起。因此,较早被采用的CA就会迅速形成垄断,甚至间接控制了运营商的命脉。如果当初没有广电总局要求同密国产CA的政策,打破国外CA公司的垄断,可能就没有了目前国内CA公司的辉煌,也说明管理层的决策对产业的影响力。 
      这就是传统数字电视封闭商业模式的由来。由于我国数字电视技术是借鉴欧洲标准,我们在引进技术的同时也把这种商业模式引了进来。这种模式后来逐步增加到数据广播和其他增值应用中,不仅没有得到改变,反而变得更加复杂,更加封闭。这种封闭的商业模式是以较深较复杂的技术为背景的,运营商很少有这样高深的技术判断能力,对这种商业模式只能被动的适应,使得这种封闭的商业模式又得到了进一步的发展与加强。在这种封闭的商业模式下,上游产业链各方利益除在头端软、硬件上体现外,更集中体现在机顶盒上,致使机顶盒成本居高不下。
      中国广电由于其公益性质决定属保本微利经营,基本没有什么积累,很多运营商因为数字化而背上了沉重的债务包袱,随着CA安全隐患的显现,严重制约了广电的良性发展。
三、数字电视CAS市场及技术现状
      条件接收CAS、浏览器、其它增值应用等实际上都是应用软件,传统商业模式下,分别由不同的软件公司提供,通过众多机顶盒厂家将这些软件集成组合到种类繁多的机顶盒上,然后,这些公司再联合向运营商推销。按照传统的商业模式,运营商在选定了CA、浏览器等前端软件后,再选择机顶盒。在这个过程中,运营商选择机顶盒的标准主要是看机顶盒厂家的规模和业绩,单方面认为这样就可以保障机顶盒的售后服务,很多运营商忽视了机顶盒不仅仅是一个硬件设备,重要的售后服务更体现在软件上。如果运营商选择的机顶盒混乱,当发现所用CA出现安全隐患的时候,除了必须更换智能卡外,还需要对机顶盒软件进行升级,当涉及到的机顶盒厂家很多的时候,这将是一个庞大的工程,几乎不可能完成,除非连机顶盒一起换掉。所以,当发现所采用的CA出现像CW共享这样的安全隐患时,CA公司基本上束手无策。同样,也是由于机顶盒混乱,在运营商打算增加增值应用的时候,也几乎变成了不可能,为未来经营、应用开发和服务埋下了严重隐患。中国的数字电视运营商在技术上处于弱势,所采用的CA标准不一样,很容易被看似市场化的CA公司和机顶盒厂家的联合推销分割包围,形成一个个市场孤岛。在中国数字化进程中,运营商为此付出沉重代价已是不争的事实。为了解决这个难题,很多有识之士进行了积极探索,付出了艰辛的努力,提出了各种解决办法。
      有的人首先想到了中间件,中间件没有一个固定的定义,普遍理解为是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务。但是早期广电行业有些技术人员普遍从台式机、服务器系统平台上来理解中间件,在当时机顶盒芯片性能还很差的情况下,数字电视需求有很强的理想主义色彩,希望在机顶盒上实现很多功能,想让基础应用、CAS、数据广播、其它增值应用都基于中间件之上,结果让人大失所望。归根到底,数字电视技术不同于台式机及服务器的嵌入式系统,运算能力及资源有限,把台式机上一些概念放到机顶盒上,无异于期望把一辆自行车改造成一台摩托车,最后还是要回归理性,还是要基于机顶盒芯片性能的提高,将中间件主要用于双向互动。
因为移动通讯手机的智能卡和主机实现了机卡分离,方便了运营,所以就有更多的人寄希望于机顶盒也能机卡分离,认为只要实现了机顶盒的机卡分离,就可以使机顶盒变得通用,成本降低,加快数字电视的发展。这就是长久以来,大家寄希望于数字电视CA“机卡分离”的原因。
四、机卡分离的尝试
      首先,数字电视的“机卡分离”概念很大程度是参照手机行业的“机卡分离”。但数字电视和通讯手机行业的“机卡分离”有着很大的不同,很多人对电信的“机卡分离”有误解,主要是加密体制的问题。
      在手机通讯中也有加密解密的过程,但移动通讯加密有明确详尽的标准,并且通信的加密算法和密钥不在智能卡里,而在手机和基站内,智能卡仅作为身份识别和存号码之用,计费和授权系统是在电信的机房里而不是在智能卡里。移动通讯过程中,手机每切换一个蜂窝,都要更换对音频流的加密密钥,其保密水平比数字电视 CA还要高。
      正是因为移动通讯的加密解密不在智能卡中进行,所以才能够做到机卡分离。而数字电视的智能卡因为含有核心的算法和密钥,以及私有的机顶盒CA通讯接口,要实现机卡分离必须采用不同的思路。
      既然智能卡CA不能通过中间件将其分离出来,机顶盒里的该部分软件仍然只能使用传统的C语言编写。这样,具有强烈私有性的智能卡CA,将软硬件牢牢地捆绑在一起,根本无法从机顶盒中分离。而现实是实施“机卡分离”所付出的成本甚至比机顶盒还要高,并且不能解决CA的全部问题,例如与CA绑定的短信等功能 “机卡分离”就无法实现,更不用说其它广电需要的增值服务了。所以目前只能在价值较高的数字一体机上使用“机卡分离”技术,有“机卡分离”功能的一体机比普通的电视价格高出很多是大家有目共睹的,只能再加上一个成本很高的大卡,将私有的机顶盒CA通讯软件放在里面,以达到机卡分离的效果,这样还不如单独买机顶盒划算。
      其次,在商务和安全上也存在“机卡分离”的阻力。如果实现比较理想的机卡分离,各个CA公司就要把机顶盒和智能卡通讯的保密部分公开出来,这相当于CA公司将自己的一个安全保护伞交了出去,不仅影响将来的市场,也会让已经采用其CA的运营商处于不安全之中。其次,也是最核心的原因,CA公司就是要靠其私有性生存,像电信那样理想开放的机卡分离模式,最终的发展结果是算法和密钥需要由运营商掌握,CA公司就没有了存在的价值。和电信不同,广电的算法和密钥在智能卡中,不但要存储加密算法和密钥,还存储授权信息,还有电子钱包等功能,一旦分离将更不安全。很多智能卡CA的破解就是从分离的大卡中找到的切入点。因此,来自各方的阻力使得数字电视“机卡分离”难以实现。
      总之,“机卡分离”的诉求不能很好地实现,是因为高度私有的智能卡CA的存在,以及需要保密的CW通讯过程,不能彻底把CA从机顶盒中分离出来而做出的一种努力。然而,现在运营商普遍要求CAS的机卡绑定功能,恰恰和“机卡分离”的诉求相反,这也是导致“机卡分离”政策难以实施的原因之一。
有没有更好的解决办法?答案是肯定的。我们可以从推动半导体及IT技术迅猛发展的个人电脑市场中得到启示。个人电脑CPU芯片技术之所以发展迅速,就是因为PC界实行了严格的软硬件分离,让软硬件各自按照自己的轨迹,在各自的专业领域中竞争发展。
五、软硬件分离
      “机卡分离”的终极目标就是软硬件分离,而“机卡分离”的诉求则是因为硬件智能卡CA的存在不能实现“软硬分离”而做出的妥协。
      而这里所说的软硬件分离,是指机顶盒的硬件及运行平台由机顶盒厂家提供,或者仅仅提供硬件生产,不再像以前再对品种繁多的CAS、数据广播、增值服务甚至中间件等软件进行集成,大大降低其软件工作量,专注于高质量硬件平台的生产。CAS、数据广播、增值服务等软件供应商单独针对通用开放的机顶盒硬件平台独自开发软件,开发完成后交由运营商下载使用。基于通用的机顶盒硬件平台,可以有更多的软件公司参与机顶盒软件的开发,这样一来,就可以打破少数CA、数据广播等软件公司的垄断,有利于数字电视事业的良性发展。
      如果不考虑智能卡,CA其实是一种纯应用软件,只不过是其代码受智能卡的保密保护而已。但是,在人们的传统观念中,数字电视CA就是和智能卡联系在一起的。其实加密不一定要用智能卡,例如在我们的台式电脑上运行的SSL协议(SecureSocketLayer,安全套接层),就是我们在进行网上交易时,不需要任何的外部硬件就能对我们的信用卡和个人信息提供较强的加密保护。中间件的定义是相对的,某些情况下甚至也可以称其为应用软件,当作一个软件模块;数据广播、增值应用也是一种软件,那么完全有可能将上述各种软件作为一个个可以单独使用的独立模块,实现纯粹的软硬件分离。
      软硬件分离后,电视机或机顶盒厂家只负责生产不包含CA、数据广播以及其他增值业务的“裸机”,该“裸机”到达各地广电后,再通过数字前端将符合当地广电标准的CA、数据广播等增值软件下载到数字一体机或机顶盒中,完成数字电视软硬件的有机融合。
      软硬件分离后,各个广电可以根据自己的需求把CAS、数据广播、股票广播、VOD等软件交由不同的软件公司单独开发,开发完成后单独升级运行,可以实现最大的开放性及扩展性,每种软件都可以单独更换升级。随着时间的推移,一个个业务模块成功开发出来以后,整个系统的功能越来越丰富,越来越强大。
      软硬件分离后,对运行应用程序的软硬件平台的要求提高了,要有较高的可靠性和稳定性,反倒是对应用软件的要求降低了,因为一旦发现了应用软件的缺陷,可以随时在不影响使用的情况下单独更换升级。
      要实现软硬件分离,首先要面对的一个问题就是,到底数字电视选用哪种硬件,因为无论是什么软件,都是要在硬件上运行,这也决定了整台机顶盒的性能以及将来的网络有没有扩展空间。机顶盒硬件平台的选择是一项技术性很强的工作,需要做详细深入的研究,这一点在IT领域有现成的经验可以借鉴。
      首先PC机硬件是兼容的,在主板方面,各个厂家也是兼容的,既可以安装Intel的CPU,也可以安装AMD的CPU,而Intel和AMD的CPU,其指令系统是X86系统,也是兼容的,都可以运行一样的程序。硬件标准统一了,在CPU芯片厂家之间、套片厂家之间展开了激烈的竞争,PC机硬件性能不断提高,这种由掌握高技术的半导体公司之间的高水平竞争直接推动了半导体芯片技术的高速发展,让“摩尔定律”直到现在仍然有效,我们才能不断以更低的价格买到更高性能的计算机。
由此可以得到启示,就是要选择一种更为开放、功能更强的开发平台,这样参与开发软件的人就可以多起来,运营商就可以有更多的软件选择,甚至自己也可以介入软件的开发,掌握自己的命运。如果这些能变成现实,即使是单向机顶盒,每台都可以变成可以随意控制的终端,相信这是很多数字电视运营商梦寐以求的事情,智能卡CA引起的机顶盒混乱将成为过去。 
      软硬件分离后的硬件部分将是整个数字电视的基础,要求有很高的性价比,能不能满足将来的运营需要,比的是各个机顶盒芯片厂家的硬实力,应该是运营商关注的重点。
      软硬件分离后的硬件生产将变得简单,不需要机顶盒厂家整天围着运营商五花八门的软件需求打转转,降低软件开发和售后服务工作量,从而也降低了机顶盒成本。业有所长,术有专攻,软硬件分离后,可以使得数字电视技术更加开放,让专业的人做其专业的事。软件开发的模式也需要改变,各种软件可以由不同的公司分别开发,而变化最大的应该是CAS了。
六、软硬件分离后的数字电视CAS
      解决数字电视未来的发展问题首先要解决CAS不能从硬件中分离出来的问题,而解决这个问题就必须把CA软件从智能卡的保护中解放出来,要做到这一点就必须抛开智能卡。在智能卡CAS技术中,智能卡的主要作用是保护解密算法及密钥不被泄漏。如果不用智能卡,同样也要解决这个问题。在目前技术水平下,软硬件分离后这两个问题很容易解决。
      软硬件分离后的解密算法及密钥的保护:
      在软硬件分离的框架之下,CA软件可以当作一个单独的模块,可以临时从码流里面下载执行。如果黑客从FLASH或码流里获得CA的信息,只能得到被加密目标码,假设黑客们有足够的人力财力,也要花费半年以上的时间。因为CA是作为一个单独的模块,可以在用户没有察觉的情况下每天都变,没等黑客破解完又变了,所以这种破解没有任何意义,不会对数字电视的安全传输造成影响。假如黑客这时破解的是智能卡CA就彻底崩溃了,直到这种智能卡被替换掉为止,还不能解决CW共享问题。利用这种技术可以根据不同的运营商设计不同的CA,甚至将CA模块的设计交由广电运营商自己去定义,而智能卡CA技术不可能做到这些。
      以前,智能卡保护下CA的保密措施非常关键,关系到该CA的成败以及被保护运营商的利益,也因此运营商在安全性上对CA公司的依赖性很强。然而智能卡CA 并非牢不可破,要解决CW共享的安全缺陷,还必须更换机顶盒。许多运营商特别是卫星直播运营商因为CA被破而无法补救,造成的损失惨痛,就充分证明了这一点。在CA设计上,没有绝对的保密,关键是在算法密钥被破解后能不能有效地补救。
软硬件分离后的硬件克隆保护:
      从上述分析可知,软硬件分离后如有盗版,破解算法乃至破解机顶盒软件都没有意义,唯一的办法就是复制机顶盒。也许有人会问,就像台式电脑兼容机随便运行盗版软件那样,克隆的机顶盒也可以照常使用。其实不然,虽然每台电脑看上去都一样,但每台电脑的CPU、硬盘都有自己不同的唯一的ID号,有的显卡、存 BIOS的FLASH也有ID。也就是说,每一个CPU、每一块硬盘都是不一样的。如果克隆两台完全一样的电脑,你只能要求Intel给你克隆一个 CPU,再要求希捷给你克隆一块硬盘。
      让这两个巨头公司同时做这种事,可能吗?真正能够生产高水平的机顶盒芯片公司,一般也是国际上有名的公司,让他们多个公司同时帮助盗版也是不可能的。所以,选用国际著名公司的机顶盒芯片,就可以避免机顶盒硬件被克隆。再说了,这种克隆要一个一个地进行,谁会为了几百元人民币收视费而兴师动众付出几百万美元巨额代价去一台一台地克隆机顶盒?而且还很容易受到反制。因此,认为无卡CA算法和密钥被破解后,只能更换机顶盒的观点是错误的。
      所以,软硬件分离后的数字电视CAS的安全性取决于半导体公司,而不是现在的CA公司,哪个实力更强、更值得信任已经很清楚了。
七、面对智能卡CA的CW共享安全隐患,只能更换机顶盒
      早期的数字电视智能卡CA在被破解之后,因为没有CW网络共享隐患,可以通过更换智能卡解决。随着网络技术的发展与普及,CW网络共享逐渐成了数字电视盗版的主要方式。CW共享绕过了智能卡CA的所有安全防线,直接将受保护的CW从机顶盒中取出,通过串口或网络扩散出去,面对这种安全隐患,更换智能卡也无济于事,目前唯一彻底解决的办法是发展无卡CA,更换机顶盒。
      随着各地高清节目的开播,高清节目的高收费将是CW共享数字电视盗版的重灾区,在高清机顶盒的选型上,采用无卡CA技术,将是一个未雨绸缪的明智选择。
八、软硬件分离是数字电视CAS的未来
      智能卡CA是一种受保护的数字电视应用软件技术,也因此被蒙上了神秘的面纱,又因特殊的商业推广模式而被人为地神化,给很多运营商造成了巨大的安全隐患,并已经开始制约数字电视技术与产业的良性发展,这已是有目共睹的事实。软硬件分离是数字电视发展的必然趋势,发展无卡CA技术是必由之路,在这种情况下运营商甚至可以自己制定标准,掌握CA技术。
    中国数字电视技术突破传统、进行技术创新,是摆脱被动、进入良性发展的关键。

DVB标准,欧洲人的阴谋?

在CCBN2010的一个研讨会上,遇到一位跳槽去做电视机的资深工程师,和他聊起CA标准的混乱导致电视机厂家不能大量生产一体机时,他感慨万千——中 国人,又一次中了欧洲人的阴谋!对于他的这个观点,我大吃一惊,赶紧问为什么。我听后恍然大悟,认为非常有道理。

他说,DVB标准刚刚制订出来时并不是公开的,需要花费至少2万欧元购买。2万欧元在十几年前可是一个不小的数目,所以,很少人能看到这个DVB标准的技 术细节。但这个时候,对应的芯片已经批量出货,并随着各国数字电视的开播,DVB标准逐渐走向了全世界。随着更多的人对DVB标准的逐渐了解,DVB标准 已不再神秘。但是,数字电视芯片中包含了MPEG2等算法专利,中国企业在向欧美出口机顶盒时,被迫交纳高昂的不合理的专利费用。中国机顶盒厂家的集装箱 频频在欧美海关被查,这让产业界记忆犹新。相关的DVB标准专利也让汤姆逊、飞利浦这些欧洲公司赚得盆满钵满。靠专利公开获得利益,即使很高,也可以理 解。毕竟这样可以激发人类进行创造发明的动力,促使科技进步。这种公开的竞争促使人们进行技术含量更高的发明创造。如果说这种靠公开的发明获取利益是明赚 的话,那么接下来靠加密CA系统赚钱就是暗抢了,甚至严重危害了数字电视产业的健康发展。

加密,顾名思义是一项很隐秘的技术。保密,也就顺理成章地成了加密技术的核心工作。在这种情况下,所采取的一切管理和技术手段都是围绕着如何保密进行的, 保密工作做得越好,对应的CA加密系统就越安全。如此看来,技术和信息封闭是很显然的,也因此产生了严重的信息不对称,给了数字电视加密公司充分的描述空 间,对CA的描述主要单方面来自CA加密公司,因而CA公司在营销过程中欺骗运营商的现象就时有发生。可笑的是,CA加密公司的成功营销,让很多广电运营 商对他们所采用的加密CA系统奉若神明。例如,中国一个大省的广电,在得到了一个非常封闭的CA系统后如获视宝,并以此作为整合地县级广电的理由,此事曾 被当作笑谈流传。

不得不承认,在数字电视技术发展之初,加密CA系统的技术含量还是比较高的,再加上被人为蒙上一层神秘的光环,这就让CA技术显得更加高深莫测。CA公司 非常善于对隐秘的CA技术进行包装,对技术实力弱的广电运营商的影响之深,远超人们的意料。很多运营商都在不知不觉中,进入了CA公司预先设下的圈套。

加密CA公司首先在运营商前端机房安装私有的加密设备。这样,给这个运营商供货的所有机顶盒厂家就要遵从该运营商所采用的加密标准。但是,这种加密标准是 保密的,于是CA加密公司就和给运营商供货的机顶盒厂家签订一份严格的保密协议,将保密的机顶盒CA库授权给机顶盒厂家,再由机顶盒厂家集成对应的CA软 件。从这个意义上来说,这种授权实际上是将封闭保密的CA标准适应范围扩大到机顶盒厂家。加密CA公司授权的机顶盒厂家越多,站在运营商的角度机顶盒的选 择余地就越大,于是采用这种加密CA的运营商就越多;反过来,采用这种加密CA的运营商越多,对机顶盒厂家的吸引力就越强。这样,最先进入市场的CA加密 公司显然占据了先发优势,市场份额可以迅速扩大,形成一种主流之后,后来的CA加密公司再进入就很难了。具有讽刺意味的是,在数字化早期的加密CA的选择 上,对于运营商的最大吸引力,就在于这种加密CA的开放性。加密CA公司是如何宣称自己的CA是开放的呢?

进入市场最早的CA公司,在向运营商推广加密系统的时候,会罗列出他们授权过的一大堆机顶盒厂家。看!我们的CA系统多么地开放,已经开放给了这么多机顶 盒厂家完成了CA集成,您还担心没有理想的机顶盒选择?这个说辞不仅对于涉入技术不深的技术人员都难以反驳,更不用说是注重运营的广电运营商了。上面曾描 述过,这种所谓的开放其实是将封闭延伸到了更多的机顶盒厂家。这种开放本质上是个幌子,也许以下事实就是这个幌子之下的阴谋。

要解释这种现象,还得从运营商说起。

每个数字化后的运营商都已经认识到,当选用了某种加密CA之后,只要有对应的机顶盒用户还在使用,这种加密CA就不能被换掉,因为每种机顶盒只支持一种 CA,不能实现在线替换,换CA就要重新入户换卡,所以换CA只能换机顶盒。当对应的机顶盒数量很多很混乱的时候,加密CA系统就更难被换掉。如果增加运 营商更换CA的难度,CA公司只需给运营商的机顶盒造成混乱即可,机顶盒越混乱,升级越困难,对应的CA越难更换。加密CA公司利用多家授权的手段,一方 面让广电运营商认为其CA是开放的,另一方面悄悄地把给运营商的机顶盒搞乱,可谓一举两得。不安全的CA难以替换让很多运营商叫苦不堪。例如,在卫星加密 数字电视领域,一些已经很不安全的加密CA仍然还在使用,就很说明了这个问题。因为运营商不可能一下子把所有机顶盒都换掉。早期的数字电视运营商还没有像 现在这样注重增值应用,很少软件升级。现在,中国的很多有线电视运营商都已经感觉到了技术标准封闭的CA对他们的运营造成的影响,这些想必也已经很清楚 了。

说到这里,大家应该已经明白了。CA公司就是以开放为由,悄悄地让机顶盒混乱,既绑架了众多的机顶盒厂家,也间接对运营商形成了控制!而这些机顶盒厂家在 推销其机顶盒的时候,也会以嵌入了某某加密CA功能作为卖点。加密CA公司以此策动了上下游为其造势,迅速垄断加密CA市场。

这里一个关键的名词就是开放。先不说关于智能卡的种种保密措施,仅仅看一下加密CA和各个机顶盒公司的合作就知道,这个开放实际上是一个谎言。据一个在机 顶盒厂家待过的软件工程师描述,CA公司不但给机顶盒厂家签订严格的保密合同,同时也要求机顶盒厂家和接触到机顶盒CA资料的工程师签订严格的保密合同。 真是天大的笑话,CA公司这样搞,运营商却认为是开放的,真是佩服那些CA公司的营销能力。他还说,个别的CA公司甚至要求专门设置独立的房间,在网络上 要和外界断开,U口全部封死,进出要经过专人检查。更有甚者,有的还要求在这个房间里安装监控设备。他开玩笑说,如果再上一道岗哨,防护措施堪比监狱。你 想想,这种环境等于要把工程师的手脚给捆绑起来,整个产业还有个好?更可怕的是,这种封闭的技术模式在数字电视普及的很长一段时间,得到了很多运营商的认 可。于是,随着欧洲DVB标准向全世界的推广 ,来自欧洲的这些严格保密的CA系统进驻到了各个运营商的机房,迅速占领了市场。几乎把后来竞争者的出路全部堵死,也让广电运营商没有了退路。所以,国际 上著名的CA公司均来自于欧洲,就连技术发达的美国,都没有一家与欧洲公司抗衡的CA公司。说到这里,让笔者感觉到广电总局领导为中国的数字电视事业做不 多的一件大好事。

DVB标准开始在中国普及的时候,国内所采用的加密CA系统均来自于欧洲。但在后来即将开始有线数字化的时候,总局领导高瞻远瞩,制定了一个国内运营商必 须同密国产CA的政策,才让国产CA有了进入市场的机会。于是涌现出了永新、数码、天柏等这些国产加密CA公司。这些国产CA以低廉的价格优势,迅速占领 了加密CA市场。可以说,如今国产CA的辉煌来自于政府政策的支持。也是因为这个原因,欧洲加密CA公司在欧洲和其他国家的垄断形势没有在中国继续延续。 没有延续使用欧洲加密CA公司辉煌的还有日本。日本在引进欧洲DVB标准之前,对其进行过深入细致的分析,最后决定由产业联盟与政府结合,强行统一规范了 加密CA接口。正因为实现了这种接口规范的统一,在日本并没有引起机顶盒标准的混乱,数字一体机也得以快速发展,至今在日本很难看到机顶盒的影子。在数字 电视领域,日本人的细致、谨慎和产业界的团结,又给我们上了生动的一课。所以,总局再制定新的CA标准的时候,可以参照日本的模式,必须统一开放CA接 口,避免继续因为CA混乱导致整个产业的混乱。

遗憾的是,依靠政策的东风进入市场的国产CA并没有创新,技术和商业模式依然是沿用欧洲人的,这就决定了国产CA需要采用和欧洲公司一样的营销策划手段。 按照这种十分封闭的技术模式,加密CA公司的技术发展空间几乎到了极限。三网融合可以毫无疑问地迫使加密CA公司走真正的技术开放路线,打破这种封闭的局 限,对于整个数字电视产业来说十分迫切。仔细分析过DVB标准的人都知道,将加密CA接口明确定义不是一件困难的事情,但为什么欧洲人在制定DVB标准的 时候,故意留下这个缺口,用封闭私有的技术标准呢?

在进一步了解下发现,来自欧洲的加密CA公司均是DVB标准组织的成员,制定DVB中有关加密的标准非他们莫属。难道是他们早就策划好,故意留下这个标准 的缺口,让全世界照搬DVB标准的国家和运营商进入他们预先设好的圈套?有一点可以肯定,就是如果明确同意了CA接口,这些CA公司将丢掉赚钱的工具。可 见,国家政府决策机构对引进和推广国外技术标准的时候,需要非常仔细地进行分析,避免陷入外国人设下的陷阱。

在封闭私有加密CA标准已成既定事实的前提下,业界为了扭转这种混乱局面,也作了其他努力。例如,基于DVB-CI标准的机卡分离,在中国叫作大卡,在美 国叫做CableCARD。美国的有线电视运营商比较注重对用户的服务质量,采用CableCARD会影响服务质量,另外也担心对采用CableCARD 所带来的安全隐患,所以美国FCC去年就宣布放弃CableCARD,并承认历时十年的机卡分离努力失败。而以前中国有关管理部门却在政策上表明要采用机 卡分离政策,说明管理者没有看清欧洲人设下的圈套,也没有看清加密CA系统在骨子里是封闭的。
马上开始的三网融合,广电主推NGB。根据NGB的权威描述,广播方式将长期存在于开放的网络中。针对DVB标准的不足,在开放条件下,需要对DVB标准 进行补充,确定统一开放的加密CA接口,不再让机顶盒继续混乱,进而实现靠一体机普及数字电视的理想,跳出被欧洲人引入的陷阱,是摆在产业界和决策者面前 的又一个难题

2011年8月19日星期五

正馈.偏馈的原理与应用


1.电磁波:卫星发射至烧友接收的C.KU信号都属电磁波

电磁波是由发射天线感应交变电场,交变电场产生交变磁场,交变磁场又感应交变电场,如此连续不断向远方空间传播;   电场方向.磁场方向.传播方向三者相五垂直,电场方向平行于地平线的波称为水平极化电磁波(见图A),电场方向垂直于地平线的波称为垂直极化电磁波(见图B);   电磁波在真空中传播的速度为30万公里/秒,通常C波段下行频为3.4-4.2G,其波长应是71.4-88.2毫米,KU段下行频为10.7-12.75G,其波长应是23.5-28毫米;

1.1电磁波的反射与折射:电磁波在两种不同密度介质的分界处会产生反射与折射现象,反射处在同介质面(空气中波返回空气中),折射则处在不同介质面(进入第二介质,类视光的折射);   介质间密度相差越大,反射量就越大,而折射量越小(实际应用就是利用锅与空气大密度差产生大反射量,而小折射的量就认为损耗);介质密度相差越小,反射量就越小,而折射量越大(电磁玻雨衰实际上是折射损耗);  无论空气配何种高密介质,折射损耗总是无可避免,再加上透射损耗(类视光透射),微观粒子撞击能损耗(电磁波可理解为电子运动,电子撞击高密介质产生热损耗)等,实际反射量约为入射量的50-85%;

1.2电磁波入射角对反射量的影响:反射角决定于入射角,入射角越大反射角也越大,反射量越大,折射量越小,反之入射角反射角越小,反射量就越小,折射量越大;  电磁波聚焦,采用调整各电磁波入射角(实际上采用介质间分界面不同切角,即锅的各点有不同切角)的方法,使平行电磁波反射后有不同的运动方向,最后会聚一点(焦点);  因入射角不同,通常锅中心反射量最大,边缘则因小入射角,反射量较小,深锅比浅锅尤为明显,正馈锅比偏馈锅明显,因此正馈锅加翅没有偏馈锅加翅有效果!

1.3电磁波的相位及互扰影响:电磁波理想的聚焦是电磁波会聚在一小点,并且到该点时电磁波的相位一致,实际因很多因素(特别是锅的精度)导致到焦点时各波有相位差;下面以图(见图C)说明:同相位时混合波的振幅大幅增加,反相位时混合波效果为零,有相位差的混合波的振幅与相位差成反比;因KU波波长较短(23.5-28毫米),因相位差对混合波振幅影响比C波(波长71.4-88.2毫米)尤为明显,所以对KU锅精度要求较高,而C波相对较长,对锅的精度相对要求低点,这也是正馈锅收KU波效果没有同尺寸偏馈锅效果的重要原因;  入射波与反射波相遇(此时相位差明显)会产生互扰,互扰的结果抵消部份能量,降低会聚后混合波总能量!    


1.4    电磁波的正馈与偏馈:

通常电磁波由反射体的正面正向入射~反射聚焦的方式称正馈,相应的反射体称之为正馈天线(或正馈锅),见图A1:正馈锅正收时焦点处在锅的中心轴线上H点,由于平行同向入射波到达锅切面M时相位相同(理论上将入射波按理想波讨论),因AH=BH+B'B=CH+C'C=DH+D'D=EH,电磁波到达焦点H时相位相同,运动方向则相互正交错;通常电磁玻由反射体的正面偏向入射~反射聚焦的方式称偏馈,相应的反射体称偏馈天线(或偏馈锅),见图A2:偏馈锅正装时焦点处在远偏锅的中心轴线的H点,同样平行同向入射波到达切面M'(垂直于波运动方向的切面)时同相,也因AH=BH+B'B=CH+C'C=DH+D'D=EH+E'E,电磁波至焦点H时同相,方向偏交错;可以看出,正馈正收与偏馈正装,电磁波入射前后的运动方向改变角度很大(大于180度.小于等于360度),并且方向由原来的平行同向变成交错异向

除上述两种方式聚焦,另外介绍两种不同方式聚焦:一是电磁波由反射体侧面正向入射~反射聚焦,见图B1,称号筒天线,此类基本不用,暂不作分析;二是电磁波由反射体侧面偏向入射~反射聚焦,见图B2,此类方式烧友比较熟悉,就是通常所说的偏馈锅倒装(个人认为应该叫偏馈侧装比较符实),可以看出:偏馈倒装时电磁波入射前后的运动方向改变角度较小(大于0度.小于等于180度),但结果基本与偏馈正装一样,即电磁波到焦点时同相,方向由原来的平行同向变成交错异向

1.5    正愦锅与偏馈效率(以理想锅为基础):

无论是正馈锅或是偏馈锅,反射效率由以下几方面决定:  1.  锅的材质密度影响,密度越大反射量越大,反射效率越高;  2.  波的入射角影响,入射角越大反射量越大,反射效率越高;  3.  电磁波的频率影响,同条件下,高频率入射波反射效率高于低频率波;  4.  锅的厚度与导电性能影响,厚度较厚.导电性能强的反射效率较高;

综合上述结论:同材质同厚度的锅,同频波的反射效率决定于的入射角大小,偏馈锅的平均入射角大于正馈锅(这是因为偏馈锅切面与入射波运动方向非垂直而带20-25度偏角),偏馈的反射效率略高于正馈;另外因正馈锅有馈源.馈杆影阴影响(偏馈无),偏馈锅有效入射面积大于正馈(偏馈锅有长短轴之分.标注尺寸为短轴尺寸),实际上同标注尺寸的偏馈锅与正馈锅效率相差较大

可以看出,同一偏馈锅正装.倒装,因平均入射角相同,效率相同; 正馈锅正收效率高于偏收,原因有二点:一是偏收时波聚焦不良(散焦),偏角越大越严重,导入高频头率减少;二是偏收时波到达定义焦点(因散焦,取中性点为定义焦点)相位有误差,偏角越大误差也越大,最终使复合混合波振幅减小; 偏馈锅偏收同理

1.6   电磁波如何正确导入高频头:

电磁波通过锅的反射聚焦,最终需有效导入降频器(俗称高频头)才有用,如何有效地将电磁波导入高频头,在信号接收环节中极为重要,见图C1.C2.C3:高频头导波口在x.z位置时,电磁波A.E无法导入,从而降低了电磁波的导入率,只有高频头导波口在y位置(焦点位置)时电磁波导入率最佳;由此可见,不但高频头导波管的中心轴线必须与锅的中心轴线处在同一位置,并且高频头导波口必须处在焦点位置!正馈正收,烧友在调星时往往容易忽略高频头前后位置的仔细调节,从而得不到最佳接收效果







馈源盘的使用方法及原理


馈源盘是用来弥补正馈天线聚焦不良
 由于抛物面正馈天线(俗称大锅),尤其是分瓣式正馈天线,精度一般都不太高,信号焦点常常会大于高频头的信号接收口,如果在高频头上正确安装一个馈源盘,馈源盘就会把错过高频头的信号口的那部分信号再次反射回天线反射面(锅面),信号经过天线反射面再次聚焦,焦点就会更小,更容易进入高频头的信号口,从而提高天馈系统信号的接收性能,由于天线精度,焦点形状,高频头性能和馈源盘本身的面积、精度和安装位置等原因影响,已安装和没安装馈源盘的天线比较,信号接收性能大约提高2%到20%不等,具体需要尝试。需要注意的是,对于一部分焦点形状不良和馈源盘质量不好的天线,安装馈源可能还要稍稍影响接收质量。
 天线偏收卫星时偏收头上的馈源盘性能会因它跟主焦距离的增加而急剧下降
 天线偏收卫星时如果偏收头上也有馈源盘,那么偏收高频头上的馈源盘的性能会随着它跟主焦点距离越来越远而直线下降,在距离大的时候,甚至它带来的增益还不如它遮挡住的信号,所以偏收距离大,最好不要安装馈源盘。每个天线偏收卫星时偏收头上的馈源盘位置和对信号的影响都不一样,所以要在接收时尝试来确定是否使用馈源盘。不过可以确定的是,偏收的馈源盘位置对信号的影响更加敏感,其是否跟天线面平行等原因都会对信号有一定的影响。另外经过计算,偏收馈源盘的正确形状已经不是圆形平底,而应该是随着跟主焦距离拉长,越来越像被拉长的水滴的形状。如果有能力的朋友也可以自行尝试制作,可以用光学法,作出来的形状可以把光反射到天线面中心并形成一圆型。
 馈源盘并非越大越好
 馈源盘对信号的影响是一把双刃剑,它提高了一些信号接收性能的同时,也阻挡了一部份信号,它能提高一些信号当然是大家乐见的,不过如果它挡住的信号比它提升的信号还多的话,那馈源盘就失去作用,转而变成累赘了。从具体使用中观察,当天线口径越大,馈源盘效果越好,天线口径越小,馈源盘效果不明显,甚至不如不用。
 馈源盘对信号影响甚为微妙和精密
 由于馈源盘是反射经过聚焦一次的信号,而高频头最后是接收馈源盘反射回天线面而再次聚焦的信号,此信号已汇聚、反射了三次之多,就像一个超高倍望远镜,一点点器材的晃动都会对其效果造成非常大的影响。由于是多次反射,影响信号的原因变得交错和复杂。比如,馈源盘的高度,角度,深度,平整度,高频头的插入深度,插入馈源的角度,高频头的信号口是否圆滑平整,天线面中洞甚至都对信号有影响。而这一切影响的效果还是放大规模的,比如馈源盘一毫米(mm)的晃动,可能对信号的影响是3到5厘米 (cm)等级的,不可小视。一般来说家用卫星接收系统远没那么精密,所以这也造成了馈源盘的性能下降,或对性能的影响很起伏不定,这也是就造成很多朋友对馈源盘的印象偏激。还是那句话,一切要在实际情况中尝试确定。
 莫忘调整好馈源盘的位置
 大家都知道天馈接收系统的大三角(方位角、仰角、极化角),也有很多朋友也知道调整高频头的聚焦,不过大家别忘了,馈源盘也要有最佳的聚焦位置,不过由于天线支杆固定这个位置不太好调整,一般只能稍稍扭扭位置,大动作只能换支杆,一般来说大品牌正版天线馈源位置几乎是正确的,作一些微调就可以,至于杂版天线就只能自己动手改造了,没办法,这也符合少花钱多费事的道理。不过由于各天线不同影响情况非常复杂,无法确定一至的位置,大家动手试试吧,可以用光线法大概确定一下。还要顺便说一下,高频头在馈源盘里也是有方向,虽然可调空间不大,不过也是可调整大至上下左右,大家在调极化角时别忘了把高频头在馈源盘里的位置最佳化一下,拧紧馈源上固定高频头的螺丝时要注意,可固定就好,别太用力,不然把高频头的信号口挤变形会影响信号接收。

浅谈从场强图上看溢波收视的可能性


     九十年代初,用模拟信号寻星,手调天线满天转,P350带自动搜索功能,当发现有信号时,细调天线,微调频率,1.5米天线从169E-57E,拉网寻找过多遍,也能找全应该收下的模拟信号。
    时代变迁,进入廿十世纪,人类生活步入数字信息时代。卫星信号也进入全面数字化时期,传统的寻星方式也不适应数字电视。借助信息时代的网络,卫视发烧寻星也不在盲目进行,上网可方便查寻卫星、参数、场强、波束等。凡寻星、溢波收视的高烧者与网络从不分离,从网上获取卫星资料,搜寻参数、分柝场强是寻星、溢波收视高手必做之活。
     观今网上世界,卫星电视资料全面首推http://www.lyngsat.com网站,它与卫星、频道商链接,查询卫星资料非常方便、准确。卫星电视参数后Beam栏便是该频道的波束,与卫星商链接方便调出波束场强图供收视参考。公正的讲,泛美卫星的场强图做的好,日本卫星的场强图简单过余。
    卫星的波束场强是建立在理想的EIRP值上假定发射天线非常标准和卫星定位非常精确基础上的,未将天线的旁瓣功率考虑在内。而作为溢波收视,接收的是旁瓣波束,是场强图以外值无法准确查证,在收视实践中越靠近场强波束边缘,接收越容易,距场强图边缘距离远,场强值低,就需增大天线增益。过门限值简单计算如下:67(C)-场强=天线增益;80(Ku)-场强=天线增益,从上式看C波段接收低场强,天线相应要大的多。通常溢波发烧都选择Ku接收降低天线口径。
    溢波收视的距离探索,很多人想知道而无从查询。本人地处西部内地收视条件差,但溢波场强条件实验优越。在溢波收视的实践中,用Ku增益较高的2.4米正焦天线一般能收下距场强波束边缘42-49dbw距离500-800公里的Ku溢波信号,粗略计算Ku溢波百公里衰减约2dbw,这点本版主在四川中部收视印度波束、泰星1、2、号泰国Ku波段波束及过武汉附近的东北亚波束得以基本验证。这些卫星转发器功率不高于50w,场强中心低于53dbw,属中等功率卫星。
    而出乎意外用2.4米正焦天线收下了距场强波束中心3000公里,边缘2000公里的124E、128E Ku溢波,在中国东北部沿海区域,用0.9-1.2米天线也只能下载部分频点,相距至少有1500-1800公里。事独有偶也是今年香港烧友HKG先生用2.4米天线收下了91E马星ASTRO溢波,测算了一下距场强边缘1500公里,波束中心2000公里。粗略计算这些超距溢波百公里衰减约1-1.2dbw。而这几星转发功率高达60-75w,场强中心高达59-63dbw,属中高功率直播卫星。从电波高、低功率发射、溢漏大小原理去解释超距溢波收视衰减量,也就好理解了。随着现代直播卫星的转发器功率进一步加大,溢波收视将相对变得更容易些。

普通KU头改正馈KU头正馈正收,用于溢波接收的妙用


众所周知想提高卫视接收的信号质量,首要的是使用的天线即大锅要越大越好。但是收视KU波的时候由于KU锅即偏馈锅大的实在太贵且非常笨重,同等大小的正馈锅和偏馈比要便宜很多,所以用正馈锅接收KU成为了大多烧友的首选!通常有人说同等大小的正馈和偏馈比效率只有偏锅的50%,但是正馈收KU怎样提高正馈锅的效率使其信号更高呢?请继续看下去…

 普通的KU头只是为偏馈设计的,前端带有和KU头一体的高效馈源盘,称为馈源一体化高频头,当你用在正馈的时候由于KU头高效馈源的原因是非常不利于正馈正收的。通常烧友们都是采取加波导管的方法想使它能够利于正收,但波导管的效果也不是十分令人满意,甚至有的烧友说:加了还不如不加,加了信号更差。其实是没有正确掌握波导管的特性。制作波导管材料这东西不太容易找也不好加,深度和加上后的直线性对接收讯号都有影响,还有一些KU头波导腔竞是不规则的圆角方形更不容易加!所以本人一般不用波导管,也不推荐烧友使用!

 要想真正使普通KU头利于正馈接收最直接的方法就是去掉KU头的一体化馈源,使之成为真正的正馈KU头。什么?把馈源去了?那以后要想用到偏锅上还能行吗?其实这个不用担心的,你只要把锯下来的馈源收好,如以后想装到偏锅上就再把馈源按原样粘上就可以了,根本没影响的…这是我和许多烧友最终实践的结果,证实在正馈锅上无论是偏收或是正收都是非常方便好用的,增益高又灵敏特别适合溢波接收!

 但需要注意的是:不是所有KU头效果都会很好[你最好用比较法来衡量,同一头去馈源前和去馈源后],选购KU头要注意,我的经验是:选择KU头时要选择这种纯铝壳的尽量不要选购那些塑胶壳的,这是我的KU头百昌OS-22双本振大家参照下[图1]

 因为这种铝壳的就算去掉它的馈源剩下的自身波导管也比较长不会影响增益效果,塑料壳的本身就短锯掉馈源就更短了,几乎碰到探针了,增益恐怕会下降所以不行!

 以下介绍制作过程,目的是把KU头的一体化馈源做成分体的。先看下图的KU头的馈源部分![图2]


 馈源是三个环的,第四个环是波导管口,第三个环和第四个环中间有2MM的间隙,第四个环是波导口不要去掉,就从这里下手,我是用钢锯锯的,锯的时候要小心锯沫不要掉进波导口内,具体位置参照[图1]!

 锯掉后的馈源[图3]


 锯掉馈源后的KU头[图4]


 这就是分体式的KU头,想用在偏锅时再粘上,是不是有点万能的意思呢?[图5]


 然后最后一步,让它像正馈C头一样易安装易调节,准备一节5-7CM长,直径和C头一样的管子,我是用薄铁皮包的,把KU头用塑料纸或不容易见水就粉碎的东西包裹填充成圆形,然后放到管子里不能太松也不能太紧,容易调节,这就行了见[图6]

 好了,到你的锅上试效果去吧,最好找在你地信号较差的卫星,试试它接收溢波的能力!

 [注意]正馈收KU锅越大越难,因为锅越大精度会越差,焦点会更散,要想信号质量更上一层楼,请确保你的正馈锅有一定的精度!

卫星电视知识帖


大家都认为卫星电视很神秘,卫星电视是高科技,自己动手DIY弄不了,需要专业人士来搞。二是卫星电视器材很贵,也不好买。没卖的,大街上卖的都是破烂货。三是卫星电视都加密的,买来的都是盗版的,看几天都不能看了。也没有好节目看,都是外国台,也看不懂,最后买来的都成废品了。四是广电现在严查卫星电视,抓到怎样,怎样,卫星电视放到家里,广电用特殊的设备就能侦测到。五是揭露现在什么高科技产品,隐形天线,平板天线,无锅接收,卫星上网等打着高科技旗号网络或者街头的骗子。等等诸如此类的对卫星电视的谣言,对卫星电视的误解,目的消除大家对卫星电视的神秘感,让大家了解卫星电视,走进卫星电视,自己动手,都看上卫星电视。
此主题相关图片如下:


大家一提卫星电视,不要被卫星两个字吓到了。说白了卫星电视其实就是一件家电产品。并且是及其便宜的一件家电产品,只是要使用起来有些繁琐而已。只由于国情特殊,没有普及开来。大多数人查资料想自己学习安装卫星电视的时候往往被一些专业的术语搞迷糊了。如果说,锅,天线,接收机,高频头,我们大体还听得明白的话,那么本振,极化(线极化,圆极化,垂直极化,水平极化,左旋圆极化,右旋圆极化)极化片,码率,信号质量,信号强度 ,转发器,方位角,仰角,极化角,加密,共享,反制,南瓜系统,偏馈,正馈,二功分,22KHZ开关,四切一,直播星,馈源,波导,还有数字的,146.138,76.5,什么意思?更有些英文的比如C波段,KU波段,F头,DVB,ABS,FEC,有时候更是听得我们一头雾水。我建议,刚开始入门的时候不必刨根问底,弄清这些到底表示说很么意思,如果你有一定的基础,我在你那里,半个小时就让你对卫星电视有个全方位的了解。对以上的定义都能搞个明白。就这么简单,但是,在网络上,就要一步一步的来。先从最基本的入手,最基本的有个了解,慢慢的你就也能自己DIY,收看卫星电视了。

卫星电视其实并不那么复杂,要想看卫星电视想从最基本的学起,然后满满来,不要一上来就说要看什么什么节目。我要收什么台,我要看那里那里的台,怎么买器材,去那里买,怎么收的问题,越是这样,到头来,越是糊涂,到头来什么也没学到。希望大家还是安下心来,慢慢学,大家都是从不知道到知道,我先发一些最基本的,最基础的,可以说毫无技术含量的,但是能让大家看懂的看明白的。由于本人是水平所限,出现不当或者错误在所难免,大家即使提出指正,我们一起进步。


一般来说,广播电视信号的传输,不管是数字信号,还是模拟信号,都有地面,有线,和卫星三种传输方式。地面就是地面微波方式,大家原来用电视上自带的拉杆天线或者在外面架设的鱼骨天线就是这种传输方式,这种传输方式需要广电部门架设的铁塔天线,或者微波天线,有一定的覆盖半径,就像移动的通讯基站一样。有线就是我们大家最常见的了,电视信号通过主光缆主干网加上同轴电缆而分配给各家各户的方式。卫星电视,其实,它是广播电视三大传输方式之一,只是由于中国特殊的国情,普通民众不能自由接受卫星电视信号,所以它的作用并没有显现出来。在这三种传输方式中,各有优劣,但是卫星传输相比较其他两种方式,是最具有竞争力的一种标准。


    首先,明确一个问题,我们所说的卫星电视接受的信号从那里来的。我们接受的电视信号是从直接从地球同步静止轨道上的卫星上发射下来的。这种卫星在距离地球约三万六千公里的赤道上空,环绕在距离地面赤道正上空三万六千公里大圆周轨道上。这种卫星最大的一个特点就使它的运行周期与地球的自传周期是严格相同的,并且轨道固定在赤道上空。也就是说,这种卫星相对地球是静止的,简单点说,也就是在地球上人看来,这种卫星在天上是恒定不动的。在这个轨道上大概每隔2到3度就有一颗卫星。轨道的分配都是国际电信联盟依据各个地区区域和各个国家诸多因素等等所分配的。地球同步轨道上大约有180颗卫星带在运行。相关数据大家可查询,不一定准确。所以大家在看到卫星位置参数的时候,只看到卫星的经度值,比如东经多少度(EXXX),或者西经多少度(WXXX),就是因为卫星的位置只固定在赤道的正上空,纬度值永远是0度。只用经度值,就可以标出它的位置。不同的卫星所转播的节目不同,覆盖的区域也不相同。其次,卫星上的信号是那里来的呢?卫星本身并不产生电视信号。卫星上的电视信号是地面上的广电卫星上行站向卫星上发射的电视信号,经过卫星接收后,利用其携带的太阳能电池产生的能量把电视信号进行放大和处理后,再向地球上转发的信号,卫星只是起到一个信号中转的作用。相当于一个信号中转站。那为什么要用卫星来中转呢。主要有以下原因:


   (1)覆盖面积大 一颗卫星可以覆盖1/3的地球表面,只要发射3颗互成120°的同步卫星,即能实现除南极和北极少部分地区外的全球性电视卫星电视的覆盖。当然卫星电视接收范围受两个条件限制,一是受到到一定的地理限制。比如,在东经区域就不能接收西经区域内卫星所转发的电视节目,不是绝对,是相对。因为被地球遮住,无法覆盖。当然东西经交界处临近区域是可以的。比如即使都在东经区域内,东经偏东地区(经度度数大)就不能接收到东经偏西地区(经度度数小)卫星多转发的节目,比如在我国,就不能接受到欧洲地区的卫星电视节目。二是受到卫星本身波束覆盖范围限制,比如有的卫星即使在我们临近的经度区域内,但是他们转发的信号,只覆盖他们国家地区,我们要接受就有难度,属于溢波接受,你不能绝对控制无线电的覆盖范围就严格卡的国界上。比如俄罗斯的卫星电视节目,就需要在新疆地区才可接受到,在内地靠北的地方用更大的天线才可能收到。南方地区,可能根本收不到。还有日本卫星上电视节目,E110度电视节目,只有在上海和山东半岛地区才可能接受到。内地基本无戏。就是因为他们波束不覆盖的原因。所以说接收卫星电视节目并不是想看那星上节目就看那个星上节目。要满足两个最基本的条件.一是在轨卫星经度和我们所在的区域经度相近。二是卫星发射波束要覆盖我们所居住区域。当然了。第一个是最基本的条件了,第一个都满足不了。谈何覆盖。当然大家去一些卫视网站上查询一些卫星电视参数的时候,上面所列的卫星大多是在我们国内能接受到的,由于我国幅员辽阔,周边覆盖周边国家的卫视信号众多,有时候在一个区域能受,在另个地方就不能接收,这很常见。至于这个问题建议大家还参考一下场强图。更直观。


     (2)图像传输的质量高 由于同步卫星的覆盖面积大,远距离传输电视信号时能大量减少中间环节的干扰带来的损失.来自卫星的电波,受高大建筑物和山峰阻挡的影响较小;由于电波通过大气层的行程和它所经过的整个路径相比较短,有助于改善接收质量;由于卫星电视的转播环节少,信号失真少,接收质量高.因此电视信号的质量和稳定性都容易保证。此外,用同步卫星传输电视信号,还能避免无线电波受传输距离变动影响而带来的不良后果,使传输的质量进一步提高。在地面接受卫星电视信号,只要你能接受到。理论上是和节目制作中心的上行信号同步的。基本上无干扰。节目信号质量非常高。而我们所看的有线台,有的节目是当地有线电视台经过卫星天线接受下来的。经过调解调制,光电信号变换等进入到本地有线网络,噪音干扰很多。节目信号质量下降很大。造成清晰度下降。
   
     (3)能源效率高 它可以较小的功率服务于广大地区,发射功率只有200W的直播同步卫星,就能覆盖几百万平方公里的面积,而不象地面广播电视那样,在地面建立一座高达200M的电视发射塔,当发射功率为50kW时,它的覆盖面积只有2.3万平方公里。

    (4)投资少,见效快 我国幅员辽阔,地形复杂。过去我国收看中央电视台的节目,除北京地区外,其它地区都先由微波电路传送到大中城市,再经过电视发射台或差转台发射与转发,供各地观众收看。如果要用微波传输的方式来搞电视覆盖,则需建造成千上万座微波中继站和电视发射台。虽然现在主干传输网络都采用了光缆传输,但是铺设和维护费用仍然及其高昂。而采用同步卫星传输的方式只要发射1-2颗卫星,再与地面站配合即可,建设一个卫星地球上行站仅需投资二三千万元,而有线电视网络要达到同样的功能至少需要几十倍、几百倍的投资;卫星电视直播网络的建设速度取决于地球站建设和卫星发射的进度,一般只需1~2年的时间,是有线电视网络无法比拟的高速度;所以说卫星传输,具有投资少、见效快的优点。


   ( 5)中国地域辽阔,海岛、山区和少数民族地区占国土面积的 70 %,人口众多但分布不均,受经济条件限制有线电视网不能全部覆盖。卫星传输系统具有多址通信的优点,因此包括那些不便设置电视台的地方(如海洋、沙漠和高山地带)都可直接收看卫星电视节目,而不必经电视台转播。而只用一颗卫星就可以有 100 多个电视频道覆盖我国全部陆地和领海,彻底解决 15 %电视人口覆盖盲区。这对于目前我国实现 " 村村通广播电视 " 最有利;在城市地区,卫星电视直播也可以用于增加教育电视频道,作电视教学和科学实验等;

      ( 6 )可靠性高,卫星电视直播只受很少几个环节(如地球卫星上行站、卫星和空间等)的影响。维护工作量小:由于卫星电视直播中间环节少,不存在有线网络的中继、放大等问题,可节省大量人力物力。抗自然灾害能力强,我国有不少地震区、水灾区、沿海台风频繁地区,光缆、电缆网络易受自然灾害的侵袭,而卫星电视几乎不受自然灾害的影响;

    ( 7)特别死现在数字技术的发展和应用,世界上卫星电视广播普遍采用了数字信号系统,频谱利用率高,运行成本低,由于数字压缩技术的成熟和高效调制方式的使用,原来可传一套模拟电视的卫星转发器,现在可传5~8套数字广播电视节目,大大提高了频谱资源的利用率,一颗直播卫星可容纳 100 套以上的数字广播电视节目。相对来说,平均每套节目的运行成本大大降低了;接收系统成本低,由于数字化标准的统一,现在接收机生产都已经模块化了,成本可以说大大的降低了。采用Ku频段卫星直播,接收天线口径小,加之数字卫星接收机的国产化,卫星接收机价格低廉,还没有一台普通彩色电视机的价钱。普及速度大大加快了。
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经过以上的叙述,大家对卫星电视也有一个初步的了解。卫星电视是一种强大的信息传播工具,卫星是天生的广播能手,真正实现了站的高。播的远。单星就能覆盖大半个地球,覆盖人口以亿计,且不受地球上一些气候和地形因素的影响。简单的说,只要有一套卫星上行设备,利用卫星进行广播覆盖,就等于把电视台办在你家门口。

我们都知道,地球同步轨道就是一个大圆形的轨道,环绕在赤道上空。上面可以安置好多赤道同步卫星,赤道同步卫星的最大特点就是在地球上的人看来,卫星是静止不动的。同步轨道的这个特点决定了最适合安置通讯卫星和广播卫星。先上张图给大家看下。


全球赤道同步卫星示意图
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一般大家在进卫视网站查询资料的时候,都会看到这样的表格。如下图


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图中的数字,左侧一栏,卫星参数只是表示卫星的名字,而右侧一栏的数字,在轨位置,表示的卫星在同步轨道的位置,比如说中星9号,定轨在92度E,这个位置,表示中星9号这个卫星位置定轨在东经92度这个位置(E表示东经W表示西经).而我们常说的138啊,其实就指亚太V号,146呢就是马步海一号卫星,各个卫星的在轨位置都不同,(同一地点有时有备用星)各个卫星有属于不同的国家和转播公司所有.不同的卫星转播的节目也不相同.

环绕在赤道地球同步轨道上的广播卫星有好多,我们要收看那颗星上的节目,我们的卫星天线就要指向哪颗星。打个很形象的比喻,我们的卫星天线很像我们撑开的一把伞,我们要收哪颗星,伞柄就要指向那颗星。由以上的介绍我们知道,广播卫星处于赤道上空,我们在地球上看来是静止不动的。我们国家地处北半球,要接收赤道上空卫星的节目,所以天线大都要指向南方,同理,居住在南半球的人接收卫星节目,那么他们的天线指向大都要指向北方。那么在赤道上的朋友,他们的有的天线就要竖直向上了。但是不管是居住的南半球上,还是北半球,还是赤道上,天线的指向并不是径直指向南北方向或者竖直向上,有的偏东,有的偏西。为什么呢?这是因为天线的指向是由你所在的地方的经度值和卫星的经度值所决定的。比如说在北半球,地处经度值为105.5E朋友,如果要接受亚洲3S星(105.5E)上的信号,那么你的天线就要正直的指向南方。也就是说指正南(如在南半球就是正北)。如果地处在105.5E偏西地区的朋友,要接收亚洲3S上的信号,那么天线指向就要南偏东一点,同理,地处105.5E偏东地区的朋友要接收亚洲3S上的信号,那么天线指向就要南偏西一点,居住地的经度值和卫星的经度值相差越大,偏离的角度就越大。这就引出了卫星天线调整的一个参数——方位角。简单的说,什么是方位角呢,就是我们的天线指向偏离当地正南北方向的角度。由于我们地处北半球,简单的理解就是我们的天线指向偏离正南方向的角度。我们在同一个地区接收不同卫星信号的方位角是不同的。同样,我们处在不同地区接收同一卫星信号的方位角也是不同的。

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道天线的调整还有一个重要的参数——仰角,仰角就是是天线轴线与水平面之间的夹角,就像上面打的那个比喻,天线的轴线就好比我们的伞柄。简单的理解仰角就是天线仰起的角度,仰角越大,天线仰的就越厉害。反之,越小。接收不同卫星,天线的仰角不同,天线的仰角是由我们所处的纬度所决定的。纬度值越高,那么仰角就越小。也就是说,越是远离赤道的地方,北半球,越靠北的地区,在南半球,越靠南的地区,仰角越小,越靠近赤道地区,仰角越大。这就好比我们要看高处的一个物体,走进了,我们仰起头就越厉害,反之,远了看,我们仰起的越轻。

仰角与纬度的关系

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其实调节卫星天线,也就是我们说道的锅,有三个参数,也就是平时我们说的“三角”,那三角呢,方位角,仰角,和极化角,至于极化角,涉及到高频头的调整。只有方位角和仰角都调节好了。简单点说,只有对好星了,调节极化角才有效果。星都没对好,调节极化角没有意义。所以到以后在讲极化角的调整。关于“三角”计算和调整,强烈推荐大家用一些做好的寻星软件,只要你输入了你的位置,和要接收的卫星,那么那么它可以直接计算出”三角“的角度。下面给大家传个寻星程序。

                寻星计算程序 V2.1

一个这个文件是个SWF FLASH文件,解压右键选择用IE打开,然后取消阻止就可以用了,很直观的寻星软件。
大家一个个地址:寻星很直观的网址.这个网址,全是英文的,推荐大家用FIREFOX浏览器打开,不要用IE,IE功能不全,显示不出卫星的指向。

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下面先讲下我们常说的锅吧,也就是抛物面天线。首先提出大家对于天线的一些疑惑吧.

为什么看到的有的天线很大,有的却很小?有的挂在阳台上,就和小锅盖一样。有的在屋顶上却比较大.
电视台楼顶哪个更大了。还有的是用锅盖子,或者电风扇的保护罩都能接受,还有水泥锅,是什么原理呢?还有在其天线上接了个易拉罐(其实是高频头)样子接受器,动了就收不到节目了为什么??还有的一幅天线连几个易拉罐样的东西,听说是一锅多星,是什么原理呢?有人说现在卫星天线都小型化了.我还看到一个平板的,就和小板凳一样的。听说接上就能收看卫星电视节目.是真的吗?还有听说现在天线可以隐型,可以实现不要锅就可以收看卫星电视,实现无锅接收,是不是骗子?

电视台上或工程上用的大锅,如下图。

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家用正馈大锅,一锅多星方式。

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普通家里用的KU锅。
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偏馈的小KU锅,也同样是一锅多星方式。

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水泥锅(大家注意,表面还要贴一层铝箔的胶带,用于反射电波信号)


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小板凳天线,也就是现在大街上卖的很火的平板天线(大家注意,此种天线,只能配合专用机接收中星九信号,别的卫星收不到)

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既然说道天线,那下面我们就来谈谈卫星天线。

我们平时看到的天线,也就是锅,不管大小,大多是凹面一样的,那到底是什么原理呢。说的简单点,凹面都具有汇聚作用.因为“凹”,所以它能"聚",简单的生活常识。说的专业点这些天线都是抛物面天线.抛物面我们听说的少,但是抛物线我们听说的多,知道抛物线都有个焦点和主轴。有个反射原理,有焦点发出的光线,都平行于主轴发射出去,同理,平行于主轴射入的光线都汇聚在焦点上。我们所学的知识都是有点成线,有线成面。抛物面就是由抛物线围绕主轴旋转而成的面。不过开口口径有大有小罢了。我们平时接触到的抛物面比如手电筒的凹反射面,还有汽车头灯的凹反射面 。并不一定是纯抛物面,但是也差不多,灯丝就在焦点处,一确保灯光能平行射出的更远。我们的卫星天线也是如此,不过他们是用来接收电波信号,从太空来的无线电波信号(可以简单的看成平行信号),由于距离远,信号微弱,天线的作用就是把他们收集起来,汇集在焦点处。而焦点就放置我们的接收器(高频头)。所以说我们的锅天线的作用就是收集足够多的电波信号,汇集到一起,馈送给高频头。这个原理就像我们用的太阳灶原理其实是一样的。不过,我们的锅天线收集的是卫星上发射下来的电波信号,而太阳灶是用来汇集的太阳光罢了。用锅盖子接受信号,其实简单,凹面的物体,都具有汇聚作用,不过汇聚的精度差罢了。但是只要能汇集足够强的信号给接收器(高频头),信号还是能收到的。不过都要求是金属物体,能反射无线电波信号的 。说道这里我们对天线也就有个大致的了解了,所谓的卫星天线,不过是一起起着汇聚信号的作用,把更多的信号收集起来,汇聚在一起,增强信号,让高频头来接受。所以上面提到的无锅接受,纯粹是骗子的伎俩,如果无锅接受可行的话,那么电视台也不用投资买又贵又笨重的大锅天线了。所有的天线厂家都要转产投资无锅天线了。还有上面提到的板凳天线,也就是平板天线,都是采用的天线和高频头合一的方式,也就是高频头和板状天线合一了。(平板也无法汇聚电波信号),平板天线的应用十分狭窄,只能接受很窄的KU波段的一部分。并且对卫星下行信号的强度要求相当高。造价昂贵,所以说应用范围十分狭窄。现在国内,只有新发射的中星九(中国第一颗直播星),应用KU波段转播信号,最关键的是信号很强。所以才有小板凳天线出现。大家不要指望应用平板天线来接受信号,那是不现实的。

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接着谈我们的天线,单就我们最常见的抛物面天线(也就是我们常说的锅)类型来说,有两种类型,一种是正馈天线,一种是偏馈天线。我们平时如果去市场购买天线,会看到好多型号。比如正馈一米二的。正馈的一米五的。正馈的一米八的。还有更大的了,偏馈45公分,60公分的,一米二的。等等。对于后面的数字,其实就是来衡量锅的大小的数据,指开口直径,所谓的开口直径其实就是锅的大小。由于锅的开口近似一个圆形,所以就以这个近似圆的直径来衡量锅的大小。那什么是正馈天线,什么又是偏馈天线呢?所谓的正馈就是有一段垂直于抛物线中轴线的直线切割后的抛物线绕中轴旋转而形成的抛物面天线。大家平时看到的,开口直径在1.2米以上的基本是正馈天线,还有就是就是一些山寨的1.2米的正馈天线,很多,标是1.2米,其实也就是1米左右。大家平时看到白铁皮天线,大多是这样的。正馈的1.2米天线,用来收中星6B等一些卫星的免费节目。大家记住的是,正馈天线的开口直径没有低于1.2米的。还有就是,正馈天线多用来接收C波段的节目。也可以用来接收KU波段的节目,收KU波段时多用来偏收的方式。那么什么有是偏馈天线呢,这个定义有点难,其实所谓的偏馈, 说的简单点就是从正馈天线截取一部分,其成型的抛物线还是原抛物线,焦点还是原焦点,但是,相对于天线来说,已经不在天线正前方了。所以接收器馈源就可以不遮拦信号,这样就提高了天线的利用效率。大家平时看到的,那些小锅盖,直径在1米以下的,全是偏馈天线。偏馈天线可以做的很小,也可以做的很大,小到直径在35公分,大到直径达到1.2米,1.8米都有。对于正馈天线和偏馈天线的区别,给大家个比较直观的图。
上面提到的的锅偏收的问题,其实也就是一锅多星。什么是一锅多星呢。比如上面的那张图,我们





我们平时接收卫视信号的时候都是一面锅,上加一个高频头,天线对准一颗星,只能接收一颗卫星上的信号,但是现在一面锅,上面加了几个高频头,一个高频头就能接收一颗星上的信号,那么有几个高频头,就可以接收几颗星的信号。什么原理呢?其实这和我们平时玩镜子反射太阳光的原理差不多。我们的锅对准太空上的一颗卫星,把这个星上的信号汇集在这个锅的主焦点上,由于锅是凹面的,其他星上的信号同样也被反射汇聚起来,只是不在主焦点上罢了,其实并不是严格的汇聚只是散聚,只要收集到足够强的信号提供高频头,就可以接收到节目。给大家上个图。


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图其实并不严格,除了主收的那个星外,偏收的信号并不是严格的汇聚在一点。只是把大体的意思给表示出来了。

 偏收还有个基本的小规律。我们的锅对准那个星,简称主收哪颗星。偏收其它星的时候,有个:东星西放,西星东放的规律。什么意思呢。也就是说,我们主收一颗星,锅已经对准并且调好了。又想收其他的星,如果要收的新星的定轨位置,在我们主收星的东边,那么我们在锅上放置高频头时候,要把高频头放置在主收高频头的西边,同理,如果要收的新星的定轨位置,在我们主收星的西边,那么我们在锅上放置高频头时候,要把高频头放置在主收高频头的东边,这和我们的镜面反射原理很相似。

一锅多星原理大体如此。

我们在上面提到,C头和KU头,那么什么是C头和KU头呢?还有C波段和KU波段。要说这个,先从我们在太空的卫星谈起,通过以上的介绍,我们知道,我们的地球同步轨道卫星只是一个信号的中转站,接收从地面上行站发射上来的信号,用卫星上携带的太阳能电池板提供的能量,对信号进行放大和变频处理后,对地进行广播。而卫星上对地面进行广播的仪器叫转发器(Transponder)。当一颗新的广播同步卫星发射后,我们常在媒体介绍中看到这样的信息,定位于经度(东经或者西经)多少度,几个C波段转发器,几个KU波段转发器,能转发多少套节目,覆盖那些区域,对那里进行广播等。那么C波段转发器和KU波段转发器到底有什么区别呢。我们都知道,不管我们平时收音机收的信号还是卫星信号,都是以无线电波为载体的。说道无线电波,一个重要的参数就是频率,而我们说的C波段和KU波段正是以频率的不同而划分的。也就是说C和KU的区别就是频率的不同的区别。国际电联对此划分了广播卫星的下行频率,C段的下行频率为3.4——4.2GHZ,KU段的频率为11.7--12.75GHZ,还有我们地球上地面站的上行频率也做了界定。具体数据不一定准确,大家可查询。我们现在民用广播卫星的接收就限定在这两个波段。如果有朋友有印象的话,是否得早期苏联714卫星,这颗发射于1976年定轨于99度E的卫星,下行频率为714MHZ,要用螺旋天线接收。而714MHZ就属于L波段了。未来,随着技术的发展,KA波段将会得到越来越多的应用,频率更高,应用更广泛,大家梦寐以求的卫星上网将会变成现实。现在KA广播技术在欧洲已有成功的应用。我们也知道,随着电波频率的不断提高,其受周围环境的影响也越大。比如,KU波段,在雨雪天气,信号就会有一定的衰减,对收视有一定的影响,而C波段受天气因素的影响就比较小。所以在热带雨林地区,气候恶劣的地区,应用就非常广泛。

 谈到转发器,每个转发器都有一定的带宽,有的为27MHZ,有的为36MHZ,有的为54MHZ(大都为9的倍数)。这就好比一条公路,它的设计交通流量都是一定的。一般的一个转发器能转发4-8套节目,现在几乎所有的卫星都采用了数字化技术,对传送的节目进行数字化压缩,大大节约了带宽,提高了转发器的利用率。使传送节目容量大为提高。

一颗同步通讯卫星上一般有十几个甚至几十个转发器(如新发射的中星九号,有4×54MHz + 18×36MHz共22个全部是KU波段转发器)。有的星上全是C波段转发器,有的星上全是KU波段转发器,但绝大多数卫星都是C波段和KU波段都有的。每个转发器都有不同的编号或名字,星上C波段转发器或者KU波段转发器对地面广播的范围称为该波段的波束覆盖范围。转发器可以被不同的传媒公司或集团拥有,他们向卫星所属公司购买或者租借,实现对特定区域内广播节目的放送。比如,中央电视台的上星节目在中星6B上就是通过S7和S9两个转发器对全国进行广播播出的。大家在查询节目参数时,比如在http://www.asiatvro.com/channel/index.html,我们点开115.5度E中星6B卫星,大家看到下面的图。我在图片做了标示。大家可以看到TP:E10,TP:E12其中,TP(Transponder)转发器的意思,而E10和E12是转发器代号,分别表示的是6B卫星上的E10转发器和E12转发器。可以看到这个转发器都被鼎数传媒所租借,都是C波段转发器,E10转发器转播了11套节目,而E12转发器转播了10套节目。
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广播电视信号通过卫星载波对地面进行广播时,既可以用C波段的进行载波广播,也可以用KU段进行载波广播。而我们在地面进行接收时,采用的接收器(高频头)也分两类,如果接收KU载波波段的节目,就要用KU波段高频头(简称KU头),如果接收C波段载波节目,就要用C波段高频头(简称C头)。如果要接收一颗星上的C波段和KU波段节目.并且用一副天线,那么就要用到复合高频头。既能接收C波段节目,也可接收KU波段节目。当然,复合头的价格要高些.

       那到底什么是高频头呢?这里说下,我们这里说的高频头可不是我们电视机里面的高频头,如果有维修过电视的朋友听修家电的这样说高频头坏了要换高频头,而我们这里提到的高频头和电视机里面的高频头是完全不一样的,大家要区分清楚。下面我们专门来介绍一下,我们对高频头的印象大概也就停留在放在室外,架在锅上,上面通过一根线连在室内的接收机上的程度上。高频头专业点的叫法就是低噪声降频器(LNB Low  Noise  Block  downconverter),还有称之为低噪声下变频器的。通过以上介绍,我们知道,我们的锅天线把太空中来的卫星信号汇聚后馈送给高频头。而即使是汇聚过的增强的信号,信号强度还是远未达到直接送到接收机处理的程度。高频头的作用就有两个,一个是将太空中传送来的高达几GHZ的C波段信号甚至十几GHZ的Ku波段的高频率卫星载波信号变成1GHZ左右的中频的载波信号。二是对信号进行放大。其实这里所讲的放大,是指两个过程的放大,一个是降频前的高频放大,二个是降频后的中频放大。卫星载波信号降频前,频率高达几GHZ甚至十几GHZ,虽然经过天线汇聚,但是还是很微弱,不能直接对其进行处理。而对如此高频率的信号进行放大,要求相当高。我们知道,对任何信号的处理,都会有噪声的引入,对原来的信号产生干扰。尤其是对如此高频率的高容量的载波信号进行处理。而要达到接收要求,就必须要低噪声。而第二个的过程的放大是为了满足把信号传送给接收机的需求,属于中频放大,实现过程要简单得多。简单的来形容一下高频头的处理信号的流程就是:低噪声高频放大――→低噪声降频――→低噪声中频放大――→输出.最后输送给接收机.而对信号整个处理流程都要求降低噪声,降低干扰.高频头名称中的低噪声由此而来.其实简单来形容信号在高频头内的处理流程就是:放大――→降频――→再放大,最后输出这样一个过程。综合起来简单的讲,高频头的作用就是降频和放大.那为什么要进行这两个过程呢?把天线接收下来的信号,直接输送给接收机不行吗?答案是否定的。我们都知道,我们连接卫星电视用的信号线都是同轴电缆(和有线电视线是一样的),在这里穿插讲下同轴电缆,同轴电缆在广播电视系统中应用十分广泛,在有线系统中,有线电视信号就是通过同轴电缆进入到千家万户的。在卫星电视接收系统中,连接高频头和接收机的信号线,信号的传输和分配,都要用到同轴电缆,其实同轴电缆在这里的作用有两个,一个是传输信号的作用,二是给高频头供电,这个非常重要,我们知道高频头对卫星信号进行处理和放大,就需要电力能量,而高频头本身并不带电。这就需要接收机为其提供电力能量,而电力就是通过同轴电缆提供给高频头的。我们平时以为的同轴电缆线只是信号线的这种认识是有误解的。接着讲,直接从卫星传送下来的高频信号,频率高,信号弱,同轴电缆都有一定的带宽和传输频率限制。物理特性决定了其传输不了这么高频的信号.二是即使信号可以到达接收机,如此高频信号,接收机处理起来,需要增加的设备,无形中增加系统成本。而采用高频头和接收机的模式,各个部分分工明确,效率最高,整个接收系统都可以模块化生产,大大降低了整个接收系统的成本。通过以上的介绍我们对高频头有了进一步的了解,为了使大家对高频头有直观的实质性的认识,下面传一些图,给大家介绍。


   1. 一款普通的C头



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2.一款带馈源盘的C头


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3.带三环平面馈源盘的C头,大家注意馈源盘的形状,和馈源盘使用方法


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 2  下面上传一些KU波段高频头。




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此款高频头采用多输出设计,能供多用户使用。

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此款KU头进行了一定的防水设计。


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下面图中的高频头全是KU波段的高频头


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 通过以上发图的比较,我们对什么是C头,什么是KU头有个一个直观的认识,其实从外观上来分辨C头和Ku头还是比较容易的。C头形状单一,外形就只和我们喝的易拉罐瓶一样。而KU头形状多样,有直立形状的,还有L形状的,但是从外观来比较,相对C头来说要短小的多。

谈卫星电视接收技术(4)


卫星电视接收器材-卫星接收天线

 编者:卫星电视接收器材的主要部件是卫星天线、降频器、接收机所组成。它们有各自的功能和任务,通过部件(馈线)连接调试,完成广播卫星信号的接收。

对于专业工作者或卫星电视发烧友,都必须对卫星电视接收器材的原理、性能、作用有全面的了解,才能很好接收广播卫星信号。下面分章介绍这三个主要设备的情况。

卫星接收天线的作用是收集由卫星传来的微弱信号,尽可能去除杂波。卫星天线从外型上看一般两类,抛物面天线和平板天线。抛物面天线从材料上看,分金属和玻璃钢制品,金属材料又分铝质和铁质,铁质的强度好,铝质和玻璃钢不易锈蚀。从机械结构上有一次成型整体型和分瓣拼装型,整体型的天线精度高,大尺寸的天线运输不方便。天线面又分板状和网状形,网状天线的抗风性好,铝质网面轻在极轴天线上应用可有效解轻推杆负荷。在网上还见到有头盔天线和发烧友制作的号筒天线。卫星接收有两种极化(圆极化和线极化)方式,其天线是一样的。

具体的卫星天线又分以下类型:

①中心聚焦天线(正馈天线),C波段应用最多。

②卡塞格伦天线(后馈式天线)商用天线,在4.5米以上正馈大天线上应用。

③偏馈天线,设计用于Ku波段接收,常见的是1.2米以下整体型天线,改造馈源后可用于C波段接收。

④平板天线,分有源和无源两种。有源平板天线采用的是微电路技术,国内合资厂商也在生产,去年底在媒体上有多篇文章介绍过,终因价格偏高、极化单一、增益有限难以推广。而无源平板天线是在透明表面中覆盖了很多由金属构成的同心圆,形成电子透镜用于聚焦信号,在国外网站见过叫透视天线。不过平板天线用于直播卫星的接收是最理想的选择。

⑤多焦点天线,是由球面和抛物面组合而成,同时接收多颗卫星的信号。而发烧友用单焦点天线实行多颗卫星的接收,最头痛的问题是大偏角偏焦衰减难以克服。多焦点天线就不存在这一问题,但天线面积较大。

⑥电动马达驱动天线。分极轴链条式天线、单推杆极轴天线和仰角方位式驱动天线,电动天线寻星、换星最方便。

网上的头盔天线,应属全向聚焦天线类,与军事上球型无源远程监控雷达类同。而我们使用最多还是技术成熟,相对价格便利的抛物面天线,C波段收视以正馈天线为主,Ku波段接收以偏馈天线为主。根据具体使用情况合理选择卫星天线是卫星接收技术人员最基本的技能,如固定接收某颗卫星,首先了解卫星的频段、场强,卫星接收者的使用环境和条件,是一般或广播级收视、自然环境中的雨雪风等,及工程造价合理选择相应尺寸的C、Ku天线。如果你是TVRO首推网状极轴天线是最佳选择。

卫星接收天线的性能,体现在天线性能的参数上,这些参数包括增益、效率、主波瓣宽度及旁瓣、噪声温度及天线深度。

在说天线参数之前,有必要先弄明白一个物理量分贝(db)。分贝是国家选定的非国际单位制单位。它是我国法定计量单位中的级差单位。分贝是表示电气、机械和声学等信号在传输过程中的功率增加(增益)与减小(损耗)的计量单位。不少工程技术人员都熟知它,但很多人都对它感到生疏和奥秘,为此,有必要重温这一术语,弄请它的涵义。在电磁学中其定义为:两个同类功率量或可与功率类比的量之比值的常用对数乘以10等于1时的级差。其放大量级表达式为:Nd=10(P/Po),由于其数值较大,不便记忆。换用分贝表达式为:Nd=10Nb=10Lg(P/Po)。

例如,若传输分别增加1、10、20、30dB时,表示被测功率比基准功率分别增大1.259、10、100、1000倍,若传输减小当然就是负值。我们在卫星接收术语中,常用到分贝这个物理量,不同的参数其分贝含义是不一样的,不能等同混为一谈,就象30db加30db等于60db就是错误,而正确结果是33db才正确。

而我们在卫视收视中常用到的分贝(db)有以下:卫星场强(dbw)、天线增益及天线噪声、高频头中的增益和噪声系数、数字接收的载噪比(C/N)等。这些分贝有各自的含义,敬请注意!

1.天线增益:

天线增益指卫星信号经天线聚焦后增大的倍数,信号越弱,要求的增益就越大。

①天线增益与天线直径有关。直径越大接收面积越大,接收的卫星信号多增益就大,与天线的半径的平方成正比。如果天线面积增大一倍,卫星信号会提升3db。

②天线的增益与信号频率有关。信号频率越高,增益就越大。与天线增益的信号频率的平方成正比。如Ku波段(12GHz)与C波段(4GHz)差值为3倍,则精度良好的同一面天线Ku增益与C波段多出9db。

③天线增益与天线的精度有关。精度越高,增益就越大。精度不良聚焦差,高频率信号要求更高。因此Ku波段天线精度要求比C波段天线更高。

2.天线效率:

天线效率指有多少百分比的信号真正地被天线馈源所收集。理想值是100%,实际上不可能,正馈天线LNB与馈源阻挡,制造上天线的反射面不可能绝对精确,而根据理论值计算天线效率最高可达83%。通常把天线效率的高底分为三个等级,优质70%以上、良好60%、合格50%。顶级的精品Ku偏馈天线最高达80%。而一个等级之差约0.6db,合格天线到顶级差三个等级近2db。相当于一个顶级的0.75米与合格的0.9米Ku天线增益成等值。可见选择优质天线的重要性。当然天线精度好,效率也自然高。

为了便于查找及资料收藏,我把常用天线增益及天线场强门限值二表合一,见表6。在表中可方便查阅天线口径的增益与场强的对应关系,对卫星收视很有参考价值。详文可查阅本人之作《门限接收载噪比C/N及其应用》(注1)

 不同口径天线的增益及其门限接收时所需场强对应表(表1)
天线

直径(m)
用于C波段时

天线增益(db)
用于Ku波段时

天线增益(db)
门限接收时C波段

之EIRP值(dbw)
门限接收时Ku波段

之EIRP(dbw)

0.20 16.93 26.70 50.1 53.3
0.30 20.46 29.54 46.5 50.5
0.45 23.98 33.52 43.0 46.5
0.60 26.48 36.00 40.5 44.0
0.75 28.21 37.81 38.8 42.2
0.90 30.00 39.63 37.0 40.4
1.20 32.50 42.03 34.5 38.0
1.52 34.63 44.07 32.4 36.0
1.83 36.21 45.68 30.8 34.3
2.13 37.55 47.00 29.5 33.0
2.44 38.71 48.18 28.3 31.8
3.05 40.65 50.12 26.4 29.9
4.52 43.93 53.70 23.0 26.3
6.83 46.93 56.20 20.0 23.8

 注:表中的天线效率为70%;C、Ku均为数字信号门限值C/N=6dbw、模拟信号门限值加2dbw即可。收视一般、良好、优质、收转,C波段在门限值上依次递增1.5;Ku依次递增2db即可。

 3.天线主波瓣宽度及旁瓣

在有的书上称天线的方向性,天线方向图如图1所示,天线接收的信号主要来自于主波瓣,主波瓣中心最大功率为0db,波瓣宽度定义为功率下降一半即3db时主波瓣的宽度。天线主波瓣的宽度与天线口径、精度、频率有关,天线口径越大,频率越高,波瓣宽度会变窄。同口径的天线精度越高,波瓣越窄。现在的广播卫星相隔经度很近,相互干扰严重,选择精度高的大天线可大幅度降低邻星干扰。同样星载发射天线也有它的方向图与接收天线类同。

 图1天线方向图

 4.天线噪声温度、深度

卫星天线接收卫星信号的同时,天线也会接收自然界或人工发射的杂波,这些杂波主要来自旁瓣。天线的噪声温度与天线仰角、波瓣宽度、天线深度、频率有关。天线仰角低(小于15度)、波瓣宽(小天线)、浅碟天线、低频段(C波段)等状况下天线噪声会增加,通常情况下天线噪声很小,计算时都被忽略。但现在有一个不可忽视的问题,通信发达,地面微波增多,轻则影响天线效率,重则如雷达干扰,数字图象中断。而准确的卫星场强值是排除干扰了噪声信号的。

天线深度通常分浅碟和深碟,天线的深度用来反映天线的馈源结构,术语叫焦径比值(f/D),通常这个值在0.25~0.45d间。当f=0.25d时,称为中焦天线,焦点正好在天线口面上。大于0.37d这个值一般叫长焦天线。天线设计综合考虑效率和抗干扰性,理论计算当抛物面天线取值0.38时天线性能最好,普通天线多取这个值。如1.5米天线焦距f=1.5X0.38=0.57(米)。另外还有一个根据碟深计算计算焦距的公式,天线反射面的半径平方与4倍天线深度之比值即正焦天线的焦距。

我虽是一个普通的卫视发烧友,有机会多次到过视频天线生产厂家,看过卫星天线的生产作业流程。分瓣天线和偏馈天线,1.8米以下选用0.8mm宝钢板材,经上百吨的液压机一次冲压成型。整体正焦天线采用旋压成型,精度相当高。再下来是模具定位开孔、酸洗除锈清洗、三次烘干、中途两次喷塑,质检包装入库。而网状天线龙骨用的是异形铝质方管材,按规格下裁,在模具上人工定位焊接,其精度取决于异形管材的弧度、人工焊接的准确定位上,如焊接成型后,在特定的模具上轻压二次整形,相信网状天线的精度还有所提高。

了解场强、天线增益后,读者关心的是它们间的收视关系。场强值表示卫星信号到达地面的最大功率,而卫星天线的增益表示该天线的聚焦功率。表1中门限值(C/N=6db)是根据链路公式计算出来的理论值(即极限收视值),而实际收视天线的增益还要大3~8db才行。不难发现天线增益值和场强值有紧密的关系,要达到一定的载噪比(C/N),场强值大,天线增益值就可小些,反之弱场强就要用大天线。它们的和值(场强值+增益值)有一个恒定的系数。如门限值时:C≈67(db)、Ku≈80(db),就是最低门坎系数。此系数方便记忆,对估测场强或天线增益极有帮助。有人异想天开想用LNB对准卫星直接收视,是否可行?当卫星场强值大于以上和值时,这个梦想就可能实现。

为了证实天线接收门限值场强的正确性,特购了0.35米偏馈天线,0.9米正馈天线作极限收视实验。查表推算0.35米天线门限值约49dbw,也就是说它可以收下本地卫星场强49dbw以上个别最强信号,试收达到比较满意的效果(注2),收下了本地Ku场强47~53dbw8颗卫星的个别强信号。如108.2E的银河直播,查阅本地Ku场强约52dbw,见图2。收下三个频点讯噪比在8.3~10.6db间,过FEC=3/4有3~5db的余量。现在的接收机门限在5db右右,0.35米收视门限值场强还可下调1dbw(48dbw),而数字接收机讯杂比分贝值与场强、天线分贝值近似(在数字卫星接收机章节再专题讨论讯杂比),因而可大胆预测,该卫星中国波束本地场强在52~53dbw间,与网上查阅场强值相符。

 图2四川收视银河直播场强分析

 现代卫星有数十个转发器,其转发器信号强弱差别较大。就亚S3C波段信号而言,本地最好信号0.55米能找到影子,照单全收一般天线、普通配置过门限需1.4米天线,可见卫星的频点信号强弱之差达7~8db之多。根据卫星信号场强合理选择天线有多个版本,表1是理论计算值;图3、图4是http://www.lyngsat.com提供的C/Ku波段收视参考值;图5是国内发烧友整理的实际收视参考值。而真正达广播级载噪比取值很高,C波段大于15,Ku波段高达20。

 图3 C波段收视参考值



图4 Ku波段收视参考值



图5 实际收视参考值

 在卫视报刊和网上谈论天线使用的文章话题不少,也存在不少误区。归纳如下:

①如发烧友用0.75米小天线一头双星收相隔3径度内Ku波段的卫星容易做到,但某些频点在门限附近,心想如能换大一点天线,增益有所提高此问题能解决,其不然大天线增益提高了,而天线波瓣却变窄了,还不如原来的小天线一头双星的效果好而百思不解。如用2.4米精度良好的天线一头双星,只能收到Ku波段相隔1经度内的卫星,这就是天线波瓣决定的。同轨双星或多星,其实它们相隔0.1~0.2径度,我用2.4米极轴天线收视泰星2、3号Ku波段时,两星的最佳信号极轴天控器要左右点动一下,能分辩出两星在轨东、西位置。

②Ku偏馈天线精度好,是不争的事实,用0.75米Ku偏馈天线能当1.5米正馈天线使用却过于夸大。其实精度很好的正馈天线也不比偏馈天线差多少。我用过SVEC1.2米和0.9米整体正馈天线,精度相当不错。用阳光法模拟测试聚焦光斑圆点分别是Φ35、30mm,与0.75米偏馈天线焦点光班(Φ30mm)相当(注:偏馈天线焦点光斑不是圆点象蝴蝶型,左右斑点较亮),而普通1.5米正馈天线,焦点光斑大于Φ100mm。用1.2米正馈收视C波段,相当于普通1.4米正馈天线,收视Ku波段,比0.9米偏馈高出讯噪比2db多。用以上0.9米正馈、偏馈天线对比测试C、Ku波段效率,其实正馈天线就比偏馈天线少0.3~0.5db(讯噪比),就0.9米偏馈天线,短、长轴分别为0.9、0.99米,拆合为圆形直径约0.94米,比正馈天线多0.04米,而正馈天线LNB和馈源遮挡,天线的有效面积还要少些,两者直径之差约0.06米,同径的偏馈高于正馈0.5db左右并不是它的精度高而是天线面积稍大所致。关于天线配合馈源收视技术问题,后面将在馈源技术章节专题讨论。

③网上有不少转卖日本二手天线者,吹嘘0.45米(Ku)日产天线可达国产0.75米效果,懂点天线增益的烧友都知道,0.45米天线就算精品,其增益就34db,国产0.75米天线再差就算合格品也能达36db,远比它强。而实际用日产0.45米天线,与国产0.5米天线差不多,也间接证实日产精品天线效率接近80%。

极限挑战:西北地区接收128KU信号

极限挑战:西北地区接收128KU信号

  地点 :  内蒙古西部     高斯贝尔免费机     加光盘1.5整体锅
                  PBI(1040)KU头       KU高效馈源                                      

 128日星在我国东部沿海地区有信号,但在其他地区都是溢波接收了,在我们西北地区都是想也不敢想的事情,论坛里前段时间有宁夏的烧友报告有收到128KU的信号,离我地不远,抱着试一试的态度收一下128KU信号,找128C波台亚的信号应该是轻车熟路了,找到台亚节目信号调到最大值,然后换上带高效馈源的KU头,设置参数直接盲扫KU参数,共搜索出了10组参数,50多个频道,有5个免费节目其他都是加密节目,在细调三大角之后,都可以过免费机的门限,其中12348V21096信号比较强,适合寻星。内蒙古以东的烧友都可以试一下收此星,可别说你收不到啊 !只有想不到的、没有做不到的!(注我都是采用的反极化接收) 大家看一下图片: