High-Temperature LNB Local Oscillator Offset: Satellite Loss Mechanism & Solutions

در مناطق گرمسیری و شبه گرمسیری با دمای بالا و رطوبت بالا، دریافت ماهواره ای معمولاً دارای نقص های فصلی و مبتنی بر زمان است.سیگنال ها کاملا ثابت و قوی هستند در صبح زود و روزهای ابریبا این حال، در طول ظهر و بعد از ظهر گرم تابستان، موزاییک مکرر، فلک کننده حامل، از دست دادن قطعی ترانسپندر و حتی قطع کامل ماهواره رخ می دهد.تداخل و بارندگی طبیعی استعلت اصلی اینهتعویض فرکانس نوسانگر محلی LNB ناشی از دمای بالااین مقاله به طور عمیق مکانیسم حرکت LO در دمای بالا، ویژگی های نقص، تفاوت بین راه حل های DRO و PLL و راه حل های مهندسی اساسی را تجزیه و تحلیل می کند.

از دست دادن ماهواره ناشی از حرکت درجه حرارت بالا LO الگوهای منظم بدیهی دارد که می تواند به وضوح از تداخل، بارندگی محو و انحراف تراز تشخیص داده شود:

1. مدت زمان ثابت: فقط در بعد از ظهر گرم رخ می دهد و به طور خودکار با کاهش دما بهبود می یابد.
2. الگوی آب و هوا: بدتر در زیر نور مستقیم خورشید، کاملا طبیعی در روزها و شب های ابری
3. پدیده: مقدار SNR گیرنده به نظر می رسد نرمال است، اما صفحه نمایش، موزاییک ها و تصادفی از دست می دهد قفل.
4. ویژگی فرکانس: ترانسپندر های فرکانس بالا ابتدا شکست می خورند، در حالی که نقاط فرکانس پایین بیشتر قفل می شوند.

پس از دریافت سیگنال های ماهواره ای با فرکانس بالا، LNB بر روینوسانگر محلی (LO)برای تکمیل تبدیل پایین و تبدیل سیگنال های RF به IF (فریکونسی متوسط). گیرنده حامل ها را بر اساس فرکانس استاندارد LO دمودول می کند.هنگامی که فرکانس LO به دلیل دمای بالا حرکت می کند، IF تبدیل شده از محدوده استاندارد منحرف می شود و باعث می شود گیرنده در دمودولاسیون ناقل دقیق شکست بخورد.

LNB های اقتصادی معمولا DRO (Dielectric Resonator Oscillator) را اتخاذ می کنند:

• بدون کنترل فرکانس حلقه بسته، کار درحالت حرکت آزاد;
• پارامترهای رزوناتور دی الکتریک با دمای حرارت به شدت تغییر می کنند.
• نور مستقیم خورشید باعث افزایش دمای حفره LNB بیش از 70 درجه سانتیگراد می شود و باعث تغییر فرکانس بیش از حد می شود.
• پیر شدن در فضای باز عملکرد حرکت حرارتی را از سال به سال بدتر می کند و نقص ها را با گذشت زمان بدتر می کند.

نقاط فرکانس بالا باند Ku دارای تحمل بسیار پایین برای تغییر فرکانس هستند. حرکت کم LO تأثیر کمی بر فرستنده های فرکانس پایین دارد.اما به راحتی از تحمل دمودولاسیون حامل های فرکانس بالا فراتر می رودکه نتیجه اش:

• از دست دادن موزاییک اولیه و قفل در کانال های فرکانس بالا؛
• پخش معمولي از کانال هاي فرکانس پايين، اين توهمي از سيگنال هاي ناپايدار رو بوجود مياره

اشتباه اول: بعد از ظهر از دست دادن ماهواره به علت بارندگی
تحلیل:بارندگی در طول بارندگی رخ می دهد، در حالی که نقص های حرکت LO در روزهای آفتابی، بدون ابرها و گرم و داغ رخ می دهد.

اشتباه دوم:تنظیم دقیق آنتن می تواند مشکل را حل کند
تحلیل:انحراف آنتن باعث تضعیف کلی سیگنال و بدتر شدن تمام باند می شود.شکست فرکانس بالا انتخابیکه با تنظیم آنتن ثابت نمیشه.

اشتباه سوم:SNR عادی به معنی وضعیت طبیعی دستگاه است.
تحلیل:با تغییر فرکانس بیش از حد، گیرنده هنوز قراءات SNR عادی را نشان می دهد، اما دقت فاز و انحراف حامل از آستانه دمودولاسیون فراتر می رود، متعلق به "وضعیت طبیعی نادرست" معمولی است.

1. برای کاهش گرمایش مستقیم و کاهش حرکت، سایه های خورشیدی LNB نصب کنید.
2. استفاده از آنتن قطر بزرگتر برای افزایش حاشیه سیگنال و تحمل تغییر فرکانس کوچک
3. پارامترهای پیش تنظیم شده LO را برای بهبود کوتاه مدت دوباره کالیبراسیون کنید، که با تغییر دمای دوباره شکست می خورد.

ارتقاء LNB DRO معمولی به LNB PLL با فرکانس ثابت با قفل فاز
PLL از مکانیسم قفل فرکانس کریستال مرجع + حلقه بسته استفاده می کند:

• تقریباً تحت تاثیر دمای محیط با حرکت حرارتی بسیار پایین نیست.
• کالیبراسیون فرکانس LO در زمان واقعی برای حفظ فرکانس استاندارد در تمام زمان ها
• به طور کامل از بین بردن جابجایی درجه حرارت بالا و افزایش سن، اطمینان از قفل پایدار تمام روز فرستنده های فرکانس بالا.

برای مناطق گرمسیری و چند ساله با دمای بالا، PLL تنها راه حل اساسی طولانی مدت برای از دست دادن ماهواره های بعد از ظهر است.

از دست دادن ماهواره های انتخابی بعد از ظهر و موزاییک کانال های فرکانس بالا ناشی از مشکلات آنتن، کابل یا تداخل نیست.اما با LO بیش از حد جبران شده از نقص های ذاتی حرکت حرارتی DRO LNBدر درجه حرارت بالا، پارامترهای مدار DRO در حال حرکت آزاد تغییر می کنند،ایجاد انحراف سیگنال های IF از پنجره دمودولاسیون و منجر به نقص های پنهان با SNR طبیعی نادرست اما شکست واقعی دمودولاسیون. چترهای آفتابی و تنظیمات آنتن فقط یک کمکی موقت می کنندارتقا به LNB با ثبات فرکانس PLL حلقه بستهتنها راه حل مهندسی اساسی برای حذف حرکت درجه حرارت بالا LO و دستیابی به دریافت ماهواره ای پایدار در طول سال است.

از دست دادن ماهواره های فرکانس بالا در بعد از ظهر های گرم آفتابی با دریافت عادی در شب و روزهای ابری = حرکت LO درجه حرارت بالا LNB، اساساً با ارتقاء PLL حل می شود.