김일선 웨이브사이언스 대표
(5) LNB 각 부분의 주요기능
① 도 파 관 - 반사기(전파집속 판)로 부터 집속된 전파의 LNB로 유입되는 통로이며, 이 통로에 먼지, 곤충 등의 침입에 의한 수신감도의 저하를 방지하기 위한 PVC 마개가 있으며, 우리나라 위성의 방송 및 통신 중계기의 Down Link Frequency에 사용되는 주파수는 Ku-Band(11.7~12.2㎓)의 좌선회편파(LHCP : Left-Handed Circle Polarized wave)를 사용하고 있으며, 일본 BS sat위성에서는 우선회편파(RHCP : Right-Handed Circle Polarized wa ve)를 사용하고 있다. 또한 홍콩스타방송의 송출위성인 Asia sat3에서는 Down Link Frequency로서 C-Band(3.7~4.2㎓)를 사용하며 수평편파(H : Horizontal Polarized wave)를 주로 사용하며, 일부 방송중계기 및 통신 중계기에서는 각 주파수간의 혼신을 방지하기 위하여 수직편파(V : Vertical Polarized wave)를 사용하기도 하다.
② 피드 혼 : LNB의 몸체를 삼각대를 이용하여 고정하기 위한 금구이다.
③ 몸 체 : 내부에는 국부발진기(Local Oscillator) 및 증폭기(Amplifier)가 내장되어 있으며, 도파관을 통하여 수신된 위성신호주파수를 변환 증폭하는 중요한 장치이다.
④ IF신호출력단자 : 몸체로부터 변환 증폭된 위성중간주파수(Satellite Intergrade Frequency) 신호를 출력하는 단자로서 이 단자를 통하여 위성방송수신기 등에서 출력되는 LNB전원(DC12?18V)을 공급받도록 제작되어 있다.
(6) LNB 구조
1) LNB 구조의 구분
① 입력필터
② RF 증폭회로
③ 국부발진회로
④ 혼합회로
⑤ IF 증폭회로
⑥ 전원회로
2) 주요기능
① 입력필터
- 컨버터 외부로부터의 이미지 주파수에 상당하는 불필요한 전파의 억제
- 컨버터 내부로부터의 국부 발진의 복사(輻射)를 억압
- 도파관의 저역특성을 이용한 원형 도파관을 형성
② RF 증폭회로
중간주파수로 변환하기 전의 SHF대의 저 잡음증폭기로서 2~3단의 GaAs FET(갈륨비소전계 효과 트랜지스터) 증폭 회로로 구성되며, MIC(Microwave Intergrade Circuit) 회로 채용한 LNA(Low Noise Amplifier)이다.
③ 국부발진회로
임의 주파수신호가 입력되었을 때, 중간주파수를 얻기 위해 입력된 주파수신호와 정해진 일정한 중간주파수(IF) 만큼의 주파수 차를 둔 신호를 발생시켜 이를 기준으로 하는 주파수신호발생기이며, 주로 D.R.O 를 이용한다.
④ 혼합회로
SHF대의 입력신호와 국부발진 주파수를 혼합하여 IF(중간 주파수 : 950~ 2,150㎒) 의 주파수를 만들기 위한 두 주파수 혼합회로이며 주로 Conversion Mixer라고 부르기도 한다.
⑤ IF(중간주파) 증폭회로
RF 증폭하여 주파수혼합 변환 후 부족한 신호를 충분한 출력으로 내기 위해 중간주파수(IF)대의 신호를 증폭시켜 높은 Gain을 얻는다.
2.3.3 저 잡음변환컨버터(LNB)의 역할 및 계통도
(1) 개 요
위성안테나의 반사기로부터 집속된 29㏈㎶정도의 미약한 위성방송의 다운링크신호를 도파관을 통하여 수신하여 저 잡음증폭기(LNA)로 초단증폭한 후 대역통과여파기(BPF)를 통하여 여파한 신호를 국부발진기(LO)의 신호와 혼합하여 위성IF 신호를 인출하여 다시 증폭하여 출력하여 위성수신기 또는 위성증폭기로 전송한다. 따라서 LNB는 저 잡음의 증폭도가 상당히 높아야 하고 계절 및 기후변화에 대응한 안정된 국부발진기신호의 유지가 중요하다.
또한 LNB의 동작전원은 위성수신기의 안테나 입력단자 또는 전송로 중간에 설치되는 위성증폭기의 안테나 입력단자로부터 역방향으로 직류(DC)13~18V를 공급받는 구조로 되어 있다.
(2) LNB의 위성IF 출력신호 주파수 계산요령
위성수신 주파수와 국부발진주파수의 차 값을 말한다. 즉,
위성IF = [다운링크신호 주파수 - 국부발진주파수(LO)]
1) Ku-band(11.7~12.9㎓)를 수신시 국부발진주파수가 10.75㎓인 LNB를 사용할 경우,
위성IF 하한주파수는
(11.7㎓-10.75㎓) = 0.95㎓ 가 되며, 위성IF 상한주파수는
(12.9㎓-10.75㎓) = 2.15㎓ 가 된다.
따라서 위성IF주파수 범위는 950~2,150㎒가 된다.
2.4 보호기
(1) 개 요
보호기는 지상파수신 안테나 또는 종합유선방송 인입 선로로부터의 낙뢰 또는 과전압 또는 강 전류로부터 자동으로 방전시켜 후단에 접속된 방송공동수신 설비의 기자재를 보호할 수 있도록 고안된 기자재로서 성능은 다음과 같다.
(2) 주요기능 및 특성
1) 주요기능
① IN 단자 : 방송공동수신신호(54~806㎒) 또는 종합유선방송신호(54~864㎒)의 입력단자이다.
② OUT 단자 : 방송공동수신신호(54~806㎒) 또는 종합유선방송신호(54~864㎒)의 출력단자이다.
③ 접지단자 : 3종 이상의 접지단자로서 과전압 또는 과전류의 유입 시 입출력회로에 내장된 3극 방전관에서 자동 방전되어 이 단자를 통하여 접지로 흘러 중화된다.
④ 취부 홀 : 옥내의 합판 등에 설치 시 부착할 수 있는 홀이다.
2) 특 성
[표 3-7] 보호기 기술특성
구 분 | 단위 | 기 준 값 | 비 고 |
사용주파수대역 | ㎒ | 5.75~864 | |
입출력 임피던스 | ohm(Ω) | 75 | |
삽입손실 | ㏈ 이하 | 1.2 | |
입출력 반사손실 | ㏈ 이상 | 15 | |
절연저항 | ㏁ 이상 | 1 | |
직류방전개시전압 | ㏈ 이상 | DC180~300V | |
절연전압 | V 이상 | AC1,000V | 1분 이상 인가 |
잡음특성 | ㏈㎷ 이하 | -30 | |
충격파방전개시전압 | V 이하 | DC100V/㎲: 700 | |
DC1,000V/㎲: 900 |
(3) 보호기의 설치요령
(4) 사용방법
레벨메타 또는 스펙트럼분석기를 사용하여 지상파방송 입신호인 (CH02~69: 54㎒~806㎒)의 범위 중 해당 사용대역의 출력레벨을 측정하여 입력레벨 값보다 1.2㏈이하 감쇄된 값이 나타나면 정상이므로 후단의 대역통과여파기(B.P.F) 또는 채널트랩(CH TRAP) 등에 입력하여 사용하면 되며, 인입회로에 낙뢰 또는 강 전압 및 강 전류 유입 시 방전전압을 접지(Earth)로 흘려버리기 위하여 접지단자에는 반드시 3종 접지를 시공하여 사용하여야만 제 기능을 발휘할 수 있다.
(5) 보호기 실물사진
2.5 혼합기(Mixer)
(1) 개 요
혼합기는 주로 VHF HIGH, VHF LOW, UHF 등의 각 대역안테나로부터 각각 수신된 지상파신호를 혼합하여 임피던스 변화 없이 저 손실로 한 개의 단자로 출력하여 후단의 기기에 전송하기 위한 기기이며, 종류는 다음과 같다.
① VHF(H/L) 혼합기
VHF HIGH대역(CH07~13)의 신호와 VHF LOW대역(CH2~6)의 신호를 혼합할 수 있는 기기.
② UHF/VHF 혼합기
UHF대역(CH14~69)의 신호와 VHF대역(CH2~13)의 신호를 혼합할 수 있는 기기이다.
③ VHF/VHF 혼합기
VHF대역(CH2~13)의 신호와 VHF대역(CH2~13)의 신호를 혼합할 수 있는 기기로서 2분배기를 역 결합하여 사용하는 경우도 있다.
④ UHF/UHF 혼합기
UHF대역(CH14~69)의 신호와 UHF대역(CH14~69)의 신호를 혼합할 수 있는 기기로서 2분배기를 역 결합하여 사용하는 경우도 있다.
⑤ MATV/SATV 혼합기
지상파대역(54~806㎒) 신호와 위성방송대역(950~2,150㎒)의 신호를 혼합할 수 있는 기기이며, 특히 위성방송대역(950~2,150㎒) 신호입력단자와 출력단자 간에는 위성안테나의 LNB(Low Noise Block down Converter)의 전원공급을 위하여 DC14~18V, 0.5A의 전원이 통과되도록 제작되고 있으며 부분적으로 사용되고 있다.
(2) 주요기능 및 특성
1) 주요기능
① 혼합기의 성능조건 중 중요한 부분은 저 손실로 혼합이 가능하며, 대역 간에 간섭을 최소화 할 수 있도록 되어있다.
② 대부분이 옥외 방우형으로 제작되며 옥내겸용으로 사용할 수 있게 되어 있다.
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