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卫星电视接收原理       ★★★ 【字体:
卫星电视接收原理
作者:imefan    文章来源:朱志荣    点击数:    更新时间:2008-3-6    

 

  利用卫星传送广播电视节目通常是使用同步轨道卫星,也称为静止轨道卫星,即从地面上看,卫星是静止不动的。同步轨道卫星位于地球赤道上空3.6万公里,这就相当于在3.6万公里高空建立了一个信号收转站,其信号覆盖区域非常之大,理论上讲每颗卫星可以覆盖地球1/3的地表面积。卫星电视的优点是覆盖范围大、信号稳定、质量好,特别适合于幅员辽阔、地形复杂的国家。

1、 卫星电视广播的组成和原理

  卫星电视广播通常采用C波段或Ku波段进行传送。C波段具有覆盖范围大,信号稳定,受降雨等气象因素影响小等优点,但接收易受地面同频微波信号的干扰,接收天线的口径也比较大(一般大于2m),因此,C波段一般用于大范围节目传输。Ku波段具有传输容量较大、信号强、地面干扰小、接收天线口径较小(一般1m左右)等优点,但信号传输受降雨等气象因素影响大,覆盖范围相对较小,因此Ku波段一般用于区域性节目覆盖,卫星广播电视直播即采用Ku波段。

  一个典型的卫星广播电视传送通常由地球站、卫星和接收站等3部分组成。来自电台、电视台的广播电视节目首先进行压缩、复用,再经过中频、上变频和高功率放大转换为适合卫星传输的高频信号,然后再由卫星地球站上行发送至卫星。

  数字卫星电视的出现,大大改善了人们收看卫星电视的视觉效果,进而逐步将模拟卫星电视淘汰。然而,这种发展也确实使接收者增加了接收的难度,数字卫星电视信号的接收不再像模拟卫星电视信号那么简便、直观、容错度较大。数字卫星电视信号的难接收,一方面表现在对地面接收的基理、接收的方法与技巧上;另外还有很重要的一方面就是空中卫星上行的原因,在星上,向地面转发的数字卫星电视信号的生成,传输的技术条件,造就了比模拟卫星电视信号难接收的基理。

  大家知道,通信卫星或广播卫星上有若干个转发器,卫星电视信号就是由这些转发器将地面站发射来的电视信号接收并经过处理后再向地面发射而形成的。转发器在这里起到很重要的信号转换作用,每颗卫星上都有很多转发器。早期发展的卫星转发器都较少,最新的卫星都有40个以上转发器,同时还有若干个 Ku甚至Ka转发器,而这些转发器分别使用不同指向的天线形成不同的卫星信号波束。早期卫星上转发器不多,星上天线也不多,所以形成的波速很少,基本上是面波束,且是固定指向的,也就是说卫星上所有转发器所发出的信号,基本上是1个或者2个面波束。但是随着科技的发展,现代卫星不仅转发器多了,天线也多了,不再是所有的转发器都使用1面或2面星上天线。它们是根据市场需要由不同的转发器使用不同天线,形成不同的极化、不同的波段、不同指向的辐射波束,1颗卫星可以多达10余个不同区域波束,场强图也有10余种,正是因为这些新型卫星上承载着众多不同的数字卫星电视频道,用一张场强图就难以解决众多不同指向、不同极化的信号接收。

2 、卫星电视广播的传送方式和发展

  为了提高卫星的利用率,一般多套广播电视节目通过同一卫星转发器传送,采用的传送方式通常有两种,即SCPC(单路单载波)方式和MCPC(多路单载波)方式。

  1) SCPC方式特点

  (1)节目上下行灵活,可以方便地实现在不同地点上行多套广播电视节目(一个 36MHz卫星转发器大约可以传送5~6套标准清晰度数字电视节目),以频率分隔的方式共用一个卫星转发器。但是,为了背面避免载波间的边带干扰,各个载波之间需要留有一定的保护频带,使得卫星转发器的频带利用率下降;

  (2)为避免多载波间产生互调干扰,转发器功率须退到线形区,使得卫星转发器的功率利用率下降。同时卫星转发器工作在线形区,每个载波的功率相对较小,因此以 SCPC方式传送的节目信号较易受到其它信号的影响,抗干扰性能较差;

  (3)每个载波占用固定频率宽度,传送的节目码率固定不变,降低了卫星信道的利用率。

  2) MCPC方式特点

  (1)可以在同一地点打包集中上行多套广播电视节目(一个36MHz卫星转发器大约可以传送10套以上标准清晰度数字电视节目),而以单一载波占用一个卫星转发器。由于转发器内只有一个载波,不存在载波间相互干扰问题,因此不需要分配保护频带,卫星转发器的频率利用率较高;

  (2)卫星转发器工作在饱和状态,载波功率相对较大,因此以MCPC方式传送的节目信号不易受到其它信号的影响,抗干扰性能较强;

  (3)传送多套节目可以采用统计复用等节目码率动态分配技术,使每套节目的平均码率大为减少,提高了卫星信道的利用率。MCPC方式的缺点是不能实现各套节目分别在不同地点上行到同一转发器,节目的上行不如SCPC方式灵活。

  SCPC方式与 MCPC方式各具特点,采用何种方式传送广播电视节目需要根据具体情况而定。一般来讲,不同地域间广播电视的节目传输通常采用SCPC 方式,而对于像卫星直播等节目集中上行的情况,而多采用MCPC方式。

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