卫星电视信号接收的技术常识（精选8篇）
卫星电视信号接收的技术常识 第1篇
卫星电视信号接收的技术常识
卫星简单介绍
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收卫星电视信号，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收的信号从那里来的。我们接收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，就不能接收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，我们要接收就有难度，属于溢波接收，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收到，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收到。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收到的，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。在地面接收卫星电视信号，只要你能接收到。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收下来的。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）特别是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。
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（Q主注：以前某轮子组织就是用这种方法向我国电视用户播放了几段轮子的视频）。
卫星天线的三个重要参数（方位角、仰角和极化角）
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。
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
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，如果要接收亚洲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 是不同的。
说到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。
其实调节卫星天线，也就是我们说到的锅，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。(三个参数深入了解可看“卫星天线的方位、仰角、极化角”)
抛物面天线
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收，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)样子接收器,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？
家用正馈大锅，一锅多星方式
偏馈的小KU锅，也同样是一锅多星方式
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。用锅盖子接收信号，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。说到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，让高频头来接收。所以上面提到的无锅接收，纯粹是骗子的伎俩，如果无锅接收可行的话，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，只能接收很窄的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收信号，那是不现实的。
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!
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。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。说到无线电波，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。
转发器
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。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。
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.高频头
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 2.一款带馈源盘的C头
下面上传一些KU波段高频头 下面图中的高频头全是KU波段的高频头
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。
功分器与分配器和分支器的区别
简单地说，分配器的所有输出口衰减量是一致的，譬如四分配器的各个输出端口的衰减量分别是8dB，那么它的每个输出口的输出电平与输入口的输入电平相比都是相差8dB；而分支器则依型号规格不同，主输出端（OUT）的插损在1-3dB左右，而支路（BR）衰减则从6-34dB不等，分配器的基本类型只有三种，即二、三、四分配器，有时可以见到的六分配器和八分配器实际也是最基本的二、三、四分配器的组合而已，分支器的基本类型有一、二、三、四分支器，每一种里又从-6dB到-34dB划分为不同的衰减值，因此分支器的种类可达上百种，具体怎样使用具有较强的专业性，这也是我们不提倡在家庭中使用分支器的原因。分配器和分支器的频率范围一般都在5-870MHz。功分器的全称应该叫功率分配器，也就是说它不仅具有分配器的基本功能，还要具有传输功率电流的功能，实际应用中我们就是利用它的这种功能来实现多台卫星接收机共用一面卫星接收天线的，功分器的工作频率上限可达2000MHz。
由以上的介绍可知，分配器和分支器一般不可互换，分配器也不能充当功分器，但功分器一般是可以充当分配器使用的，尽管未免大材小用。
卫星电视信号接收的技术常识 第2篇
通过卫星通信技术，可以让我国偏远地区也能接收到安全稳定的电视信号，而这些偏远地区的人们，在电视中能够获得大量的信息、学习到很多知识，开阔自己的视野，时刻了解社会发展的大形势，掌握我国地方出台的一些新政策，可以改善其生活，丰富其娱乐[2]，提高其素质，推动我国小康社会的建设。但是对于卫星通信电视接收的设计安装中，还存在一定的问题有待解决，同样是在偏远山区，其自然环境恶劣，在设计时有很大阻碍，为了接收信号好，同时也为了设计的合理性，节约一定的资源，就要对地形等进行分析，从整体上进行规划设计，而在安装过程中，由于天气环境、地形因素的影响，通常会遇到一些技术阻碍，因此需要加以克服。在以后的安装工作中，要求技术团队进行技术的改进，有效克服困难，保证电视信号的覆盖率。
2.2保证传输电视信号的稳定性
通过应用卫星通讯数字电视技术，人们在观看电视节目的时候，接收到的电视信号更好，可以很好的将数字视频变为电视直播，替代了传统的有线电视，提高了覆盖面积，这样观众在收看电视节目的时候，得到的图像质量大大提高，由实践表明，通过一个简单的卫星接收机，以及单一的卫星天线等，观众就可以在家观看上百套电视节目[3]，另一方面，还能观看到一些高倍清晰的电视节目，丰富人民的生活，开阔人民的视野，有利于我国社会的现代化建设。
2.3降低人们的观看成本
和传统的有线电视对比分析，卫星通讯数字电视在使用成本上，更加经济实惠，在传统的有线电视中，信号传播到人们接收到信号，这一过程中还需要很多环节的处理，增加了人工成本和设备成本，但是卫星通讯数字电视的使用，却省略了这些中间环节，极大的降低了电视收视系统的运行和建设成本。和传统的有线电视对比，其不仅建设速度快，而且在进行后期运行维护过程中，工作量很小，因此投入的人力、资金都十分有限，人们使用的信号也比较稳定，在此基础上，自然灾害，外界因素等都不会对该信号做出影响，在进行设备安装中，整个操作流程简单，使用方便，易学易懂，因此在进行大面积、大范围推广中有很多优势，受到广大技术人员的青睐。不仅如此，卫星通讯数字电视接收技术有很好的市场潜力，相关技术人员进行了调查分析，在我国的人口数量为14亿，由3到4亿的家庭构成，如果其中1/3的家庭都安装了卫星数字电视接收系统，在不考虑其他经济方面的效益之后，就电视信号接收进行分析，其可以达到上千亿的产值，由此可见，在未来的发展中，其潜力巨大。技术人员就应该积极对这些技术环节进行研究，做进一步优化，与此同时，及时引入其他先进技术，提高信号传播的质量和效率。在此基础上，应该投入专项资金，重点对安装技术，系统升级进行研究，优化现有弊端，解决当前存在的问题。
3结论
通过以上对卫星通讯数字电视接收技术的分析，发现其技术核心包括卫星数字电视的节目源，上行发送站，传播卫星，下行地面的接收站等，未来想要保证该技术有更好的发展，和传统的有线电视相比，这种卫星通讯数字电视接收技术有很大的优势，信号覆盖面积广，几乎没有任何死角，信号传输稳定，提供高清视频信号传输，除此之外，在运行、建设、安装过程中，极大的降低了电视收视系统的运行和建设成本，在未来有很大的发展潜力。
作者:邓康 单位:江西广播电视台节目传输中心
参考文献:
[1]蔡雪娜.关于卫星通讯数字电视接收技术的探讨[J].黑龙江科技信息，（12）：432-433.
[2]夏云芳.卫星通讯数字电视接收技术[J].西部广播电视，（8）：177.
卫星电视信号接收的技术常识 第3篇
1 系统功能
监测前端通过对无线广播电视信号的采集、压缩、转码、存储以及参数测量等工作, 实现对中波广播、调频广播、地面模拟电视、地面数字电视 (DTMB) 的监测。
1) 中波、调频广播监测系统功能
对广播节目的监测具备无载波、无音频、功率下降、调制度越限等报警功能, 同时具备对场强、调幅 (制) 度的测量功能。
2) 电视监测系统功能
对地面电视节目监测具备无载波、无视频、彩条、黑场、音频静音、画面静止等报警功能;具备频道扫描、新增频道报警、频谱扫描等功能;在测量方面具备实时测量场强、图像电平、伴音电平、载波频偏等功能。
2 信号接收链路组成
信号接收链路由接收天线、平衡变换系统、阻抗匹配系统及传输馈线等组成。
2.1 接收天线
无线广播电视信号的接收主要通过接收天线实现, 接收天线的作用是把接收的电波能量转变成射频电流, 通过馈线传输给监测设备。根据无线广播电视的传输特性, 在前端系统中, 主要利用环形天线接收中波广播信号, 利用对数周期天线接收地面电视、调频广播节目, 个别前端用八木天线接收地面电视信号。
2.1.1 中波广播接收
前端系统采用室外无源环形天线接收中波广播, 根据中波广播传播特性, 当环形天线平面与电波传播方向平行时, 接收信号的电平最高, 收听效果最好;两者相互垂直时, 接收信号电平最低, 收听效果最差。
2.1.2 调频广播和地面电视接收
对于调频广播、地面模拟电视、地面数字电视, 前端系统主要采用宽频带的对数周期天线作为信号接收天线。
针对VHF、UHF频段的地面电视频道, 前端系统主要采用45 MHz~120 MHz、140 MHz~800 MHz两个频段的对数周期天线, 调频广播与VHF频段电视共用45 MHz~120 MHz对数周期天线[2]。
1) 接收天线高度
在对数周期天线架设中应考虑天线高度、天线间的相对位置、天线方向等因素。
对数周期天线的接收高度参照视距计算公式:
式中, R表示电波传播视距, ht表示发射天线高度, hr表示接收天线高度, 4.12为修正后的大气层介电常数。在监测前端建设时, 通过已知的电波传播距离 (前端与发射台直线距离) 和发射台天线高度, 可计算出接收天线的理论高度hr, 参考hr进行监测用接收天线的架设。
2) 接收天线相互位置
多副天线架设在一根杆上时, 当两副天线水平 (左、右) 或垂直 (上、下) 架设时, 两副天线间隔应大于, λ为两副天线工作波长中较长的波长。
3) 接收天线的增益
电视和调频广播接收天线的增益, 一般是指相对于半波振子的功率增益, 即当天线取最佳方向时, 天线输出端匹配负载中所吸收的功率, 与在相同条件下半波振子天线输出端匹配负载中所吸收功率之比[1]。天线输出电平应满足监测前端的门限要求, 因此在选取接收天线时, 应考虑天线的增益。
接收电平公式:
式中, S为天线输出电平, E为接收点场强, λ为天线工作波长, G为天线增益, Lf为馈线损耗, SYV-75-5-1馈线损耗一般取1 d B。
根据监测前端对天线输出电平的要求S、接收点场强E、接收频道 (频率) 对应的波长λ、电缆损耗Lf等参数, 可计算出接收天线所需的增益G, 从而选择满足增益需求的接收天线。
2.2 信号传输
监测前端接收天线架设在监测机房顶层室外, 通过同轴射频电缆进行射频信号的传输。
前端系统常用的同轴射频电缆主要型号为SYV-75-5-1, 特性阻抗为75Ω。按照SYV系列同轴射频电缆结构性能, 参考传输频率在200 MHz时, 衰减常数≤0.19 (d B/m) 的特性, 电缆长度按照最长30 m计算, 前端系统的电缆衰减不超过6 d B, 一般衰减值取1 d B~2 d B。
2.3 平衡/不平衡转换与阻抗匹配
在监测前端信号接收中, 接收天线通过传输馈线与射频解调设备和射频测量设备 (场强仪) 连接时, 应保证相互间的阻抗匹配和保持平衡与不平衡形式的一致, 才能提高接收信号的有效功率。
2.3.1 平衡/不平衡变换
监测前端的接收天线环形天线、对数周期天线、八木天线等都是平衡馈电, 而所用的同轴电缆为不平衡馈电, 天线与馈线的连接时应进行平衡/不平衡转换。技术上常采用的变换方式如下:
1) 平衡变换器
如图1 (a) 所示, 半波振子的一臂与主馈电缆外导体连接 (a点) , 另一臂与导体上端和主馈电缆的内导体连接 (b点) , 导体的下端通过短接金属环与主馈电缆外导体连接 (c点) , 此时a、b之间的波程差为, a、b两点反相, 实现了平衡馈电。a、b两点到短接金属环之间是一段的短路线, 阻抗为无穷大, 不影响阻抗匹配。
2) 不对称U型环平衡变换器
如图1 (b) 所示, 它由两段同轴电缆 (阻抗75Ω) 构成, 其中一段为, 另一段为, 两段同轴电缆的内导体分别与半波振子的两臂a、b连接, 另一端与主馈电缆连接于c点, 主馈电缆到振子两馈电点路径的波程差为, a、b两点反相, 实现了平衡馈电。馈电点a到c点的阻抗为150Ω, 馈电点b到c点的阻抗为150Ω, c点阻抗为两馈电点的并联值即75Ω, 实现阻抗匹配。
3) 平衡变换器
平衡变换器又叫U型平衡变换器, 折合半波振子天线 (如八木天线, 阻抗300Ω) 与同轴电缆 (阻抗75Ω) 连接时, 在它们之间加装长度为的U型平衡变换器, 从图1 (c) 可看出, 信号从主馈电缆传至a点分成两路, 分别供给振子左右两边负载。a、b两馈电点的波程差为, a、b两点反相, 实现了平衡馈电。
2.3.2 阻抗匹配
前端系统中涉及到的阻抗匹配主要有两种:
1) 主馈电缆与监测设备连接
监测前端采用的调频广播监测设备的输入为N型接口, 阻抗50Ω, 系统采用的接收天线、主馈电缆阻抗均为75Ω, 因此在主馈电缆与监测设备之间采用75Ω~50ΩN型阻抗转换器, 实现阻抗匹配。
2) 主馈电缆与八木天线连接
折合半波振子天线 (阻抗300Ω) 与主馈电缆 (阻抗75Ω) 连接时, 需要进行300Ω~75Ω阻抗变换, 技术上采用平衡变换器, 如图1 (c) 所示, 由于a、b两点的对地阻抗均为150Ω, 合成后a点的阻抗为两馈电点的并联值即75Ω, 实现了阻抗匹配。
3 场强测量
监测前端系统利用内置场强测量卡实现对地面电视和广播节目场强的测量, 得到的数据作为载波电平的判断依据, 当所测场强值低于门限电平值, 系统进行“无载波”报警。
前端接收信号的场强值与前端的位置及接收天线的高度有关, 视距内场强计算公式为:
式中, ht、hr分别为发射天线和接收天线的高度, λ为接收信号波长, r为收发间距, Pe为发射天线实际辐射功率, 计算公式参见式 (4) 。
式中, P为发射机的标称功率、G为天线增益、L为馈线损耗。
通过实测的场强值与理论计算的场强值的比较, 如测量值与理论值吻合, 则表明信号接收通道基本无干扰, 如两值相差较大, 则说明接收通道受干扰, 需要重新选择干扰较小的位置进行接收。
4 接收效果
经测, 监测前端调频接收场强均超过60 d B (μV/m) , VHF波段电视接收场强高于57 d B (μV/m) , UHF波段电视接收场强高于67 d B (μV/m) , 满足我国城市调频、电视广播最低可用场强值;中波场强值基本满足中波广播标称可用场强 (白天地波服务城市63 d B (μV/m) , 夜间地波服务城市77 d B (μV/m) ) [2]。
5 结束语
通过对无线广播电视监测前端信号接收链路的研究和分析, 表明在监测前端信号接收链路环节上, 通过合理、有效的技术手段可以提高接收信号的电平值, 进而提高监测系统的指标。
摘要：通过对无线广播电视信号接收链路的分析研究, 汇总整理了与接收性能有关的技术要点, 提出改善接收效果、提高监测性能的具体措施。通过在监测前端的实践, 极大提高监测数据的准确性, 为广播电视发射台的安全播出提供了重要保障。
关键词：环形天线,对数周期天线,平衡/不平衡变换,阻抗匹配
参考文献
卫星电视信号接收的技术常识 第4篇
校园电视节目的安全播出是事关学校安全稳定的头等大事。本文从稳定可靠、经济实用的角度出发，利用当卫星电视信号接收机收到非法干扰信号时，Eb/No值会迅速降低的特点，设计了安全接收校园卫星电视信号控制电路。确保一旦出现非法干扰信号时，马上切断电视节目转换器的电源，同时发出光声报警。
引言
学校是培养社会主义现代化事业建设者和接班人的摇篮，校园电视节目的安全播出是事关学校安全稳定的头等大事。当前，海外敌对势力和不法分子不断通过广播电视对我国进行分化和渗透。特别是部分邪教组织选择卫星作为主要对象，对我国卫星电视信号进行刻意攻击和破坏。为此，各级广播电视系统通过加强管理并且分别采用价值较高的仪器及监测设备等一系列的安全技术措施，确保卫星电视节目的安全播出。而学校由于受设备能力和经济条件等限制，一般不具有相关监测设备，通常通过工作人员的实时监控来实现卫星电视信号安全接收和转播。为此，设计一个既安全可靠又经济实用的安全接收校园卫星电视信号自动控制器就成为很有必要。
设计原理
不法分子攻击广播电视卫星信号主要是用非法信号覆盖卫星转发器的上行信号，造成下行接收的卫星信号由原来的正常信号转变为非法信号。在不法分子攻击卫星信号开始覆盖卫星正常信号时，由于TS传输流的编码结构、复用结构、表格参数、名称都会发生突变，卫星电视节目接收机在解复用和解码时会出现解码不连续、解码缓冲区溢出、各种解复用和解码参数重新初始化等内部过程，对应输出的视频信号会出现短时间的马赛克、静帧、黑屏，声音短时间丢失或突变等现象。当上行卫星信号受到非法干扰时，数字卫星电视信号接收机的单位比特数据信号的能量与单位带宽内的噪声能量之比值Eb/No就会迅速降低。利用这一特点，设计制作校园卫星电视节目安全接收控制电路，并通过检测卫星电视接收机接收卫星信号的Eb/No值的变化，来实现控制目的。
安全接收校园卫星电视信号的控制原理框图如图1所示，利用Eb/No值去控制相关控制电路，一方面输出控制信号，使电视节目转换器切断电源，确保非法信号不被播出；另一方面同时发出光声报警，以提醒工作人员，以便迅速关闭电视转播系统或插播其他应急信号。
控制电路设计及元件功能
根据安全接收校园卫星电视信号控制原理，利用光电耦合器作为隔离电路，直流电子开关放大器作为检测信号放大电路，继电器作为电视节目转换器电源控制，红色发光二极管作为指示报警，语音录放集成电路及扬声器作为声音报警。将安全接收校园卫星电视信号控制电路设计成如图2所示，控制电路供电电源为+9V。各元件的功能及主要参数分别如下所述：
控制过程
通常情况下，当卫星电视节目信号正常时，所接收的有用信号单位比特数据信号的能量与单位带宽内的噪声能量之比值Eb/No在70%以上，当数字卫星接收机受到非法信号干扰时，Eb/No会迅速下降，利用这一特点，可以设定一定的Eb/No值作为防止非法信号的门限值，门限值可根据具体情况而确定，一般可设为30%。一旦Eb/No值低于门限值，控制电路就动作，及时关闭电视节目转换器电源，同时通过光、声实现报警。
在图2中，当接收的卫星电视节目信号正常时，Eb/No值较高，大于门限值，光电耦合器IC1②脚为低电平，①脚为高电平，IC1导通，IC1⑤脚被短路，直流电子开关IC3⑤脚为低电位，IC3截止，IC3②、③脚输出为低电位，继电器K不工作，对电视节目转播器的工作不影响，LED2和IC2、IC4、BL分别不工作，不出现报警状况。
当卫星电视节目接收机收到时非法干扰信号时，Eb/No值将迅速下降，低于门限值，光电耦合器IC1①脚为低电平，②脚为高电平，IC1截止，对直流电子开关IC3没有影响，这时，IC3⑤脚由9V电源经过RP1、R6、R5供电，为高电平，IC3导通，IC3②、③脚输出高电平，继电器K动作，使继电器常闭接点断开，切断电视节目转播器的供电电源，确保非法干扰信号不被转换播出。同时，LED2通电导通发出高亮度红色报警光。IC2导通，并触发语言录放报警集成电路IC4工作。通过扬声器BL发出语音报警信息。
当非法干扰信号消失时，Eb/No值又将恢复，大于门限值，IC1导通，电路恢复正常，继电器K不动作，同时光电报报警解除，电视节目转播器恢复正常播出。
结束语
卫星电视信号接收的技术常识 第5篇
1卫星导航基本原理
卫星导航在对用户位置进行确定的过程中, 首先需要对接收机与导航卫星之间的距离进行确定。P是二者之间的距离, 接收机能够对其进行接收, ing对卫星导航信号进行跟踪, 信号传输的时间t可以被测量, 卫星导航的具体实现需要应用光速c来乘以t。卫星导航实际运行过程总, 测量出来的用户位置通常以三维的形式表现, 通常情况下, 对其进行表示的过程中需要利用 (xu, yu, zu) , 在对一维和二维位置进行确定过程中应用的方式, 对三维方式同样适用。
由于 (xu, yu, zu) 是代表三维位置的, 因此计算过程中拥有未知数三个, 这就需要对四个距离的方程进行, 本文在展开研究的过程中, 假设偏差不存在于卫星系统和接收机两个时钟之间, 此时在进行技术的过程中, 只要同时对四颗星进行跟踪即可。实际生活中, 地面或离地面很近的地方是用户接收机所处的位置, 因此应用四组方程可以获得两组解, 此时在对接收机位置进行确定的过程中, 应当应用近地面的解。
卫星信号的捕获和接收是由接收机完成的, 这一过程中可以对信号传输的时间进行确定, 并可以对伪距进行计算。当导航数据帧被接收机接受, 卫星轨道信息的确定需要解帧, 而这一过程中还能够对卫星现阶段所处的位置进行计算, 从而确定自身位置。在这种情况下, 设计接收机过程中, 最重要的模块就是跟踪和捕获模块。
2接收机捕获算法
2.1循环相关捕获算法
循环相关捕获法在应用过程中, 是建立在FFT基础之上的, 这一过程中对周期性在伪码中的体现进行了利用, 同时还结合应用了循环卷积原理, 促使并行搜索可以在伪码相位中得以实现, 提升了捕获的速度。
循环相关捕获算法实施过程中, 对应频域在时域卷积中的乘积进行了应用, 并假设对中频信号进行输入后可以经过载波剥离, 即:SI (t) =p (t) cos (wt) 、SQ (t) =p (t) sin (wt) 。
由此可知, 卷积表达式同以上乘积的结果类似, 在对卷积定理进行应用的过程中, 频域相乘对应时域卷积, 因此在对积分进行计算的过程中, 首先应当对DFT变换在SI (t) 、SQ (t) 以及PL (t) 中的体现进行计算, 促使频域乘积计算来替代时域卷积计算, 并将其结果应用IDFT进行转变, 促使时域积分结果得以实现。例如, 针对一号卫星在GPS中的体现, 如果对其数据跳变以及载波多普勒产生的影响进行忽略, 那么将噪声在伪码中进行输入, 则可以得到-17d B的信噪比和频率采样40MHz。如果FFT变化为40000点, 那么循环相关结果可以在Matlab仿真的基础上得以体现。
FFT算法在循环相关算法中的应用, 能够促使运算量极大的降低, 并在IFFT的作用下, 有效对比门限值同输出结果之间的差异, 提升捕获功能的速度。针对FPGA来讲, 为了将采样率进行降低, 可以应用抽取滤波的方式, 促使数据量有效减少, 并保证资源消耗在FPGA当中有效降低。实现系统的过程中, FFT模块必须存在于每一个系统当中, 在对时分复用进行应用时, 可以促使3次FFT计算在算法流程中得以完成, 促使FFT模块应用的次数减少, 促使占用比率在存储器以及逻辑资源中得以明显降低, 提升算法实现的可能性。
2.2结果显示
GPS和GLONASS在接收机软件中的应用, 能够促使双系统同时捕获得以实现, 在对循环相关标识进行中断查询的过程中, 需要对DSP进行应用, 循环相关算法逻辑模块存在于FPGA内部, 对其的控制可以通过读写操作来实现。在显示界面对捕获结果进行显示的过程中, 串口的应用能够促使结果一秒钟更新一次, 从而实现实时更新的功能。
GLONASS系统在对测试结果进行捕获的过程中, 需要应用到十二个通道, 现阶段捕获跟踪的相关卫星可以通过卫星号进行表示。一个频道号由两颗GLONASS卫星进行对应, 因此在进行捕获的过程中, 必须以频道号为主, 无法对具体的卫星号进行确定卫星号的确定需要在对卫星帧数据进行接收以后才能够确定。在实际应用过程中, GLONASS系统仍然存在一定的缺陷, 如较差的卫星覆盖能力等, 在二十四小时中, 能够产生较大变化的可见星数量, 具有效统计显示, 该系统运行过程中, 最多一天中能够对九颗卫星进行捕获, 而最少只能够对一颗卫星进行捕获, 严重者甚至无法对一颗卫星进行捕获。
在长时间的检验过程中, 循环相关算法的可行性以及科学性得到了证实, 同时该算法应用过程中的具体参数也可以被有效确定, 从长远的角度来看, 拥有重要的应用价值。
3结论
综上所述, 近年来, 人类文明不断进步, 卫星导航的应用范围越来越广泛, 我国在积极进行科学研究的过程中, 必须增加对卫星导航领域的投入。在卫星导航系统当中, 基带信号处理处于其中间环节位置, 能够对卫星导航功能起到决定作用, 在这种情况下, 本文从接收机捕获算法角度出发, 对卫星导航基础上的接收机基带信号处理技术展开了研究, 希望对我国科技研究的进步起到促进作用。
摘要：本文首先对卫星导航基本原理进行了简要介绍, 并从接收机捕获算法角度出发, 对卫星导航基础上的接收机基带信号处理技术展开了研究。
关键词：卫星导航接收机,基带信号处理,技术
参考文献
[1]刘征岳.北斗导航接收机基带信号处理技术研究与实现[D].桂林电子科技大学, 2014.
[2]谢非.北斗软件接收机及惯性/卫星超紧组合导航关键技术研究[D].南京航空航天大学, 2014.
[3]黄仰博.高性能导航接收机基带处理算法与实现技术研究[D].国防科学技术大学, 2011.
[4]罗勇.GNSS/INS深组合导航系统信息匹配问题与跟踪算法研究[D].国防科学技术大学, 2012.
卫星电视信号传输、接收与调试 第6篇
【关键词】基带；转发器；频率；卫星接收机
卫星电视信号是通过广播卫星进行接收和传输的电视信号。本文按照卫星电视信号传输的顺序，即从卫星电视信号的上行发射、星载转发、下行接收以及下行接收室外部分的调试这四个方面展开讨论。
1.卫星电视信号的上行发射
卫星电视信号的上行发射是靠上行发射系统来完成的。上行发射系统的主要设备是上行发射台，上行发射台可以是一座或多座，其中主发射台是卫星广播系统的发射中心，它除了负责向星载转发器发送中央电视台的节目以及全国范围的节目外，同时它还具有遥测、遥控和跟踪功能，可以直接监控卫星的姿态、轨道位置和各种工作状态。
2.卫星电视信号的星载转发
卫星电视信号的星载转发是通过卫星上的星载转发器来实现的，星载转发器是卫星的有效载荷，它接收、放大和发射输入信号，使上行发射台的广播电视信号，通过卫星远距离中继后定向送到地面时具有足够的强度。为了避免转发器的发射信号干扰自身接收信道，其接收频率与发射频率必须错开。主要的有如下两种：其一是非再生式转发器；其二是再生式转发器。
3.卫星电视信号的下行接收
卫星电视信号的接收，则是通过一系列卫星电视接收设备和器件去完成接收和处理卫星电视信号，并将卫星电视信号高质量地传输到用户。卫星电视信号的接收可分为两个部分：即室外部分与室内部分。室外部分主要是指卫星接收天线、馈源、极化器和高频头等；室内部分则主要是指功分器和卫星接收机等。
3.1 卫星电视接收的室外部分
卫星电视接收的室外部分主要包括卫星接收天线、馈源、极化变换器和高频头。
卫星广播电视系统的天线，是实现以自由空间为传播媒介的接收电磁波能量的设备。
馈源是高增益聚焦天线的初级辐射器。它的作用是把抛物面天线聚焦在焦点上的电磁波能量以最低的损耗传输到低噪声放大器。
极化器主要由矩形波导和探针（或金属耦合环）组成，起极化变换的作用。但由于卫星转发器发射下来的电磁波的极化方式，受地面接收站的地理位置、空中卫星姿态和地磁等因素的影响，有时会稍微偏离原极化方向。因此在安装和调整时要注意这一点，以求达到极化最佳匹配的目的。
高频头又称为低噪声下变频器，常用LNB表示，它能同时对卫星电视在某个频段内的所有频道信号进行低噪声放大和下变频。低噪声放大要用波导作输入传输线，这就要有波导与微带过渡段，选择波导中探针的长度和直径，可保证波导与微带线之间达到最佳的匹配。下变频是在混频电路中完成的，它由高频头输入频率与高频头本振频率（如C频段5150MHz）混频后输出一中频信号频率（如C频段的频率范围为950MHz～2050MHz），并通过阻抗为75Ω的同轴电缆传送到卫星接收机的输入端，供卫星接收机接收。
3.2 卫星电视接收的室内部分
卫星电视接收的室内部分主要包括功分器和卫星接收机。
功分器是功率分配器的简称，它是将信号功率分成相等或不相等的几路信号功率输出的一种多端口的微波网络。在卫星电视接收系统中，多频道同时接收就要使用功分器。
卫星接收机是工作于微波波段的宽带调频接收设备。主要功能是把卫星电视信号还原成基带电视信号。卫星接收机的种类，一般可分为模拟卫星接收机和数字卫星接收机。这里主要介绍数字卫星接收机。数字卫星接收机，又称综合接收解码器（IRD）。根据所要收视的节目的标识号（PID）提取相应的视频、音频和数据包，恢复出符合MPEG-2标准的打包的节目基本流（PES）。然后由MPEG-2解码器解压缩，最后送到视/音频解码器按一定电视制式生成模拟电视信号，供电视机接收。
4.卫星电视信号下行接收的调试
卫星电视信号下行接收的调试，主要是指卫星电视室外部分的调试与室内部分调试。卫星电视室内部分的调试实际上是指卫星接收机的调试，对于卫星接收机的调试，只要按照广播电视部门提供的技术参数进行设置就可以了，相对室外调试很简单，这里不赘述。
4.1 卫星接收天线焦距的调试
卫星接收天线的焦距是指抛物面天线中心顶点与平行电磁波信号反射汇聚的焦点之间的距离。对于前馈式卫星接收天线，是由紧固在抛物面天线与波纹槽馈源上的三根支撑杆来确定焦距的。
4.2 卫星接收天线极化方式的调试
卫星接收天线极化方式的调试，实质上是使接收天线的极化方式同卫星发射信号时采用的极化方式相一致。因我国卫星地面接收站接收的是线极化波，所以这里仅讨论线极化方式的调试。线极化方式又分为水平极化（H）和垂直极化（V）。为方便操作和便于记忆，这里以矩形波导口窄边与地平面的关系来调整极化方式。水平极化（H）是馈源矩形波导口窄边与地平面平行时的极化；垂直极化（V）是馈源矩形波导口窄边与地平面垂直时的极化。但是，实际调整极化方式时，还要考虑极化角（$A）的问题，这是由于受地面卫星接收天线所在地理位置与卫星经度差加大以及地球曲率的影响。
4.3 卫星接收天线仰角与方位角的调试
在地面上用抛物面天线对准同步卫星，并非是一件很容易的事情。要想快捷、准确地对准卫星星体，必须首先计算出卫星接收天线的仰角与方位角。仰角是指天线抛物面轴线与地平面之间的夹角；方位角则是天线抛物面轴线与正北极之间的夹角。
其次，用指南针来确定基准方位，并在计算出的方位角的附近寻找所要接收的卫星。可以通过观看接收信号电平来找准方位。最后，连接上卫星接收机及监视器（或电视机）来观看卫星电视节目画面质量，做到一边微调仰角和方位角，一边监视电视画面效果，直至画面清晰、声音悦耳的为止。
5.结束语
本文所介绍的卫星电视信号的上行发射、星载转发和下行接收的传输过程，以及卫星电视信号下行接收天线焦距、极化角、方位角和仰角的计算公式与调试方法，既帮助了广播电视一般工作人员对卫星电视信号传输的理解，又方便了广播电视工程技术人员对相关参数的计算与找准卫星的调试。
参考文献
[1]韩广兴，胡宝琳.黑白电视、卫星电视、有线电视维修技术精选[M].北京：电子工业出版社，2000.
[2]李育林.浅谈卫星广播电视接收系统的接收天线[J].中国有线电视，2002，（14：70-72.
卫星电视信号接收的技术常识 第7篇
无论液晶电视采用的是直下式的面板还是侧入式的面板,都可以将layout有红外接收器的红外印制电路小板布置在LCM面板的背侧或者斜后侧,外观上的红外遥控信号接收透镜一般由透明塑胶注塑而成,通过透镜的轮廓设计使得外露在电视外观上的窗口接收到遥控器发出的红外光线,经由透明塑胶透镜,在透镜内部全反射和折射,最后透射出透镜到红外接收器上。文中即采用几何光学进行光学路径分析与确认,采用3D设计软件对透镜的结构进行机构修改与设计,利用光学设计软件建模,光线追迹分析,完成透镜的功能结构可行性分析与改善设计,提出一种红外透镜的分析与优化设计的新方法。
1 与传统红外遥控信号接收功能的相关结构设计的对比
1.1 传统红外遥控信号接收透镜结构设计
传统电视上红外线信号接收器所在的红外印制电路板放置在LCM面板下方,与面板在竖直方向不重叠地并列,因此不管在电视正面外观上红外透镜外观接收透镜的尺寸设计多大,在内部红外印制电路板都需要占用到电视地侧很大的宽度尺寸。
图1为典型的传统红外透镜设计结构,红外接收器直接处在红外透镜的正后方,且红外透镜的背面与红外接收器之间的距离很近。红外印制电路板位处LCM面板的竖直方向下方。这种方式使得红外接收功能的相关结构占用空间很大。
1.2 新型红外遥控信号接收透镜结构设计
随着电视的窄边框化,电视消费者对电视窄边框的追求,迫切需要设计出一种电视弯管透镜,当把贴装有红外遥控信号接收器的电路印刷板设置在电视面板背后而不是与面板并列放置的时候仍能将光线传递到电路板上的器件上。
因此越来越多的客户提出在机种地侧边缘以极小的尺寸例如20 mm×2.5 mm实现遥控测试的要求,超出了传统透镜设计范畴——透镜尺寸极窄,且位于地侧边界,无法通过传统方式将红外印制电路板与面板并列于前框内。
图2为典型的新型的一种红外透镜设计结构,将红外印制电路板布置于面板的后侧,这样就缩减了红外印制电路板占用的许多空间,而采用透明弯曲的红外透镜将电视正面接收到的红外光经由透镜,在塑胶件内部进行折射和全反射,最后部分透射出透镜,由红外接收器接收到。如果透射出透镜的光线光通量足够,就可以保证红外遥控功能的可靠性。
2 新型电视透镜设计基本原理
2.1 介质全反射原理
这种新型的电视透镜的机构设计需要结合光学上光线的折射与全内反射(TIR)原理。
图3为折射与全反射原理示意图。全反射临界角公式为
当θ > θc: 发生全反射
当θ < θc: 发生折射
在文中研究内容中,介质为塑胶介质与第二介质,第二介质优选为空气,从光学特性与材料特性考虑,塑胶材料一般取透明聚碳酸酯PC。对于PC材料,PC的折射率为1.59,根据式(1),临界角θ值约等于39°。即当在透镜内的θ >39°,光线即会在透镜与空气的临界面发生全反射,最后透射出透镜尾端面。
2.2 电视产品的透镜设计依据
电视透镜的分析与设计原理基于几何光学理论,并需要结合实际电视行业的测试规则,来定义和检测是否符合相应的测试规范。因各厂家各品牌关于电视遥控功能测试的企标不同,但基本可参照以下标准。表1分别是电视机行业规定的7个角度测试的距离规范。以此规格为出发点,在模拟分析中,即需设置7个角度的光源,分别从不同角度发出光线进入透镜窗口。
3 电视透镜的机构设计与光学路径分析
3.1 透镜的初步结构设计
电视机种外观设计多有变化,地侧边框的外观形式多样,因此透镜的结构轮廓通常都是不规则的3D,如图4所示。首先跟根据透镜的外观及红外印制电路板的大略所在位置,设计透镜外观与红外印制电路板上相关接收器件之间的连接桥段的轮廓,而该连接桥段与透镜外观是连接为一体的,与相关接收器件之间的距离最好≤0.6 mm,使得透镜外露的外观部分得到的光线经过连接桥段的有效全反射后从接近接收器件的端面透射出。有效全反射是指该连接桥段不能保证100%光线可以在透镜的边界上全反射,有一部分会进行折射或透射,为了保证透镜功能的可靠性,必须保证有一定效率的光线全反射并从另一端面透射出。该与相关接收器件相对的端面也可以设计光线的向外耦合结构,如细咬花增加光线的扩散效果。如果仍有较大活动空间,再对红外印制电路板的位置进行优化调整,使透镜背后用于全内反射(TIR)的结构效率最优化。因为在这一步骤暂未经过Tracepro的分析校准,该设计暂时只是根据经验值的初步结构设计结果。
3.2 透镜的光学路径分析
对于电视行业测试标准,需满足上下左右不同角度4.5~8 m甚至10 m的测试距离功能要求,因此不能通过单纯的2D几何画法来验证光线进入透镜,及透射出透镜的走向及状态,此时利用专业光学软件Tracepro来计算光线的复杂路径,并对光线进行光学仿真模拟。
在已经完成的透镜的初步结构设计基础上进行建模,导入Tracepro,再在Tracepro里对透镜相关结构零件及各角度光源进行属性和参数设置。对于远距离发射的遥控器红外光线,表面光源发射形式取平行光进行模拟分析,波长根据遥控器发射信号波长定义,如取940 nm。光线数量取500左右即可。透镜材料定义为PC。其他零件根据实际材料特性定义,或全定义为完全吸收面。光源大小可取与透镜外观面等大,或与红外接收器尺寸等大。光源角度设置同行业规定的测试等级。根据国标GB/T14960-94,遥控器的红外光峰值辐照度应不小于40μW/cm2,但将光源简化定义为1 W,通过计算透镜表面与尾端面接收到的光通效率比进行比较,可判断出是否有足够的红外光透射出透镜尾端面,进入红外接收器有效接收区域。
图5以正面角度的红外遥控发射信号为例,图5a为分析原理图。可以看出,光线进入透镜后在透镜内部进行全反射,最后透射出透镜尾端面,由红外印制电路板上的红外接收器接收到,这个图展现的是比较好的透镜设计。图5b为侧视的光线追迹分析输出图。可以看出,红外光线进入透镜后的光线追迹走向,可以判断出透射出的红外光线针对红外接收器的指向性。图5c为输出的辐照度分析图。可以看到,接收面上的光斑分布情况以及接收到的光通量大小,目前总能量0.119 W是以辐射度学统计的,由于入射光的光通量设置为1 W,因此接收面上的光通效率为11.9%,该数值可以得出透射出透镜由红外接收器件接收到的光通量是否足够的数据判读依据。
(a)分析原理图 (b)侧视的光线追迹分析输出图 (c)输出的辐照度分析图
3.3 Tracepro 分析结果的确认
根据图5的三个Tracepro光线追迹结果可得出结论:此透镜的设计使得遥控信号红外光在正面角度的入射光路径指向性良好,且透射出透镜尾端面的光通效率足够,因此该透镜的设计可以使得在正面上的功能性很好。
按照前述测试规格要求的角度在Tracepro里分别进行光线追迹分析,查看各方向的光线追迹结果,可得出直观的光线指向性结果,如图6所示。并得到相关器件上接收到的光线的辐照度分析图,如图7所示。并可将其输出的数据计算得到每个角度的光通效率比如表2。
首先查看Tracepro里各角度的光线追迹图,检查光线是从透镜的哪个边界透射出,在与红外印制电路板上的红外信号接收器件相对的透镜的端面上光线向外透射的状况,光线在透镜哪条边界哪段区域进行全反射等技术信息,如图6所示。在某些角度上红外信号接收器件只能接收到很少的光线,这样其功能性就存在风险,必须改变透镜的结构设计才能纠正这个角度上的光线表现性。结合检查各个方向上透镜端面分别对应辐照度分析图上输
出的数据计算得到的有效透射光线效率比,如表2所示,可以直观进行判读该透镜的结构设计是否全部满足或部分满足每个角度的功能性。
3.4 透镜设计的校准与修改
结构设计的透镜需要经过Tracepro进行分析验证,如图6所示。当设计的透镜经Tracepro分析验证在某些角度或所有应测角度都存在风险时,就需要再回到结构设计的修改上来。比如光线追迹分析结果是在左边30°的入射角度上,透镜端面出射的光线数量少,那么需要结合光线追迹图来解析,检查需要修改透镜的哪个边界或结构来满足该角度的光线反射或透射的方向。当修改完透镜结构后,再利用Tracepro进行校验,一直到该角度且其他角度的测试都满足足够的光学输出数据为止。可进行修改的一般为透镜的各向边界或在内部设立第二介质,优选地为空气,使得光线在折射率高的塑胶边界 遇到空气 介质 ,可选地进 行全反射 或透射。
一般地,此类红外透镜需要类管型设计,具有一定长度和一定料厚实心的透明或半透明塑胶制品。这种管型设计在外观上的尺寸较扁,才更符合电视越来越窄边的趋势,在电视机内部隐藏的部分可呈弯管状折弯变化。
各个角度入射光线经过透镜全反射后由红外接收器件所接收到的光通量与入射进透镜的光通量的比值,即透镜的有效透射光线效率比可以作为判断该角度的红外遥控功能是否合格无风险的依据,一般地,上述所有角度的有效透射光线光通量效率比≥10%,可以判断功能性。各角度进入器件表面的光线辐照度分析图见图7。
4 结 论
实验及生产证明,将Tracepro仿真模拟与红外遥控信号接收透镜的结构设计相结合,利用Tra-cepro进行入射光线追迹分析,及校准透镜的设计,有助于精确地确定透镜的红外遥控接收信号和传递信号的功能性。