卫星电视接收系统的设计.doc

卫星电视接收系统的设计随着无线电通讯技术、计算机技术、数字技术的飞速发展，电视节目的传输越来越多地采用卫星传输手段。对于我国而言，中央电视台的十几套节目和各省、自治区、直辖市的一套节目都已上星，星上节目资源相当丰富；同时随着技术的发展，各种有偿节目（如新华社制作的新闻等节目）可以借助卫星通道进行传送和接收。国家广电总局在“十五”规划中，专门针对卫星传输制订了：建立完整的广播电视数字传输与直播相结合的卫星系统；完成卫星广播电视由模拟向数字的过渡，推进数字高清晰度电视卫星播出；加快卫星直播系统的实施，以及广播电视VSAT网的建设。下面，主要介绍我台新电视大楼的卫星电视接收系统的设计。一、 设计思路：1. 适用性： 卫星接收系统接收的节目主要应用有两方面：一是台内有线电视系统的节目源，二是作为各专业频道购置节目的传输通道，即节目供应方将我台购置的节目通过相关的数字处理后打包形成数据包，通过卫星通道发送，我台通过卫星接收系统接收即可。基于上述考虑，在我国境内可接收到的常用卫星必须能够良好接收。 2. 可靠性： 由于空间卫星信号经过几万公里的距离传送到地面，信号很弱，为了确保卫星接收信号的接收质量，必须选用质量较好、口径较大的天线和优质的馈源。如果选用较大口径的天线，要考虑到天线的风阻，特别是夏季刮台风时，天线面板不能变形，天线的水平位置和俯仰不能变动。同时天线较大，整体重量就会较重，天线的基础很重要，天线安放的位置（一般在楼面的顶部）要能够承受天线的重量。3. 扩展性：随着卫星技术的进一步发展，天上的卫星信号会越来越多，要接收的卫星节目也会越来越多，在设计时留有必要的余量是非常必要的；另一方面，考虑到今后在使用中，如果某一付天线出现损坏，要有备用天线能够及时顶上使用。4. 灵活性： 卫星的使用寿命是有年限的，又由于其他方面的原因，星上的节目也会常常发生变动，从这颗星转动别的星上，天线对准的卫星方位也就要重新调整。口径小的天线调整起来还好，对于口径较大的天线，调整起来就很吃力，在设计时要考虑使用电动调整，而不采用手动调整。二、 系统结构：1. 天线的安放地址：建立地面卫星接收站，首先需要考虑的是天线的安放位置，即站址的选择，这是个非常关键的问题，关系到接收能否正常，接收质量的好坏，维护管理是否方便等。我们在选择地址时主要考虑了以下两点：1) 天线接收视野：在天线基座不变的条件下，能够方便地接收多颗卫星。2) 有无干扰信号：由于卫星使用的C波段，正好是地面微波中继通讯应用的波段，因此在选址的时候，特别要注意所选取的地址是否存在地面微波站、雷达站和其他电气设备的干扰。基于上述考虑，我们请施工单位测试了我台楼顶空间干扰信号，并给出了测试报告。根据施工单位的测试报告，我们选取在楼顶安放卫星接收天线。2. 天线及布局：根据楼顶的空间位置，考虑到目前和今后接收卫星节目的需要，我们确定安装10面卫星接收天线。同时考虑到今后我台节目上星的需要，安装一面尺寸较大的天线，目前做接收天线，今后可改做上行天线用。综上考虑，安装一面6.2米天线，6面4.5米天线，3面5米的天线，其中一面5米天线作为机动使用。又由于5米和6.2米的天线尺寸较大，手动调节很费时间，不能快速响应，采用了电动调节。图1所示为楼顶10面天线的布局图，天线分三排分布，其中8#天线为机动。天线的基座均处在屋顶的大梁上，屋顶的承重将会可靠、安全。天线类型均选用后馈型的卡塞格伦天线。1# 4.5米KU波段 2# 5米KU波段 3# 6.2米KU波段4# 4.5米KU波段5# 4.5米C波段 6# 4.5米C波段 7# 4.5米C波段8# 5米C波段9# 4.5米C波段10# 5米C波段图1、楼顶天线布局图3. 天线的基础：天线座架地基的施工，应根据不同直径天线、座架重量来进行确定。我们在设计时便于施工方便、协调，均按照6.2米的要求来做。厂家提供的天线的重量吨，加上南京地区夏季最大风力引起的垂直力，总重量为吨。根据厂家给出的天线基础施工图要求进行土建施工。4. 馈源的方式：除了2号天线后馈型圆极化天线，其他接收天线均采用后馈型双极化天线，我们先列出要接收的节目单，根据节目单找出所要接收的卫星。具体接收的卫星情况参见表1。表1、接收卫星编号和参数天线序号卫星名称卫星方位波段极化1号天线亚洲2号100.5EKuV、H2号天线百合花2号110EKu圆极化3号天线鑫诺1号110.5EKuV、H4号天线亚太2R76.5EKuV、H5号天线亚洲3S105.5ECV、H6号天线鑫诺1号110.5ECV、H7号天线亚洲2号100.5ECV、H8号天线机动100.5E138ECV、H9号天线亚太1A134.0ECV、H10号天线泛美8号166.0ECV、H三、 系统的测试：卫星天线的验收标准是93年广电部制定的标准，其考核项目为天线的品质因数。厂家提供的天线的品质因数为表2所列。表2、天线品质因数4.5米C波段42dB0.5dB4.5米KU波段52.5dB0.5dB5米C波段43.5dB0.5dB5米KU波段53dB0.5dB6米KU波段54dB0.5dB天线品质因数的计算公式如下：G/T = C/N EIRP - 20lgf - 20lgd - 123.58其中：C/N为载噪比 EIRP为卫星全向等效辐射功率 f为卫星的下行频率（GHZ） d为卫星站到卫星的距离（米）由于采用公式法测量方法较为复杂，费用较高，我们在验收时采用了比较测量方法。该方法的测试思路为：所有的天线都对准一颗卫星（如亚洲2号），以5米天线作为标准，其他天线与它对比，进行相对测量。该方法的前提是：天线如果安装调试不好，只能是部分不好，不可能全部都不好。天线连接测试接线如下图2所示：卫星天线、高频头 二功分供电通道 卫星接收机RF 频谱仪RF图2、天线测试连接图图中测试信号均接天线的高频头出口，天线馈源均换成C波段馈源，高频头本振频率为5150MHZ；二功分为有电源直通的，型号是HP4-TS，它的作用是给频谱仪提供测试信号，另一个作用就是它和卫星接收机一同使用，给天线高频头提供电源。 表二为测试结果记录表，测试共进行三次，每次按天线标号1到10为一次测试，每次测试时间为十分钟左右，目的是测试卫星接收信号的稳定程度。表3、卫星天线测试电平（高频头出口）天线编号测试次数中频频率中频频率中频频率1157MHZ1270MHZ1414MHZ1号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV2号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV3号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV4号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV5号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV6号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV7号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV8号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV9号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVdBV10号天线第一次dBVdBVdBV第二次dBVdBVdBV第三次dBVdBVDBV 根据上表的测试结果，将三次测试的结果取算术平均值，从计算值可以看出，相同尺寸的天线接收的信号强度基本一致，不同尺寸天线接收信号的电平强度相差均在要求的范围。这说明天线的安装和接收质量是好的。四、 卫星干扰的排除：天线测试合格后，开始正式按照要求进行卫星对准调试和接收。在接收节目的过程中，发现接收的亚太1A卫星上的中央一套（频率点为3840MHZ）等节目有干扰，而且干扰一直存在。查阅施工单位当初未装天线前的干扰测试记录，其中有一个频率点为3853MHZ的干扰，强度为72dBu，而卫星接收正常中央台的信号强度也只有70dBu。经过了解，从南京江宁区东大山到江苏省广播电视塔有一路微波传输，我台新台址离电视塔直线距离大约有8公里，位于微波传输线路的西偏30，受到的干扰就是由它造成的。考虑到微波传输是从高空走的，天线位置越低所受到的干扰将会越低。我们从施工单位借了一付2.4米的小天线，安装在新楼的裙楼进行接收，接收节目仍就是亚太1A卫星上的中央一套裙楼的高度大约离地面30米左右。在裙楼的好几处都进行了测试，测试结果发现，所受到干扰减轻