有线电视系统设备-信源部分

有线电视系统的重要组成部分卫星信源,有线电视系统的重要组成部分信号源,任务：提供需要传输的广播电视机房涉及设备：电视接收天线卫星地面站微波接收天线卫星接收机,信号源,前端,干线传输,用户分配,主要涉及内容,1、天线2、同步卫星3、地面卫星接收站4、地面卫星接收站的安装5、卫星接收机,1、天线,任务：把空中的开路信号或卫星电视信号接收下来，送往系统中进行处理、传输和分配。电视接收天线：接收VHF和UHF频段开路电视信号。卫星接收天线：接收卫星电视信号。天线虽有发射天线和接收天线之分，但根据天线的“互易性原理”，二者的性能参数完全相同。卫星接收天线的主要特征参数：天线增益G，天线口面效率，天线半功率角，等效噪声温度等。,天线方向性天线半功率角，即主瓣宽度,180。60。,后瓣,副瓣,副瓣,主瓣,主瓣宽度：主瓣中功率电平比主瓣最大值下降3dB处的波瓣宽度，单位是度。,小口径天线的半功率角较大，在调整天线指向时较容易，对卫星的漂移不敏感。大口径天线的半功率角较小，在调整天线指向时较难，对卫星的漂移较敏感。口径为1m的C波段接收天线的半功率角为5.25度。口径为1m的KU波段接收天线的半功率角为1.75度。,天线方向性天线半功率角，即主瓣宽度,C波段圆形口面卫星天线的增益(dB),Ku波段圆形口面卫星天线的增益(dB),2、同步卫星,同步卫星：轨道处在赤道平面之内，高度在赤道上空约3.58万公里，而且围绕地球转动的速度和地球自转的速度相等，也就是和地球在同步转动，所以从地面上观察是静止不动的。电视广播同步卫星：就是装有电视发射天线的同步卫星，它可以覆盖地球表面的。通过地面站将电视信号用微波发射上去，卫星将天线接收到的信号，进行放大并变换频率后由发射天线定向发射到地面上的指定地区或国家。,1、地球自转周期：23小时56分4.0905秒。2、同步轨道距赤道的距离：3.58万公里。3、地球的半径：6378公里。4、日凌发生的日期：每年春分（3月21日）之前与秋分（9月23日）之后的几天内。5、日凌发生的时间：一般在中午前后（视卫星而定），持续时间为几到十几分钟（视接收天线的大小而定）。,同步轨道卫星的主要参数,3、地面卫星接收站,地面卫星接收站：用于接收广播电视卫星发送的电视信号，将电磁波还原为高频电流经馈线送入接收机。地面卫星接收站包括：卫星接收天线馈源高频头,抛物面天线,按国际规定，卫星广播电视和卫星通信使用的频率范围属微波波段，微波信号的传播具有光学特性，因而卫星接收天线系统采用类似光学系统的面状结构，称为面天线。,在地面上接收到的卫星信号近似的看作是平行传播的波，抛物面对平行入射的信号具有汇聚特性，因而，卫星接收天线接收面多采用抛物面设计。,数字卫星接收天线的种类,1、旋转抛物面天线：单反射面、前馈式，主瓣尖锐、高增益。一般为14.5米。2、卡塞格伦天线：双反射面、后馈式，主反射面(旋转抛物面)、副反射面（旋转双曲面）。一般在4.5米以上。3、格里高利天线：双反射面、后馈式，主反射面(旋转抛物面)、副反射面（凹椭球面）可装两个馈源。上行站用。4、偏馈天线：馈源偏离反射面的正前方，对反射面没有遮挡，故天线效率较高。KU波段使用较多。,抛物面天线,卡塞格伦天线,偏馈天线,旋转抛物面的工作原理,抛物面天线的反射面是以旋转轴为中心线的对称抛物面。抛物面天线：把来自空中的卫星信号能量反射会聚在焦点上，在焦点处设有馈源，收集汇聚来的微波信号。,卡塞格伦天线（后馈天线）,格里高利天线（后馈天线）,偏馈天线,天线的主要特征参数,天线的主要特征参数有：主瓣宽度天线增益G极化噪声温度效率接收卫星电视广播要求接收天线具有高增益、高效率、低噪声、宽频带、天线指向调整范围宽等特性,3、地面卫星接收站馈源和高频头,在卫星接收天线的焦点上（正馈方式）安装着馈源和高频头，实现信号汇聚、极化转换和下变频。,3、地面卫星接收站馈源,馈源是汇集信号和极化转换的装置，在馈源中，用圆矩波导变换将圆波导转换成高频头必需的矩形波导线波导，并实现阻抗匹配。按波段分，馈源分为C波段馈源和Ku波段馈源。按输出口分，馈源分为单极化馈源和双极化馈源。,3、地面卫星接收站高频头,高频头：英文简写为LNB（lownoiseblockdownconverter），即低噪声降频放大器。供电：来自卫星接收机的卫星信号输入口，即卫星接收机在接收高频头送来的卫星信号时，反向向其提供工作电源。分类：A、按工作波段C频段(3.7GHz-4.2GHz)Ku频段LNB(10.7GHz-12.75GHz)。B、按输出信号类型单极性单输出、双极性双输出双性化单输出和双、极性四输出等形式。,组成（按信号处理过程列出）A、低噪声放大器（衡量指标：增益G和噪声系数）可将卫星高频讯号放大至数十万倍，即在6065dB左右。B、本振（有高本振-发生频谱倒置或低本振）C波段：5150MHz。KU波段种类较多：有9600MHz、9750MHz、10600MHz、10750MHz、11250MHz、11300MHz。C、混频器（下变频）C波段为高本振，输出频率=本振频率接收频率。KU波段为低本振，输出频率=接收频率本振频率D、中频放大（L波段：950MHz-2050MHz）,3、地面卫星接收站高频头,3、地面卫星接收站极化,A、卫星电视信号的极化方式有四种：右旋圆极化，左旋圆极化统称圆极化垂直极化（V），和水平极化（H）统称线极化B、判别线极化方向：垂直极化和水平极化的接收，是改变馈源的矩形（长方形）波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。当矩形波导口的长边平行于地面时接收的是垂直极化，垂直于地面时接收的是水平极化。C、极化方向（极化角）：因为地球是个球体，而卫星信号的下行波束却是水平直线传播，这就造成不同方位角所收的同一极化信号有所不同，所以地理位置不同，所接收的信号极化方向也有所偏差这就是极化角的形成。馈源的长形波导口（极化方向）将不完全垂直或水平于地面。,4、地面卫星接收站的安装1,1、准备好有关器材：1）、小屏幕电视机，或监视器。2）、指南针、量角器(可不用)、扳手等工具。3）、卫星接收机。4）、卫星接收天线、高频头、馈源及同轴电缆。5）、电源和天线固定器材。,4、地面卫星接收站的安装2,2、了解有关卫星接收的数据亚洲区可收到30多颗卫星，100多套电视节目。首先要查询相关数据，如：卫星经度、节目名称、频道名称、下行频率、极化方式、符号率、波段、传输方式、传输制式、是否加密等数据。然后选择某一节目，将所需数据输入卫星接收机。而后根据接收地点的经度和纬度计算出卫星的接收方位角和仰角。,4、地面卫星接收站的安装2,卫星名称：亚太鑫诺中星鑫诺亚洲中星亚太1号3号6B1号3S9号2R卫星经度：138.0125.0115.5110.5105.592.276.5天线仰角：38.6844.4646.2346.0745.6841.3232.34方位角：南偏东南偏东南偏东南偏西南偏西南偏西南偏西37.81度19.60度4.54度3.30度11.71度31.48度49.84度极化角：28.9415.403.59-2.61-9.24-24.41-37.10,太原经度：东经112.53度；太原纬度：北纬37.87度,东,西,南,4、地面卫星接收站的安装3,3、简单调整设备：将天线、馈源、高频头安装好，并用同轴电缆将高频头与卫星接收机连接好，以便于调整观测。高频头内探针与地面平行时，为接收水平极化信号；高频头内探针与地面垂直时，则为接收垂直极化信号。将天线大致对向所需接收的卫星方向。,4、地面卫星接收站的安装4,4、卫星接收天线的调整（简单实用）（C波段数字信号的接收）A、调整卫星接收机的统一参数，如本振频率(5150MHz）、是否输出供电等。B、在卫星接收机上依次输入所要接收节目的卫星接收参数，例如下行频率、符号率、极化方向等。C、边调整卫星接收天线的方位角、仰角，边观察电视机，一般情况下很快就会调出图像，等有了图像后，再左右仔细确定能接收到信号的方位角范围，然后取其中间位置为固定天线的方位角。同理，确定出天线需固定的仰角需上下调整天线。,4、地面卫星接收站的安装5,5、注意事项1）、防风：做好地面站基础，并将各紧固螺丝紧固好，防止被大风刮倒。2）、防雷：卫星天线应妥善接地且接地电阻应小于4欧姆，天线位置过高时最好能在卫星天线旁竖立避雷立杆，确保天线不被雷击。3）、防锈：随着发展，和收视的卫星越来越多，地面站会经常调整，所以应在方位角、仰角等有关调整螺丝上涂上黄油，使得下次转换接收卫星时调整方便。,4、地面卫星接收站的安装5,5、注意事项4）、防雨雪：高频头与电缆接头处，应用防水胶带包好。防止雨水顺着电缆进入接收机，损坏元器件。冬天下大雪时应即时除雪，以保证收视效果。5）、调整天线时要仔细、有耐心，同时做好记录，以便再次调整时参考、借鉴。,5、卫星接收机,卫星接收机用于将高频电视信号转变为视音频信号。设置卫星接收机时有如下几个主要参数：*LNB本振频率：高频头的本振频率；*下行频率：某卫星电视信号的下行频率；*符号率：某卫星电视信号的符号率；*极化：某卫星电视信号的极化方式；*22KHz：在用一个接收机通过切换开关接收两个卫星天线信号时使用，一般设为关。*DiSEqC:在用一个接收机通过切换开关接收多个卫星天线信号时使用，一般设为A。,5、卫星接收机,在使用卫星接收机调整卫星接收天线时，可以使用快速寻星功能。在设置参数：LNB本振频率、下行频率、符号率、极化、22KHz、DiSEqC后，可以动态显示接收到的信号的信号质量和信号强度。,5、卫星接收机,数字卫星接收机接口类型：LNBIN：连接卫星地面站的高频头输出；LNBOUT：连接至下一台卫星接收机的LNBIN；VIDEO1/2：视频输出口；AUDIO1/2：音频输出口；S-VIDEO：S端子视频输出，连接电视机S端子；HDMI：高清数字电视的接口同时包含视频、音频信号RS-232：RS-232串行口，一般用于设备软件调试和检修。,一点小补充,关于FEC：也叫前向纠错(Fo