共用天线电视系统

1、海工技术部FPSO项目组跨专业学习探讨 （电气专业-LIPC） 一、概述 二、CATV系统的组成 三、CATV系统的主要设备 四、民船与FPSO的系统图对比 五、 CATV的安装 六、共用天线的对星 七、卫星电视频道划分 卫星电视系统卫星电视系统 一、概述一、概述 共用天线电视(Community Antenna Television，缩写 为CATV)系统是指用一副或一组公共天线将接收到的 电视信号先经过适当处理(如：放大、混合、频道变换 等)，然后采用同轴电缆将信号传输、分配给各电视机 用户的电视接收系统。由于系统各部件之间采用了大 量的同轴电缆作为信号传输线，因而CATV系统 又叫 电缆

2、电视系统，也就是目前各住宅建筑以及船舶上使 用的有线电视系统。 为何船舶要安装共用天线电视系统 4.2.5 Company Rules-（SBM规格书要求）规格书要求） Addition communications facilities are required by SBM to support day to day operations. The processes used on the vessel are complex and potentially dangerous so systems are needed to streamline control and coordin

3、ation. Life at sea involves extended periods of isolation, so it is important to maintain morale and crew welfare by providing additional communications and entertainment facilities. 船舶或海洋平台出海短则数周，长则一年多，甚至更久。 出海后，船舶远离地面基站，无法收到任何通信信号，漂泊在 海上的船员一直处于封闭状态，无法收看到任何电视节目。很 多海员说，海上的生活是一种常人无法忍受的煎熬,是一个很 长的可以说得上

4、是与世隔绝的周期，茫茫大海中，很有必要提 供一套通信娱乐设施，供大家消遣娱乐，以保持斗志和身心健 康,所以几乎所有船舶及海洋平台都会配置共用天线电视系统。 二、二、CATV系统的组成系统的组成 1）前端系统 前端系统主要是对信号进行接受和处理。 前端系统的信号源部分主要有天线、卫星电视接受机、光缆信号源、 各类摄录放像机、多媒体计算机等设备。它对系统提供视频、音频及 射频信号（视频、音频等信号的混频信号）。 前端系统的信号处理部分主要有天线放大器、卫星接受器、频道变换 器、衰减器、混合器以及调制解调器等。它主要对系统提供的信号进 行必要的处理和控制。 （2）传输系统 传输系统主要是将前端系统输

5、出的高质量信号可靠的传输给用户分配 网络。它主要有干线放大器、光缆或同轴电缆、均衡器等。 （3）分配系统 分配系统主要是将干线传输来的射频信号分配给所有用户，并保证各 用户的信号质量及各用户终端的电平衡度。它主要有同轴电缆、线路 延长放大器、分支器、分配器及用户终端（即电视出口插座）等。 图图1 共用天线电视系统组成共用天线电视系统组成 CATV系统主要由前端系统、传输系统、分配系统三部分组成。 如图1所示 图图2 船载共用天线船载共用天线 电视系统的基本组电视系统的基本组 成成 图2所示的船舶共用天线系统中，可以比较直观地看出其系统室外部分为天线，室内同电视 控制器、播放机源及各分支路和用户

6、终端盒组成。其中电视控制器集合了放大、调制、扩 展、混合等功能（如图1所示）。VCD和DVD的播放机源相当于图共用天线系统中的自办节 目，在船舶在可以根据工作及生活所需播放一此相关的视频节目。 三、三、CATV系统的主要设备系统的主要设备 （1）天线 CATV系统所使用的接受天线与一般家用天线并没有本质 的区别，它接受载有图像和伴音信号的空间各类电视信号 （如无线电视信号、调频广播信号、微波传输电视信号和 卫星电视信号）电磁波，使之变成感应电压和电流，并经 过电缆传输到CATV系统，它是电视信号进入电视机的门 户。 对C波段微波和卫星电视信号大多采用抛物面天线；对 VHF（甚高频）、UHF（特

7、高频）电视信号和调频信号大 多采用引向天线(八木天线)。系统信号的质量好坏主要取 决于天线接受信号能力的高低。因此为了保证好的收视效 果，常选用方向性强、增益高的天线，并将其架设在易于 接收、干扰少、反射波少的高处。 引向天线引向天线抛物面天线抛物面天线 引向天线（又叫八木天线）。它由一个辐射器(即有源振 子)、一个反射器和多个无源振子组成。在有源振子前的若 干个无源振子，统称为引向器。引向器越多，则天线增益 越高，方向性越强。但其数目也不宜过多，否则会使天线 频带变窄，输入阻抗降低。引向天线有单频道的，也有多 频道或全频道的。由于引向天线具有简单轻便、架设容易、 方向性好、增益高等优点，因此

8、得到广泛的应用。 抛物面天线是卫星电视广播地面站使用的设备，现在也有 一些家庭使用小型抛物面天线。它一般由反射面、背架及 馈源与支撑件组成。卫星电视广播地面站用的天线反射面 板一般分为两种形式，一是板状，另一种是网状面板，对 于C频段电视接收两种形式都可满足要求。相同口径的抛 物面天线，板状要比网状接收效果好。网状防风能力强。 （2）放大器 将输入的微弱信号放大从而得到较强的信号输出，这种设备称为信号放大器，一般简称为放大器。在CATV系统中有 天线放大器、干线放大器、分支放大器和分配放大器、线路延长放大器等，其工作原理基本相似，只是根据设置场合 要求其构造和技术指标有所差异。 （3）混合器和

9、分波器 混合器是将所接收的两路或多路信号混合在一起，合成一路输送出去，而彼此又不互相干扰的一种设备。混合器在 CATV系统的前端能将多路电视信号(无线电视接收信号、卫星电视信号、调频广播信号、放像设备信号等)混合成一路 射频输出，共用一根同轴电缆进行传输；将一个输入端(覆盖某个频段)上的信号分离成两路或多路输出，每路输出都 覆盖着该频段某一部分的装置，称为分波器，也称频段分离器。它在电路结构上，相当于分配器或定向耦合器的反向 使用。 （4）分配器 将一路高频信号的电平能量平均地分成两路或两路以上的输出装置，称为分配器。分配器的作用是将输入信号均等地 分配到各路输出线路中，且各路输出线路上的信号

10、互不影响，具有相互隔离的作用。它主要用于线路信号能量的平均 分配，可用于前端系统和分配系统。分配器的输出端不能开路或短路，否则会造成输入端严重的不匹配。常见的有二 分配器、三分配器、四分配器和六分配器。 （5）分支器 分支器是从干线(或支干线)上取出一小部分信号馈送到各用户终端，而大部分信号仍传送给干线的器件。目前，我国 生产的分支器有一分支(串接单元)、二分支和四分支等规格。 （6）同轴电缆和光缆 在分配网络中各元件之间均用馈线连接。现在馈线一般采用同轴电缆，它是信号传输的通路，分为主干线、干线、分 支线等。同轴电缆是由同轴的内外两个导体组成，内导体是单股实心导线作芯线，外导体为金属编织网作

11、屏蔽网，外 包塑料套、保护层，电视信号在内外导体之间的绝缘介质中传输。在共用天线电视系统中均使用特性阻抗为75的同 轴电缆。 同轴电缆不能与有强电流的线路并行敷设，也不能靠近低频信号线路，如广播线和载波电话线。电视电缆在 室内可采用明敷或暗敷，新建建筑物内线路应尽量采用暗敷，一般用金属管或塑料管作保护管，在电磁干扰严重的地 区，宜选用金属管。线路应尽量短直，减少接头，管长超过25m时，须加接线盒，电缆的连接应在盒内进行。线路作 明敷时，要求管线横平竖直，并采用压线卡固定，一般每米长线路不少于一个卡子。 （7）用户终端盒 用户终端盒 用户终端盒又称终端盒、用户盒、用户端插座盒等。如图7.7所示。

12、它是有线电视系统暴露于室内的部件， 是系统的终端。电视机从这个插座得到电视信号。用户接线盒有有单孔盒和双孔盒两种形式。单孔盒仅输出电视信号， 双孔盒既能输出电视信号又能输出调频广播信号。 FPSO SPECIFICATION （ ENTERTAINMENT SYSTEM） 1）OUTFITTING SPECIFICATION A video and audio entertainment system shall be installed. The system shall typically include one (1) satellite antenna to receive TV ch

13、annels and radio stations and one (1) AM/FM antenna to receive local radio channels. Combined AM/FM/TV outlet unit shall be installed in all cabins, video recreation rooms, day rooms and mess room. TV sets, DVD and stereo Hi Fi sets shall be installed in public spaces. 2） TELECOMMUNICATIONS SYSTEM S

14、PECIFICATION A (1.2m diameter) Ku band Antenna for 12 (twelve) simultaneous pay TV channels is required. It shall utilize the Intel Sky Brazil on Intelsat 11 at 43.0W. （要求有12个频道） 12 (twelve) decoders are required in the central equipment, for the reception of Sky Brazil subscription channels.（要求有12个

15、解码器，接收巴西频道） 1 (one) additional decoder is required. This shall be installed in the CLIENT cabin and cabled back to multiswitch in the central equipment. This decoder will also be utilized for reception of Sky Brazil subscription channels. （一个额外增加的解码器） 1 (one) DVD player is required; the signals from

16、 DVD player shall be distributed over the Entertainment network.（一套DVD） All outlets shall utilize F Type connectors. GPS signal and Gyro signal format for satellite tracking shall be integrated. Entertainment System setup - Typical -FPSO Multiswitch（复接机键） 复接：随着通信网络的进一步发展，通信网的规模越来越大，路数越来越多，网络关系也越来越密切

17、，出现复接：随着通信网络的进一步发展，通信网的规模越来越大，路数越来越多，网络关系也越来越密切，出现 了几个多路传输的网或链路间需要互连，这就称为复接。了几个多路传输的网或链路间需要互连，这就称为复接。 四、民船与FPSO的系统图对比 1）民船共用天线电视系统（AS SHOW） 2）FPSO共用天线电视系统（AS SHOW） - 静音开关&电信切断控制箱 17.1.1 General (1999) -ABS RULES A general alarm system complying with requirements of 4-3-2/17.1.2 is to be provided to

18、summon crew to muster stations and initiate actions included in the muster list. The system is to be supplemented by instructions over a public address system meeting the requirements of 4-3-2/15.9. Any entertainment sound system is to be automatically turned off when the general emergency alarm is

19、activated. 2.9.1.3 当通用紧急报警系统在工作时，应自动关闭娱乐音响系统。-钢 质海船入级规范 五、共用天线电视系统的安装 卫星卫星天线所用材料通常是铝合天线所用材料通常是铝合 金，外壳金，外壳是使用弹胶材料加工是使用弹胶材料加工 而而成；成；天线面可以自由天线面可以自由旋转。旋转。 FPSO TER内内ENTERTAIMENT CABINET 2 V55-YCE-9002 娱乐设备箱娱乐设备箱 每层居住甲板的分支器每层居住甲板的分支器 房间内的电视插座（终端盒）房间内的电视插座（终端盒） 旁边有一个电源插座旁边有一个电源插座 同轴电缆与接头(F头) 仰角、方位角 卫星电视接收

20、天线在实施安装之前，须根据卫星的经 度和接收站的地理经纬度确定天线的仰角、方位角， 以便选择站址，并使天线迅速对准卫星。可以根据计 算出来的仰角、方位角进行天线的安装，确定指向。 方位角方位角 方位角是指波束主轴在地面上的投方位角是指波束主轴在地面上的投 影与天线架设点的正南（特指北半影与天线架设点的正南（特指北半 球）方向线之间的夹角。球）方向线之间的夹角。 仰角仰角 仰角是指天线对准卫星时，波束仰角是指天线对准卫星时，波束 主轴与地平面之间的夹角。主轴与地平面之间的夹角。 仰角、方位角计算公式计算公式 方位角是指波束主轴在地面上的投 影与天线架设点的正南（特指北 半球）方向线之间的夹角。

21、公式：A-方位角 -接收点的地理纬度 - 接收点经度与星下点经 度之差. 注：通常计算结果正南为零度， 正数为南偏西；负数为南偏东。 仰角是指天线对准卫星 时，波束主轴与地平面 之间的夹角 计算公式 六、共用天线的对星 陆用天线安装确定指向后，一般都是不会改变的，而船载卫星电视天线与普通的陆用卫 星天线有着本质的不同，因为船舶是移动的，这就是船载卫星电视天线的本质区别所在， 所以在对于船用卫星电视天线的选择是需要首先了解船舶航行的区域的。如果船舶是进 行全球航行的，则在航行到特定区域时是需要对卫星天线进行调整的。为了提高船用卫 星电视天线的卫星捕捉能力，常将GPS定位信号引入卫星电视天线。 船

22、舶始终处于航行、漂泊的动态，陆地上的固定卫星通信设备无法在船舶使用。只有专 用的移动船载卫星天线，才能够自动搜索、自动跟踪卫星信号，实现船舶无阻碍地接收 电视节目。 船载天线系统从结构上，可分为稳定系统和自动捕获跟踪系统两大部分。稳定系统是通 过传感器、计算机软件、天线驱动机构和步进电动机，随时调整天线座姿态，使天线一 直处于一个稳定的基础上；自动捕获跟踪系统是根据GPS天线提供的运动物体的实时纬 度、传感器提供的航偏角，通过计算机运算后，指示天线驱动机构和步进马达，迅速捕 获目标卫星。捕获到卫星后，再进行“和波束”极大值判断或“差波束”极少值判断，保证 天线波束始终对准卫星，对卫星进行持续跟

23、踪。 可以说船载CATV系统实现的智能化，其产品综合了微波天线，伺服 跟踪系统，数字电 子线路，自动控制，以及计算机应用软件等方面的技术，实现了天线自动搜素，以及高 精度的实时跟踪，保证在移动环境下，依旧可以接收到信号源。 七、卫星电视频道划分七、卫星电视频道划分 1 1系统工作原理系统工作原理 电视节目由电视台通过卫星地面发射站，用定向天线 通过上行频率（f1）向太空中的卫星发射电视信号， 卫星转发器接收到来自地面的电视信号后，经过放大、 变换等一系列处理，再用下行频率（f2）向地面服务 区转发电视信号。这样，服务区众多的地面卫星接收 站便可接收到电视台发出的电视节目。通常一颗卫星 上装有24个以上的转发器，每个转发器可以转发一套 模拟电视节目或410套经数字视频压缩的电视节目。 2 2电视频段电视频段 卫星转发器发射的信号可以是