卫星电视接收系统简介

卫星电视信号接收系统简介(一)

小眼青蛙

摘要：本文介绍了卫星电视接收系统的基本组成以及各组成部分的主要技术参数。愿为初识卫星电视的人有所帮助。

关键词：卫星电视   接收天线
LNB
数字卫星接收机


随着广播电视数字化技术与卫星技术的飞速发展，电视台间通过卫星信号进行远距离的节目交流越来越频繁，大型电视台也通过卫星技术进行广播电视信号的大范围覆盖。对卫星信号的接收日渐成为广播电视工程技术人员的基本技能，卫星电视信号的接收工作就变得十分频繁和重要。
我们现在常用的卫星电视广播频率属于无线电频率中的C波段和Ku波段。C波段的频率范围在3.7～4.2GHz,频带宽度500MHz，主要用于电视、广播、话音、数据等信息的传送。 Ku波段的频率范围在11.7～12.5 GHz，频带宽度800MHz，它是直播卫星的主要频段。
卫星接收系统一般由五个部分组成：1.接收天线；2.低噪声放大器（Low-Noise Block）LNB；3.连接电缆；4.功率分配器；5.卫星接收机。如图1所示。
一、
接收天线
接收天线是收集卫星信号的室外单元，按使用的频率分为C波段卫星接收天线和Ku波段卫星接收天线。C波段接收天线有抛物面型的前馈天线和卡塞格伦式的后馈天线。一般情况是大于4.5米口径的天线多设计成卡塞格伦式后馈天线；4.5米以下口径的C波段天线多设计为抛物面形状的前馈天线。Ku波段的接收天线分为正馈和偏馈的抛物面天线。偏馈天线是相对于正馈天线而言，偏馈天线是指它的馈源和高频头的安装位置不在与天线中心切面垂直且过天线中心的直线上。偏馈天线没有所谓馈源阴影的影响，在天线面积，加工精度，接收频率相同的前提下，偏馈天线的增益大于正馈天线。一般情况小口径（Ø≤1m）的Ku天线多设计成偏馈碟形天线。
天线系统的几个主要参数是：1.天线的功率增益G。G越高越好，实际根据卫星等效全向辐射功率EIRP来选择天线的功率增益G,确定天线口径的大小。2.天线的噪声温度TA ， TA越低越好。3.天线的频响特性，在接收信号的频率范围内幅度/频率特性尽量平坦。4.天线的机械强度与精度。天线的机械强度要高，能抗强风；要有足够的机械精度便于安装与调试；要有较好防腐蚀处理以延长天线的使用寿命。
二、
低噪声放大器
低噪声放大器LNB也就是我们平时称的高频头，是卫星接收系统的室外低噪声单元，它的作用是将天线接收到的卫星射频信号进行低噪声放大和频率变换，使它的输出信号频率在卫星接收机的输入频率范围内。它一般由低噪声放大器、混频器、本机振荡器和中频放大器组成。它是卫星信号接收系统中故障率相对较高的部分。C波段高频头的本振频率一般是5150MHZ，Ku波段高频头的本振频率一般是11300MHZ。高频头也可设计成双本振双输出或双本振单输出的形式，主要用于家庭个体接收，工程应用中一般不使用这种高频头。
高频头的主要参数有：1.噪声温度T（单位是绝对温度K），噪声温度T≤30K。2.功率增益G，LNB一般约需50-65dB的增益。3.带宽与频响，LNB的带宽一般是500MHZ，带宽内幅度/频率特性≤3.5dB。4.本振频率稳定度，要求稳定度要高，频率稳定度≤±500KHz。5.镜象干扰抑制比，要求≥50 dB。6. 相位噪声，相位噪声要低。要求相位噪声≤-65dBc/1KHz。7.LNB的输出频率范围是970～1470MHZ,也有做到950～2150MHZ。
三、
连接电缆
连接电缆是室外单元与室内单元的连接纽带，是阻抗为75欧姆的同轴电缆。一般来说同一品牌的电缆直径越大损耗越小。我们应根据连接电缆的长度来选择电缆的型号。电缆性能的好坏对系统的影响很大，要选用高频损耗小，抗衰老，施工方便的电缆。连接电缆不宜太长。电缆接头也很重要，它分英制与公制，卫星接收系统一般多用英制T型接头，最好用冷压防水接头。高频头与电缆的接口处不宜用塑料布、金属物等作防水处理，最好用质量好的橡皮泥或封口胶进行防水处理。

四、        功率分配器
功率分配器是对卫星信号进行功率分配的设备。它分有源与无源两种。无源功分器有插入损耗，有源功分器插入损耗为零，但有源功分器会增加系统噪声。功分器都具有过流功能，早期的功分器只有一路过流，过流的这路卫星接收机必须开机给LNB供电，其余接收机才会有卫星信号输入。功分器的频响特性是它的重要指标，带内（950～2150MHZ）频响要尽量的平坦。
五、        卫星接收机
卫星接收机是卫星信号的解调与解码单元，是卫星信号接收系统的室内单元。它分为模拟卫星接收机与数字卫星接收机，现在很少使用模拟卫星接收机了。数字卫星接收机主要由调谐器、QPSK解调、去扰码、纠错、解复用、解码、再进行PAL编码，形成全电视信号输出。对有条件接收功能的还需加有系统控制和用户智能卡。对于专业数字卫星接收机还有多种信号输出端口如:ASI、SDI、S端子，以及数据输出端口。
数字卫星接收机使用中需要注意的几个问题。1. 解调门限是指接收机刚好能正确解出图像和声音时的Eb/N0值（Eb/N0是每一有用比特能量和单位赫兹噪声能量之比）。解调门限是衡量接收机接收微弱卫星信号的能力，解调门限值越低，灵敏度越高，说明接收机接收微弱卫星信号能力越强。由于现在环境噪声比较大，所以数字卫星接收机解调门限也不宜太低，特别是工程用专业接收机。2.亮度/色度增益不等（ΔＫ）主要影响视频输出彩色图像的色饱度，一般ΔＫ为±5％。3.亮度／色度时延不等（Δτ）对电视图像的影响更为明显，一般Δτ≤30ｎｓ。如果Δτ>30ｎｓ，会使电视图像套色不准，在图像的水平方向出现彩色镶边，严重影响视觉效果。4.微分增益失真（ＤＧ）和微分相位失真（ＤＰ）是衡量色度信号幅度失真和相位失真的两项指标，色度信号幅度代表图像色饱和度即浓度，相位代表色调。如果DG、DP指标达不到要求，图像颜色就会失真，影响彩色效果。5.前向纠错FEC,在卫星电视接收的参数中是个非常重要的数据。在DVB-S标准中,规定了5种FEC速率—1/2、2/3、3/4、5/6、7/8。FEC纠错率越低,则纠错码占据的比例越高,传送的效率就低，对解码的门限要求越低,接收越容易，但会降低画质或减少传送节目的数量。FEC越高,则纠错码占据的比例越低,解码门限值越高,接收越困难，但会改善画质或增加传送节目的数量。我们在设置卫星接收参数时要按相应节目的正确参数进行设置。
接收天线、LNB、连接电缆、卫星接收机是任何卫星电视接收系统的最基本组成部分。对它们认识清楚了，我们对卫星电视接收系统也就有了初步的了解。
2007-6-17

奔一切从实际出发大元帅

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