衛(wèi)星廣播信號接收系統(tǒng)的設(shè)計

趙亞茹

（國家新聞出版廣電總局594臺 712000）

衛(wèi)星廣播信號接收系統(tǒng)的設(shè)計

趙亞茹

（國家新聞出版廣電總局594臺 712000）

衛(wèi)星廣播接收系統(tǒng)的設(shè)計涉及選址、安裝、調(diào)試等一系列的問題，更是接收效果。本文詳細(xì)闡述設(shè)計方案。

廣播信號；設(shè)計

衛(wèi)星廣播接收系統(tǒng)的方案設(shè)計，涉及到各方面的因素。只有通過全面的均衡，比較和計算，緊密圍繞設(shè)備的主要用途和注意事項才能做出最佳選擇。這個步驟是整個建設(shè)過程中必不少的，這對避免不必要的損失具有重要意義。

1 明確衛(wèi)星廣播信號接收系統(tǒng)的具體要求

在進(jìn)行接收系統(tǒng)方案設(shè)計時，首先需要明確接收系統(tǒng)的要求，包括以下一些內(nèi)容：

（1）被接收衛(wèi)星所在什么軌道位置；

（2）接收衛(wèi)星廣播信號要求達(dá)到什么樣的等級要求；

（3）接收設(shè)備質(zhì)量與檔次要求；

（4）系統(tǒng)設(shè)備的配置及其要求；

（5）采取什么避雷措施；

（6）采取怎樣的防干擾措施；

（7）系統(tǒng)所需材料的市場供給情況。

2 系統(tǒng)設(shè)計前的調(diào)研工作

（1）接收站址的調(diào)研——衛(wèi)星廣播信號接收系統(tǒng)的唯一服務(wù)對象是廣播發(fā)射機(jī)，站址的選取應(yīng)盡可能的和廣播發(fā)射機(jī)房接近，這樣就可以減少導(dǎo)線傳輸信號的損耗和雜音地竄入。接收天線指向的空間應(yīng)無遮擋物包括：高大建筑、鐵塔、高壓線、山頭及高大樹木等。接收天線架設(shè)所在位置的地基應(yīng)足以承受天線的重量；接收天線應(yīng)盡量與室內(nèi)設(shè)備靠近。

（2）電磁干擾的調(diào)研——為了防止電磁干擾，接收站的站址要盡量避開電磁波輻射干擾，尤其是要避開鄰近頻段微波干擾及廣播發(fā)射臺自身的發(fā)射信號的干擾。

（3）接收設(shè)備市場的調(diào)研——接收站設(shè)備的市場供應(yīng)情況也是一個重要因素。設(shè)備市場供應(yīng)情況包括設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)、主要功能，設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性、配套性和通用性，設(shè)備的價格、運(yùn)輸條件、售后服務(wù)等。

（4）廣播衛(wèi)星相關(guān)參數(shù)的調(diào)研——這項內(nèi)容包括衛(wèi)星定點位置、轉(zhuǎn)發(fā)器的波束覆蓋范圍、有效全向輻射功率、下行頻率、極化方式、接收站所在的經(jīng)緯度等。

（5）接收站所在位置地質(zhì)和氣象條件的調(diào)研——地質(zhì)條件包括站址所在地地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，是否穩(wěn)定可靠。氣象條件是指當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力大小、雨季的長短和降雪量的多少、是否是雷擊區(qū)等。

3 方案的擬定與論證

在以上充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，初步擬定接收系統(tǒng)的設(shè)計方案。

擬定方案就是根據(jù)設(shè)備的用途和廣播衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)，選定接收設(shè)備的數(shù)量及性能。再根據(jù)市場情況，選擇性能價格比較高的具體設(shè)備。以我們臺為發(fā)射機(jī)房送一路中央人民廣播電臺第二套節(jié)目為例，考慮到廣播播出工作的連續(xù)性和不間斷性，節(jié)目源的選取應(yīng)有主備，接收機(jī)應(yīng)有主備，整個系統(tǒng)的供電也應(yīng)考慮到主備。在2000年剛投入運(yùn)行的“西新”工程中主用信號取之“鑫諾1號”上新建40路C波段數(shù)字廣播平臺，天線采用3m的“華達(dá)”玻璃鋼天線，高頻頭選用噪聲溫度特別低的帶有鎖相環(huán)功能的低噪聲下變頻器，接收機(jī)采用“匯訊”專用衛(wèi)星廣播信號接收機(jī)，電源采用具有備投功能、斷電后可連續(xù)供電達(dá)一個半小時以上的UPS供電。備用信號也是取之“鑫諾1號”Ku波段的2A轉(zhuǎn)發(fā)器，在此轉(zhuǎn)發(fā)器上有用數(shù)字壓縮方式傳送的8套廣播節(jié)目，實際上就是“村村通”平臺，天線采用“華達(dá)”1.2m的偏饋玻璃鋼天線，高頻頭和接收機(jī)都是“村村通”設(shè)備專門配備的，電源的供給為了提高整個系統(tǒng)的可靠性不再經(jīng)過UPS電源。由于兩路信號互為備份，因此信號自動切換設(shè)備也是必不可少的。在方案的擬定過程中由于此衛(wèi)星廣播信號接收系統(tǒng)所處位置的特殊性其防干擾措施也是重點考慮的一個因素。

方案論證是根據(jù)擬選擇接收設(shè)備及其相關(guān)性能參數(shù)，進(jìn)行廣播信號接收系統(tǒng)的線路綜合計算，以核實接收系統(tǒng)所能達(dá)到的各項性能指標(biāo)，只有當(dāng)接收系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)都達(dá)或超過要求時，才能確定設(shè)計方案的可行性?！蚌沃Z1號”衛(wèi)星覆蓋中國全境及周邊地區(qū)，C波段的EIRP（衛(wèi)星下行等效全向幅射功率）值達(dá)36dBW（中心），3m天線收聽效果就可以達(dá)到專業(yè)級；Ku波段EIRP值達(dá)46～56dBW，專業(yè)使用1.2m天線?！叭A達(dá)”玻璃鋼天線直徑3m的增益G大于45dB，電壓駐波比小于1.35；直徑1.2m的增益G大于41.7dB，電壓駐波比小于1.2。使用的高頻頭和接收機(jī)參數(shù)都符合衛(wèi)星下行參數(shù)的要求，確定的方案是可行的。

4 系統(tǒng)設(shè)計中的可靠性因素

可靠性因素在衛(wèi)星廣播信號接收和傳輸中是首要考慮的技術(shù)要求。由于廣播服務(wù)的大眾性和廣泛性，在播音中的連續(xù)性至關(guān)重要，這就對設(shè)計者和設(shè)備本身提出了很高的要求。

可靠性的指標(biāo)可以用平均故障時間間隔來衡量，這個指標(biāo)的英文縮為“MTBF”，它表示一個設(shè)備兩次故障之間的平均工作時間，單位用小時表示。MTBF值越大，說明相鄰兩次故障出現(xiàn)的時間間隔越長，即設(shè)備的可靠性越高，故障率越低。

提高設(shè)備工作可靠性除了選可靠性高的設(shè)備外，主要是增加設(shè)備數(shù)量，關(guān)鍵設(shè)備組成主備關(guān)系，這樣可以增加系統(tǒng)的MTBF值；其次是增加設(shè)備的工作裕量，如增加天線口徑，用高性能的高頻頭和接收機(jī)，從而增加系統(tǒng)的門限裕量，以確保在天線跟蹤不準(zhǔn)、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器功放輸出不穩(wěn)引起EIRP下降、大氣吸收和降雨、降雪損耗增大的情況下，接收系統(tǒng)仍然正常工作。

5 衛(wèi)星廣播信號接收系統(tǒng)選購原則

5.1 天饋部分的選擇

（1）天線增益和系統(tǒng)品質(zhì)因素應(yīng)達(dá)到國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的合格以上。如3m天線增益要大于或等于39.5dB，系統(tǒng)G/T（接收天線系統(tǒng)的品質(zhì)因素）要大于17.8dB。

（2）天線種類的選用：網(wǎng)狀天線增益比實體低0.5～1dB，玻璃鋼天線增益同實體差不多。選擇時，應(yīng)根據(jù)各種天線特點和所在地環(huán)境等因素考慮。如要經(jīng)濟(jì)一些可選用網(wǎng)狀或玻璃鋼天線，沿海和風(fēng)力較大的山區(qū)，可選用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好的網(wǎng)狀天線，沿海、島嶼和多雨地區(qū)可選用玻璃鋼天線。面對要求收看質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)條件又好可選用實體天線，在大、中城市、工業(yè)區(qū)集中的地方，因空氣污染嚴(yán)重，從延長壽命考慮可選用實體板狀天線。對于高寒地區(qū)，因結(jié)冰、積雪對網(wǎng)狀天線性能影響較大，也宜選用實體天線。

（3）前饋和后饋天線的選擇：后饋天線增益較前饋天線高0.5～1dB左右。作為接收系統(tǒng)前饋和后饋的選用都可以，只是價格有較大的差異。

（4）天線口徑的選擇：目前我國C波段衛(wèi)星電視的天線口徑主要是2～3m，對于工程使用為了提高設(shè)備的可靠性，口徑可相應(yīng)的大一些。另外高頻頭噪聲溫度過高對天線口徑也有影響。噪聲溫度小時，天線口徑相應(yīng)也可小一點；噪聲溫度大時，天線口徑相應(yīng)也可大一點。

5.2 高頻頭的選擇

（1）高頻頭的密封性能要好，以防止水和塵土等進(jìn)入部件造成損壞。

（2）按我國標(biāo)準(zhǔn)選高頻頭本振（5.17GHz或5.15GHz）C波段，接收機(jī)輸入為負(fù)極性信號，否則，選用低本振（2.89GHz），接收機(jī)輸入變成正極性信號，要求接收機(jī)有極性轉(zhuǎn)換開關(guān)。Ku波段的本振頻率一般為11.25GHz，11.3GHz。

（3）噪聲溫度越低越好，可以起到提高聲音質(zhì)量或縮小天線口徑的效果。

（4）是否帶有輸入隔離器：從系統(tǒng)的匹配考慮，用帶隔離器的為好，盡管噪聲溫度高些，其效果可能會好些。實驗結(jié)果證明，即使噪聲溫度高出10K，帶隔離器高頻頭的效果并不低于不帶隔離器高頻頭的效果。

5.3 接收機(jī)的選擇

（1）選工程專用接收機(jī)，要有專用的廣播信號輸出端口。

（2）注意接口電平、阻抗、連接電纜、室外供電、第一中頻覆蓋范圍是否與室外單元配套。

（3）盡量選擇具有門限擴(kuò)展解調(diào)器的接收機(jī)，以降低門限電平，以便在C/N（載噪比）不高的情況下，仍有一定的門限儲備量，以得到穩(wěn)定和較高的聲音質(zhì)量。檢查接收機(jī)有無門限擴(kuò)展解調(diào)器的方法是：偏離天線一小角，使畫面上出現(xiàn)脈沖噪音，然后打開門擴(kuò)展開關(guān)和控制旋鈕，看是否作用明顯。

5.4 聲音鑒定

伴音的鑒定主要依靠聽覺，要求無失真，動聽悅耳。

TN943.3

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2016-7-1