廣播電視技術(shù)論文(2)
廣播電視技術(shù)論文篇二
淺談衛(wèi)星廣播電視技術(shù)
摘要：有線傳輸、無(wú)線傳輸和衛(wèi)星傳輸是人們已熟知的電視信號(hào)的三大主流傳輸方式。在這三大主流傳輸方式中,衛(wèi)星廣播電視覆蓋是跨地域的、覆蓋區(qū)域最大、受眾面最廣的一種傳輸形式。此外,衛(wèi)星電視的數(shù)字化最簡(jiǎn)單,技術(shù)最成熟,需要的資金投入最節(jié)省。因此,世界各國(guó)目前正在積極推進(jìn)的數(shù)字高清晰度電視首先從衛(wèi)星電視和有線電視開(kāi)始。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星傳輸、數(shù)字化、通信衛(wèi)星、衛(wèi)星廣播電視
中圖分類(lèi)號(hào)：TN943.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、什么是衛(wèi)星廣播電視
衛(wèi)星廣播電視就是利用靜止衛(wèi)星上的大功率轉(zhuǎn)發(fā)器向特定的地區(qū)傳送廣播電視信號(hào)，用戶通過(guò)相應(yīng)的接收設(shè)備直接收看電視和(或)收聽(tīng)相應(yīng)的節(jié)目，一般地稱(chēng)這種廣播方式為衛(wèi)星廣播電視。
二、衛(wèi)星廣播電視的特點(diǎn)
1、覆蓋面積大，傳輸距離遠(yuǎn)，能量分布均勻，但信號(hào)弱
同步衛(wèi)星位于赤道上空約35786km的高空，一顆衛(wèi)星的視區(qū)可以達(dá)到全球面積的42.4%，三顆衛(wèi)星可覆蓋全球，由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器是利用定向天線把電波聚集成窄波束，能夠比較均勻的輻射到覆蓋區(qū)域內(nèi)，服務(wù)區(qū)中心和邊緣地區(qū)的電場(chǎng)一般相差2～4dB，同時(shí)在服務(wù)區(qū)域內(nèi)不受地理?xiàng)l件限制，是解決邊遠(yuǎn)地區(qū)和山區(qū)的電視覆蓋的最好辦法。我國(guó)幅員遼闊，地域復(fù)雜，用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器就能均勻地覆蓋整個(gè)國(guó)土。由于衛(wèi)星的輻射功率小，且衛(wèi)星離地面距離遠(yuǎn)，因此，到達(dá)地面的場(chǎng)強(qiáng)要比一般地面電視廣播弱30dB以上，故要接收衛(wèi)星電視信號(hào)需要較大的天線和低噪聲前置放大器。
2、衛(wèi)星廣播電視質(zhì)量高、傳送節(jié)目套數(shù)多，信息容量大。
衛(wèi)星通信的傳輸環(huán)節(jié)少，不受地理?xiàng)l件和氣象的影響，可獲得高質(zhì)量的通信信號(hào)，且采用的是調(diào)頻，抗干擾能力強(qiáng)，輸出信噪比高，失真小;工作頻率高，受工業(yè)干擾、無(wú)線電波等干擾較小，而且可實(shí)現(xiàn)較寬的工作頻段。如：KU頻段(11.7～12.2)GHz、寬度達(dá)500MHz，能容納24個(gè)模擬頻道，每個(gè)頻道帶寬可達(dá)27MHz;衛(wèi)星電視天線發(fā)射的波束窄，而且是直接視線接收，不存在向地面廣播電視那樣多次中轉(zhuǎn)和變換帶來(lái)的失真以及信噪比下降的情況，信號(hào)比較穩(wěn)定。
3、投資少，成效高
在同樣容量、同樣距離的條件下，衛(wèi)星通信和其他通信設(shè)備相比，耗費(fèi)的資金少，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的造價(jià)并不隨通信距離的增加而提高，隨著設(shè)計(jì)和工藝的成熟，成本還在不斷降低。
據(jù)亞洲廣播聯(lián)盟(ABU)估算，如果覆蓋1000萬(wàn)平方公里的面積與微波中繼線路相比，總投資要節(jié)約60%，我國(guó)只需一顆衛(wèi)星即可覆蓋全國(guó)，而相同條件下則需要架設(shè)100米高的電視塔2400座和更多的微波中繼站，而且衛(wèi)星傳播還可以減少大量的維護(hù)人員。
三、衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)的組成
衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)主要有上行地球站、廣播衛(wèi)星、衛(wèi)星電視接收站、衛(wèi)星測(cè)控站四大個(gè)主要部分組成。
上行發(fā)射站把節(jié)目制作中心送來(lái)的信號(hào)加以處理，經(jīng)過(guò)調(diào)制，上變頻和高功率放大，通過(guò)定向天線向衛(wèi)星發(fā)射上行C、Ku波段信號(hào);同時(shí)也接收由衛(wèi)星下行轉(zhuǎn)發(fā)的微弱的微波信號(hào)，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目的質(zhì)量。星載轉(zhuǎn)發(fā)器用于接收地面上行站送來(lái)的上行微波信號(hào)(C波段為6GHz，Ku波段為14GHz)，并將它放大、變頻、再放大后，發(fā)射到地面服務(wù)區(qū)內(nèi)。因此，星載轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)際上是起一個(gè)空間中繼站的作用，它應(yīng)以最低附加噪聲和失真?zhèn)魉蛷V播電視信號(hào)。地面接收站接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)，經(jīng)過(guò)低噪聲放大，下變頻為中頻信號(hào)、中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)頻、解調(diào)后得到基帶信號(hào)，分別送到視頻恢復(fù)電路和伴音解調(diào)電路，重新得到正常的視頻信號(hào)和伴音信號(hào)，直接送到電視監(jiān)視器或電視機(jī)，重現(xiàn)彩色圖像和重放伴音，也可以重新調(diào)制到電視頻道上傳送給用戶。
1、上行地球站(簡(jiǎn)稱(chēng)上行站)
上行地球站的主要任務(wù)就是把電視廣播中心的廣播電視信號(hào)加以信號(hào)處理，并經(jīng)過(guò)調(diào)制、上變頻，然后對(duì)輸出信號(hào)的功率進(jìn)行放大處理，再通過(guò)定向發(fā)射天線向衛(wèi)星發(fā)送上行微波信號(hào)。同時(shí)也接收由衛(wèi)星下行微弱的微波信號(hào)，以監(jiān)測(cè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目質(zhì)量。
首先，經(jīng)過(guò)視頻處理電路處理后的視頻信號(hào)與經(jīng)過(guò)伴音處理電路處理的伴音信號(hào)相加混合成基帶信號(hào)，然后對(duì)中頻載波進(jìn)行調(diào)制，將輸入的基帶信號(hào)變?yōu)?0MHz的中頻調(diào)諧波。中頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)上變頻，變?yōu)橹付ǖ陌l(fā)射頻率后，送到高頻功率放大器進(jìn)行放大，再由發(fā)射天線發(fā)射給衛(wèi)星。上行發(fā)射站可向衛(wèi)星傳送一路或多路信號(hào)，通常采用主瓣波束較窄的大口徑發(fā)射天線發(fā)射，以提高上行站的抗干擾能力。
通常將地面發(fā)送到衛(wèi)星的信號(hào)稱(chēng)為上行信號(hào)，把衛(wèi)星傳送到地面的信號(hào)叫做下行信號(hào)。上、下行信號(hào)的載波頻率是不一樣的，這樣就避免了上行信號(hào)和下行信號(hào)之間的相互干擾。上行地球站可以是一個(gè)或多個(gè)。
2、廣播衛(wèi)星
廣播電視衛(wèi)星，它類(lèi)似于一個(gè)電視差轉(zhuǎn)站，將設(shè)置在地球上的上行站發(fā)射的電視載波信號(hào)接收放大和頻率變換處理后，再向所服務(wù)的覆蓋區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)。為了實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)的正常轉(zhuǎn)發(fā)，要求衛(wèi)星保持精確的姿態(tài)和軌道位置。并且衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的，以便地面衛(wèi)星接收站準(zhǔn)確地接收衛(wèi)星傳送的信號(hào)。
3、衛(wèi)星電視接收站
衛(wèi)星電視接收站由天饋部分、高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)等部分組成。天線接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)，通過(guò)高頻頭將微弱的電磁波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大，并將它變換為頻率為950—1450MHz的第一中頻信號(hào)。中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)電纜送到衛(wèi)星接收機(jī)進(jìn)行解調(diào)。選臺(tái)器從950—1450MHz的輸入信號(hào)中選出所要接收的某一電視頻道的頻率，并將它變換為固定的第二中頻頻率(通常為479.5MHz)，經(jīng)中頻放大和解調(diào)后得到包含視頻和伴音信號(hào)在內(nèi)的復(fù)合基帶信號(hào)。視頻信號(hào)送到視頻恢復(fù)電路先經(jīng)過(guò)去加重處理。所謂的去加重處理，實(shí)際上是讓視頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)頻率響應(yīng)特性與預(yù)加重頻響特性相反的無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)，從而抵消預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的頻譜畸變，恢復(fù)原本信號(hào)。由于在發(fā)射端對(duì)信號(hào)進(jìn)行了能量擴(kuò)散處理，即在視頻信號(hào)中加入了30Hz的三角波擴(kuò)散信號(hào)。因此必須在接收端進(jìn)行能量去擴(kuò)散處理，去除疊加在視頻信號(hào)上的三角波信號(hào)，恢復(fù)視頻信號(hào)的原來(lái)特性，得到正常的視頻信號(hào)。伴音信號(hào)送到伴音解調(diào)器經(jīng)過(guò)放大、副載波解調(diào)，去加重后得到正常的伴音信號(hào)。
4、遙測(cè)遙控跟蹤站
該站的主要任務(wù)是測(cè)量衛(wèi)星的各種參數(shù)，監(jiān)測(cè)調(diào)整衛(wèi)星上所有設(shè)備的工作狀況。如衛(wèi)星內(nèi)部設(shè)備的電壓、電流、功率、溫度、壓力等;對(duì)衛(wèi)星實(shí)施各種功能狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。測(cè)控衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道位置，調(diào)整衛(wèi)星狀態(tài)以保證衛(wèi)星相對(duì)于地球靜止，并使衛(wèi)星天線波束對(duì)地球表面地覆蓋區(qū)域保持不變等等。
四、我國(guó)衛(wèi)星廣播電視現(xiàn)狀與發(fā)展方向
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)進(jìn)入了信息化、網(wǎng)絡(luò)化的社會(huì)，廣播電視工程的發(fā)展也得到
了快速的發(fā)展。我們看電視，從之前的黑白電視、彩色電視發(fā)展到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)電視、高清電視、3D電視、移動(dòng)電視。廣播經(jīng)歷了模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的演變，現(xiàn)在正向網(wǎng)絡(luò)化邁進(jìn)。這些都能夠反映時(shí)代的科技進(jìn)步，以及人們的精神需要。雖然我國(guó)的電視廣播工程得到了快速的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，在技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)等方面存在著一定的差距。
目前我國(guó)的衛(wèi)星廣播電視發(fā)展現(xiàn)狀是：模擬電視與數(shù)字電視節(jié)目并存;C波段衛(wèi)星電視與Ku波段衛(wèi)星電視并存;數(shù)字加密電視與數(shù)字非加密電視并存。今后應(yīng)盡快建立廣播衛(wèi)星頻段的大功率直播衛(wèi)星系統(tǒng)(DBS)。
今后應(yīng)盡快建立廣播衛(wèi)星頻段的大功率直播衛(wèi)星系統(tǒng)(DBS)。Ku波段DBS的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1、依靠衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多功能開(kāi)發(fā)利用，并與地面有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合開(kāi)拓多媒體市場(chǎng)，建立綜合信息服務(wù)平臺(tái)，開(kāi)展新聞采集(SNG)和數(shù)據(jù)廣播等業(yè)務(wù)。逐步向用戶提供視頻點(diǎn)播(VOD)、互聯(lián)網(wǎng)接入、家中銀行、實(shí)時(shí)信息發(fā)布、遠(yuǎn)程診療、遠(yuǎn)距離教學(xué)、電視會(huì)議、電視購(gòu)物等多種服務(wù)。
2、試播HDTV。將高清楚度電視節(jié)目通過(guò)直播衛(wèi)星向全國(guó)發(fā)送，在大、中城市和有條件接收的地方，可用小型衛(wèi)星接收天線進(jìn)行高清楚度電視的集體和個(gè)人接收。
3、采用更大功率容量的Ku波段衛(wèi)星開(kāi)展直播衛(wèi)星/直播到戶(DBS/DTH)業(yè)務(wù)。使廣大用戶使用0.4m甚至更小口徑的接收天線，即可收到數(shù)十套至上百套豐富多彩的廣播電視節(jié)目。
隨著廣播電視工程發(fā)展要求的不斷提高，對(duì)于技術(shù)人員的要求也不斷的提高，我們必要
要不斷的學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，積極的培養(yǎng)人才，同時(shí)還要注重自身的創(chuàng)新和發(fā)展理念來(lái)進(jìn)行科研與生產(chǎn)，這樣才可能會(huì)較大的促進(jìn)我國(guó)廣播電視工程的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]閔士權(quán)，國(guó)外衛(wèi)星通信現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，航天器工程，16卷，第一期.
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