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、無線傳輸和衛(wèi)星傳輸是人們已熟知的電視信號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)字化最簡單,技術(shù)最成熟,需要的資金投入最節(jié)省。因此,世界各國目前正在積極推進的數(shù)字高清晰度電視首先從衛(wèi)星電視和有線電視開始。
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
中圖分類號：TN943.3文獻標識碼： 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，用戶通過相應的接收設(shè)備直接收看電視和(或)收聽相應的節(jié)目，一般地稱這種廣播方式為衛(wèi)星廣播電視。
二、衛(wèi)星廣播電視的特點
1、覆蓋面積大，傳輸距離遠，能量分布均勻，但信號弱
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)，服務區(qū)中心和邊緣地區(qū)的電場一般相差2～4dB，同時在服務區(qū)域內(nèi)不受地理條件限制，是解決邊遠地區(qū)和山區(qū)的電視覆蓋的最好辦法。我國幅員遼闊，地域復雜，用一個轉(zhuǎn)發(fā)器就能均勻地覆蓋整個國土。由于衛(wèi)星的輻射功率小，且衛(wèi)星離地面距離遠，因此，到達地面的場強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，不受地理條件和氣象的影響，可獲得高質(zhì)量的通信信號，且采用的是調(diào)頻，抗干擾能力強，輸出信噪比高，失真小;工作頻率高，受工業(yè)干擾、無線電波等干擾較小，而且可實現(xiàn)較寬的工作頻段。如：KU頻段(11.7～12.2)GHz、寬度達500MHz，能容納24個模擬頻道，每個頻道帶寬可達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)和變換帶來的失真以及信噪比下降的情況，信號比較穩(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，耗費的資金少，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的造價并不隨通信距離的增加而提高，隨著設(shè)計和工藝的成熟，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%，我國只需一顆衛(wèi)星即可覆蓋全國，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)星測控站四大個主要部分組成。
上行發(fā)射站把節(jié)目制作中心送來的信號加以處理，經(jīng)過調(diào)制，上變頻和高功率放大，通過定向天線向衛(wèi)星發(fā)射上行C、Ku波段信號;同時也接收由衛(wèi)星下行轉(zhuǎn)發(fā)的微弱的微波信號，監(jiān)測衛(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的上行微波信號(C波段為6GHz，Ku波段為14GHz)，并將它放大、變頻、再放大后，發(fā)射到地面服務區(qū)內(nèi)。因此，星載轉(zhuǎn)發(fā)器實際上是起一個空間中繼站的作用，它應以最低附加噪聲和失真?zhèn)魉蛷V播電視信號。地面接收站接收來自衛(wèi)星的信號，經(jīng)過低噪聲放大，下變頻為中頻信號、中頻信號經(jīng)過調(diào)頻、解調(diào)后得到基帶信號，分別送到視頻恢復電路和伴音解調(diào)電路，重新得到正常的視頻信號和伴音信號，直接送到電視監(jiān)視器或電視機，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(簡稱上行站)
上行地球站的主要任務就是把電視廣播中心的廣播電視信號加以信號處理，并經(jīng)過調(diào)制、上變頻，然后對輸出信號的功率進行放大處理，再通過定向發(fā)射天線向衛(wèi)星發(fā)送上行微波信號。同時也接收由衛(wèi)星下行微弱的微波信號，以監(jiān)測衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目質(zhì)量。
首先，經(jīng)過視頻處理電路處理后的視頻信號與經(jīng)過伴音處理電路處理的伴音信號相加混合成基帶信號，然后對中頻載波進行調(diào)制，將輸入的基帶信號變?yōu)?0MHz的中頻調(diào)諧波。中頻信號再經(jīng)過上變頻，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，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)星的信號稱為上行信號，把衛(wèi)星傳送到地面的信號叫做下行信號。上、下行信號的載波頻率是不一樣的，這樣就避免了上行信號和下行信號之間的相互干擾。上行地球站可以是一個或多個。
2、廣播衛(wèi)星
廣播電視衛(wèi)星，它類似于一個電視差轉(zhuǎn)站，將設(shè)置在地球上的上行站發(fā)射的電視載波信號接收放大和頻率變換處理后，再向所服務的覆蓋區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)。為了實現(xiàn)廣播電視信號的正常轉(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)星相對于地球是靜止的，以便地面衛(wèi)星接收站準確地接收衛(wèi)星傳送的信號。
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)星接收機等部分組成。天線接收來自衛(wèi)星的信號，通過高頻頭將微弱的電磁波信號進行低噪聲放大，并將它變換為頻率為950—1450MHz的第一中頻信號。中頻信號經(jīng)過電纜送到衛(wèi)星接收機進行解調(diào)。選臺器從950—1450MHz的輸入信號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在內(nèi)的復合基帶信號。視頻信號送到視頻恢復電路先經(jīng)過去加重處理。所謂的去加重處理，實際上是讓視頻信號通過一個頻率響應特性與預加重頻響特性相反的無源二端口網(wǎng)絡，從而抵消預加重網(wǎng)絡對信號產(chǎn)生的頻譜畸變，恢復原本信號。由于在發(fā)射端對信號進行了能量擴散處理，即在視頻信號中加入了30Hz的三角波擴散信號。因此必須在接收端進行能量去擴散處理，去除疊加在視頻信號上的三角波信號，恢復視頻信號的原來特性，得到正常的視頻信號。伴音信號送到伴音解調(diào)器經(jīng)過放大、副載波解調(diào)，去加重后得到正常的伴音信號。
4、遙測遙控跟蹤站
該站的主要任務是測量衛(wèi)星的各種參數(shù)，監(jiān)測調(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;對衛(wèi)星實施各種功能狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。測控衛(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)星相對于地球靜止，并使衛(wèi)星天線波束對地球表面地覆蓋區(qū)域保持不變等等。
四、我國衛(wèi)星廣播電視現(xiàn)狀與發(fā)展方向
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國進入了信息化、網(wǎng)絡化的社會，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)絡電視、高清電視、3D電視、移動電視。廣播經(jīng)歷了模擬信號到數(shù)字信號的演變，現(xiàn)在正向網(wǎng)絡化邁進。這些都能夠反映時代的科技進步，以及人們的精神需要。雖然我國的電視廣播工程得到了快速的發(fā)展，但是與發(fā)達的國家相比，在技術(shù)的研究開發(fā)等方面存在著一定的差距。
目前我國的衛(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)在以下三個方面：
1、依靠衛(wèi)星網(wǎng)絡進行多功能開發(fā)利用，并與地面有線網(wǎng)絡結(jié)合開拓多媒體市場，建立綜合信息服務平臺，開展新聞采集(SNG)和數(shù)據(jù)廣播等業(yè)務。逐步向用戶提供視頻點播(VOD)、互聯(lián)網(wǎng)接入、家中銀行、實時信息發(fā)布、遠程診療、遠距離教學、電視會議、電視購物等多種服務。
2、試播HDTV。將高清楚度電視節(jié)目通過直播衛(wèi)星向全國發(fā)送，在大、中城市和有條件接收的地方，可用小型衛(wèi)星接收天線進行高清楚度電視的集體和個人接收。
3、采用更大功率容量的Ku波段衛(wèi)星開展直播衛(wèi)星/直播到戶(DBS/DTH)業(yè)務。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，對于技術(shù)人員的要求也不斷的提高，我們必要
要不斷的學習先進的技術(shù)，積極的培養(yǎng)人才，同時還要注重自身的創(chuàng)新和發(fā)展理念來進行科研與生產(chǎn)，這樣才可能會較大的促進我國廣播電視工程的發(fā)展。
參考文獻：
[1]閔士權(quán)，國外衛(wèi)星通信現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，航天器工程，16卷，第一期.
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