接收机系统余量是什么(用户部分及接收机包括)

定义

卫星接收系统:主要是完成对卫星信号的接收,由卫星接收天线、高频头、第一中频电缆、功分器和卫星接收机等几部分组成,有时还包括线路放大器。模拟卫星接收系统和数字卫星接收系统的组成形式是完全一样的,因为两种接收机接收的都是第一中频信号,而第一中频信号为已调波,它属于模拟信号的范畴。@广播科技

组成

卫星接收系统可以分成室外和室内两部分:室外部分包括卫星接收天线、高频头、第一中频电缆,有时还设有线路放大器;室内部分包括功分器、卫星接收机等。

功能

通过天线接收来自卫星的下行信号,首先经过低噪声放大、下变频和中放等环节,生成卫星接收系统内的第一中频信号,该信号经同轴电缆传送到室内一个或多个卫星接收机,在接收机内部,进一步产生第二中频信号,经过中放、解调等处理,分别还原出视频和音频信号。

▲2010年9月,鑫诺6,具有24个C波段转发器,8个Ku波段转发器,以及12GHz频段卫星广播业务BSS。

常用术语

▽ 极化方式:常用的接收方式有垂直极化(V)和水平线极化(H)。

垂直极化和水平极化的接收,是改变馈源的矩形(长方形)波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。当矩形波导口的长边平行于地面时接收的是垂直极化,垂直于地面时接收的是水平极化。极化方向(极化角)又因地而异有所偏差。因为地球是个球体,而卫星信号的下行波束却是水平直线传播,这就造成不同方位角所收的同一极化信号有所不同,所以地理位置不同,所接收的信号极化方向也有所偏差。馈源的长形波导口(极化方向)将不完全垂直或水平于地面。调整极化方向时应注意这一点。

▽ 通信波段:卫星通信使用微波频段300MHz—30GHz,采用高频信号的目的是保证地面上发射的电磁波能够穿透电离层到达卫星。在卫星通信中,不同的卫星,或者同一颗卫星上的不同转发器所使用的频率范围都不相同,不同频率范围有不同的代号。如利用3.7-4.2GHz为下行频率,范围的代号是C,该频率范围简称C波段; 利用11.7-12.5GHz为下行频率,范围的代号是Ku, 该频率范围简称Ku波段。

▽ 上行频率:指发射站把信号发射到卫星上用的频率,由于信号是由地面向上发射,所以叫上行频率。

▽ 转发器:指卫星上用于接收地面发射来的信号,并对该信号进行放大,再以另一个频率向地面进行发射的设备。一颗卫星上可以有多个转发器。

▽ 下行频率:指卫星向地面发射信号所使用的频率,不同的转发器所使用的下行频率不同,换句话说,当我们接收不同的节目内容时,所使用的下行频率不同,在使用卫星接收机时所设置的参数也就不同,如果设置不正确,将不能接收相应的节目内容。

▽ 符号率:卫星节目的符号率,指数据传输的速率,与信号的比特率及信道参数有关,单位为MB/s。从世界上卫星发展趋势看,卫星电视的符号率越来越高,当一个载波信号携带的节目数越多时,此值越大。

▽ 纠错方式:FEC EP前向纠错码方式,不同的系统会有不同的设置,接收机的FEC方式的设置必须与上行站编码方式一致才能正确解码。

▽ 本振频率:C波段卫星接收机的LNB本振频率一般为5150MHz,而Ku频段高频头的本振频率各不相同,常用的高频头的本振频率为11250或11300,具体是多少需仔细查看高频头包装盒上的说明。

▽ PID码:PID码是英文Packet Identifier简称,是包识别码的意思。PID就是为卫星上传送的节目加一个编号,数字卫星接收机或PC接收卡要根据这个编号来判断所接收的信号属于那一个节目。如果不知道PID值,就不能正确接收相应的节目。具体来讲,PID可分视频、音频两大类,其中视频类又分图像、图文类,音频类则分电视与广播类。

▲2007年7月,中星6B,具有38个C波段转发器,以及12GHz频段卫星广播业务BSS。

特殊自然现象的影响

一般情况下,整个卫星信号的传输接收系统在设计指标合理及设备完好的情况下,信号的传输与接收是不间断的,但受到一些特殊自然现象影响,如发生卫星蚀及日凌等特殊自然现象时,卫星信号就可能被干扰中断。

▽ 卫星蚀:在卫星绕地球运行过程中,当太阳、地球和卫星运行到一条直线上,而且卫星和太阳分别在地球的对侧时,卫星便进入了地球的阴影区,这时就发生卫星蚀。这种现象出现在每年春分和秋分前后,每次连续出现45天,共90天,且春分和秋分这两天卫星蚀的时间最长为72分钟。发生卫星蚀期间,星载太阳能电池不能充电,对于电池容量较小的卫星,星上大功率转发器就不能工作,这时卫星信号就中断,为克服卫星蚀产生信号中断现象,目前大功率卫星都配置较大容量的蓄电池,其容量可保证卫星蚀期间有效载荷的正常工作,卫星蚀中断信号的问题便可有效解决。

▽ 日凌:卫星运行到太阳和接收站之间,并处在一条直线上时,接收站的抛物面天线对准卫星,也正对着太阳,太阳强大的电磁辐射会对卫星下行信号造成强烈的干扰,这种现象称为日凌。日凌多发生在春分和秋分前后连续数天,每年两次,每次约3-6天,最长持续时间可达10分钟,受干扰天数、发生时间和持续期的长短随接收站地点,天线直径的不同而异。若按每年平均数计算,受干扰时间约为0.002%。日凌发生时,可暂停接收。日凌时刻,太阳能加温会使高频头外壳温度升高,若超过规定工作温度,,则应采取措施加以防护。

▽ 雪盲:冬季如遇大雪,积雪将天线抛物面覆盖,信号将不能被抛物面反射,卫星信号将中断,这时只要将覆盖在天线上的积雪清除,信号便可恢复。

▽ 雨衰:降雨对卫星通信系统的影响表现在三个方面:

❶ 雨滴吸收了上、下行电磁波的能量形成雨衰(C波段的电波波长在187.5px左右,与雨滴半径相关较大,因此受降雨影响较小,一般小于2dB。KU波段内电波的波长在62.5px左右,故降雨对电波产生的影响比较明显,最大可达20dB。)。

❷ 降雨时雨滴的退极化作用使天线的交叉极化隔离度下降。

❸雨滴吸收电磁波的能量的同时又发出噪声,使接收天线的噪声温度升高。

一般接收C波段信号,接收站余量在 3 dB左右(即接收机显示的信号质量在9左右),基本上不受降雨的影响。

▲2003年4月,亚星4,具有28个C波段转发器,12个Ku波段转发器,以及12GHz频段卫星广播业务BSS。

接收干扰及预防

微波干扰为卫星接收的最主要的干扰,一般最常出现在C频段,Ku频段也有,但是非常罕见。微波干扰可分为定频干扰及雷达全频干扰。

▽ 定频干扰:当卫星天线尚未对准前,如从频谱分析仪中发现许多不属于卫星传送的信号,且不管天线移到任何方向这些信号都会存在特定的频率,这状况称为定频干扰。这些干扰源通常来自电信局微波发射站、军方、无线电视台及有线电视台的非法传送SNG微波信号。一般干扰信号的场强可从C/N 0~40 dB范围,如果卫星信号频率与干扰信号的频率有重叠,则被重叠到的卫星信号频率内的卫星节目皆无法接收。

▽ 雷达全频干扰: 就是整个卫星频段被雷达干扰,此干扰在天线架设过程中很难从频谱分析仪中察觉到干扰,但如果将频谱的 SPAN 调大一点,则可从波形中发现每6~12秒的周期中,整个卫星频段的信号会瞬间高出 C/N 1~3 dB,随后又即恢复原来的波形,此种现象称为雷达全频干扰。这些干扰源通常来自机场雷达及军方雷达,此干扰对卫星的接收通常是数字信号比模拟信号影响大。模拟信号如被雷达波扫到,节目画面出现许多不起眼的白点,如不注意看是不容易察觉到。如果数字信号被雷达波扫到,则信号会完全停止2~3秒,而这现象会一直持续下去。

预防微波干扰的方式有:寻找屏蔽、架设防干扰网、装防干扰器。

▽ 寻找屏蔽:就是寻找干扰电波的辐射死角。干扰波和卫星波都是成直线行进遇障碍物则会被反射,而2种电波的差别在于干扰波的场强大于卫星波数千万倍,卫星波如没被天线反射信号则被地表吸收,而干扰波遇到障碍物及建筑物则会四处反射。

▽ 架设防干扰网:就是在天线四周架设铁丝网,用来防止干扰波的进入。架设铁网时,高度必须超过 LNB,并不能挡到卫星信号的行进方向。

▽ 防微波干扰器:在信号进入 LNB前所加装的一个微波滤波器。

以上防干扰方式只能针对弱微波干扰,如遇到中、强微波干扰,只能将天线迁移到无干扰的地方。

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