卫星电视广播传输与接收系统的原理及实用技术

衣克巴利·依不拉音

【摘要】目前电视广播信号传输主要以光纤和卫星传输两种方式为主。与光纤传输方式相比，卫星传输具有受制因素少，成本低廉，传输距离远，信号覆盖面积等优势，应用范围较广，为电视广播传输带来较大发展空间。本文就对卫星电视广播阐述与接收系统的原理与实用技术进行分析探讨，以供参考。

【关键词】卫星电视广播;传输和接收系统;原理;实用技术;

卫星广播电视技术的发展，打破了传统电视信号接受和传输中时间与空间上的制约，再加上数字技术的应用，可对传输信号实施压缩处理，降低接受和传输中的空间占用，以改善传输效率，为我国广播电视行业的长远发展提供动力。

1. 卫星电视广播传输及接受系统的原理

1.1 传输原理

卫星电视广播传输形式取决于地面广播系统，地面传输系统的不同，信号的接收和调节方式也存在差异。不过基本工作原理却是不变的，都是将接收到的视频或音频信号处理后传输到卫星装置中，由卫星装置实行频率转换，再传输到地面接收系统内，由地面接收系统传输到覆盖区域内。

1.2 接收原理

电视台播出的信号会通过电缆、光缆或微博等形式传输到卫星系统中，之后再利用变频和功率放大技术，实现信号变频转换，发送到指定区域空间。卫星信号接收中，地面接收系统主要以家庭或团体接收、电视台接收这两种方式为主。

2. 卫星电视广播传输技术应用

2.1 上行发射站

卫星电视广播传输技术是在卫星技术技术上衍生的信号传输技术。其由发射站、转发器、接收器三部分构成。其中发射站是上行信号发出的重要设备，转发器是在卫星载体基础上实施信号接收、处理、转发的中转系统，接收器是地面用户卫星信号接收的重要装置。三个系统协调运行，实现电视广播信号接收和传输。其中上行发射装置的工作原理为：先实施音频和视频混合处理，生成原始基带信号。之后调整原始基带信号，并将其转化成70赫兹左右的中频载波。最后利用发射站将中频载波转化成高频载波，传送给卫星，由卫星设备传输到指定范围，完成上行信号传输。

2.2 星载转发器

星载转发器的工作原理与转换机原理相似，主要是进行信号接收和传输处理的。星载转发器在实际应用中，可实现上行发射器与地面接收器间的信号传输和接收，再通过设备内部多样化转化系统的合理应用，实现对C、CU波段信号的处理。星载转发器可提高信号接收后的转发效率，提升信号传输质量，扩展信号覆盖范围。不过该设备设置在地球外围上，维修和调整难度较大，需要工作人员做好实时检测，以加强信号接收和传输的准确性。

2.3 DFB数字信号传输技术

随着技术水平的提高，很多音频和视频调制器被应用在卫星电视广播信号传输系统中，这些设备仪器的应用，满足了多维信号的传输要求，改进立体信号的处理和接收效率，加快信号转换率，扩大信号传播范围。例如，在SMPTE259M串行数字视频调控，以音频模拟信号为主，应用A/D、D/A转换模式，可将信号传输转成光纤传播，扩展传输范围。同时利用光纤直接进行AES/EBU音频信号的传输，可提高信号转换效率，加快传输速度，加强自动化管控效果。

3. 卫星电视接收系统

3.1 室外系统

卫星电视接收系统中的室外系统主要由三部分构成，即抛物面天线、高频头、馈源。功能是实施卫星转发器下行信号的接收、调整和转换作业，做到第一中频信号的识别和处理工作。各组成部分的具体作用为：

3.1.1 抛物面天线

抛物面天线可接收卫星转发器下行的C或CU波段信号，将其积聚到一个点上，对其予以设置和处理。虽然从卫星发射出来的电视广播数字信号，可直接被地面接收装置接收，但由于两者距离较远，信号直接传输较为薄弱。而利用抛物面天线后，可借助聚焦原理解决上述问题，利用天线汇集信号，快速传输到馈源内，保证信号的传输质量。

3.1.2 馈源

馈源是抛物面天线的核心结构，是由三部分构成的，即馈源盘、极化器和过渡波导。馈源的具体功能是将抛物面天线汇集的电视广播数字信号接收并转化成电磁波形式，之后将转化后的电磁波利用圆波导传输到高频头中，再经矩形波处理后传输到相应设备中，以提高信号传输效率。

3.1.3 高频头

地面接收天线在卫星信号接收中，高频头可规避信号微弱问题，保证接收效果，且信号接收完成后，可对卫星载波信号实施降频和调整处理，生成中频信号，满足同轴电缆阐述要求，提升电视信号接收和传输效果。

3.2 室内系统

室内系统的核心部分为综合解码接收机，其是由解复用模块、信道接收模块和MPEG-2解码模块三部分构成的。

3.2.1 信道接收模块

卫星在接受到转换器下行波段的电视信号后，通过低噪声变频设备进行放大和变频处理，生成L波段的第一中频信号，之后对第一中频信号实行放大和过滤处理，之后传输到混频电路和振荡器中，这两个设备处理后的信号会通过同轴电缆直接传输到解码设备内，完成整个传输流程。不过在信号转换和传输过程中，由于差频问题的产生，容易影响信号质量和传输效果。因此需要使用混合高频放大信号和本振信号对第一中频信号实施再次处理，生成第二中频信号，保证信号接收质量。第一中频信号的频率为479.5兆赫兹。處理后的第二中频信号，将带宽设置成36兆赫兹。通过对第二中频信号的调整，有助于实现电路的自动增益控制，从而改善信号质量，减少信号波动幅度。经过放大处理后的中频信号直接传输到QSPK解调器中，实施再次调整和转换，获得标准的电视广播数字信号流，再将数字信号流传输到维特比解码器内，对信号实施解密和纠错处理，最后，使用交流电路实施电视信号处理，传送到RS解码电路中，纠正传输中存在的错误代码，完成整个信号传输工作。

3.2.2 解复用模块

电视信号在被卫星接收后，需要经过信源编码、数字信号模数转换、MPEG-2压缩编码、RS数码处理等多道流程工序，生成最终的混合数码信号，做到信号不同线路的传输、处理和调整。在研究中发现，混合数码信号是由数字信号、RS数码和交织码三部分构成的。在信源解码前，要分析复用传输流，将不同频段对应的信号数据予以标注，分别获取信号流数据包，将传播的信号内容予以还原和应用。在不同信号数据包解码中，可采用MPEG-2解码器完成科学处理。

3.2.3 MPEG-2解码模块

解复用数据在进入到MPEG-2解码器中后，先开展初始数据流解码工作，将接收到的信号数据转变成视频和音频数据流，视频数据流直接传输到D/A转换编码器中实施后续处理。音频数据流直接传输到A/D转换器中实施后续处理，转换后获得精准的视频和音频模拟信号，再将其阐述到电视机内，播放电视节目。

4. 广播电视卫星传输缺陷的解决措施

4.1 强化操作人员能力水平

针对卫星信号传输中存在的人员操作问题，相关部门需加大人员培训力度。首先，建立完善的卫星信号传输管理制度，科学管控安装、维修等环节。制定明确检修维护标准，严格按照标准要求开展各项作业。在地面接收装置安装过程中，安装人员要熟练掌握安装技巧及安装要求，且做好安装环节的细致检查作业，减少问题的产生，确保设备的正常使用。另外，定期实行设备检修，记录和分析检修数据，做到故障问题的及时处理。

其次，开展定期专业培训和教育活动，让人员熟练了解安装和维修要点，合理规划考核内容，未通过考核的人员不得参与具体工作中来。且做好卫星传输技术的更新和扩展。

最后，优化员工职业道德素质，增强其责任感和使命感，构建专业性强的工作团队，优化工作质量。

4.2 做好设备质量管控

针对信号传输存在的缺陷，需采取以下措施：加大地面设备保护力度，以免产生干扰。将接收天线假设在郊区内，与电磁场保持较远距离;使用灵敏度较高的高频头，提高下行信号转换和还原能力;做好接收天线角度调整，降低恶劣天气带来的不良影响;人为干扰的解决可通过关闭转发器或利用较强信号控制较弱信号的方式来削弱干扰，保障设备的正常运转。或者还可使用大功率的发射机，增加信号的上行功率，使传输的卫星信号的功率大于干扰信号，保证正常信号的发送、转发。

4.3 做好电磁波干扰防护

电磁波干扰防护中，工作人员要先对周边干扰源实行检测，确定干扰种类，有针对性的制定屏蔽方式。如果是短波干扰，可直接采用机房屏蔽，除馈线外，所有线路均采用半钢材质完成处理;如果是中波干扰，可使用接地装置屏蔽。如发现干扰源为雷达，则需与相关部门沟通，协调同步卫星的运行轨道，划分信号发声频率;如雷达信号干扰源与地球站、单向卫星接收站距离较远，干扰程度不明显，可利用将天线的口径适当加大的方式解决信号干扰问题。

4.4 天气监测

天气的不确定性对信号传输的影响较大，为改进传输质量，需加强天气监测，结合检测数据做好防护措施。通常情況下，会利用优化处理地面接收装置的方式，降低天气变化对信号接收和传输的影响。如优化发射站、天线架设装置等;还可借助调整接收天线仰角的方式来减少降雨天气及雨水堆积对线路造成的威胁，改进信号传输质量。

5. 结语

综上所述，做好卫星电视广播信号的接收和传输工作，合理规划系统内容，加大先进技术的应用，能够有效提高信号接收和传输质量，改善电视节目播放效果，故而相关部门需要加大该方面的关注力度。

参考文献：

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