直播星“中星9號”接收系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

孫黎明

（總裝備部政治部文化工作站，北京 100082）

1 引言

中國廣播電視直播衛(wèi)星“村村通”系統(tǒng)是中國首個以衛(wèi)星信號到戶方式建立的數(shù)字廣播電視直播平臺，旨在采用直播衛(wèi)星技術(shù)擴大中國廣播電視信號覆蓋面，解決全國偏遠(yuǎn)、邊疆、少數(shù)民族聚集地區(qū)和牧區(qū)及駐地分散地區(qū)人民群眾收聽、收看廣播電視節(jié)目的問題，是一個公益性（免費接收，不使用加密卡）的節(jié)目平臺[1-2]。

“中星9號”衛(wèi)星軌道位于東經(jīng)92.2°赤道上空，使用Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，采用圓極化、區(qū)域波束方式發(fā)射，功率較強，接收效果好，全國大部分地區(qū)（含港、澳、臺）用45 cm口徑的天線即可達(dá)到音畫俱佳的收視效果。“中星9號”的相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 “中星9號”直播衛(wèi)星相關(guān)參數(shù)

該平臺傳送的音像信號選自中央電視臺免費頻道和省級上星衛(wèi)視節(jié)目、中央人民廣播電臺部分欄目和省級電臺上星的調(diào)頻廣播作為前端節(jié)目源。節(jié)目源采集系統(tǒng)，一期視頻編碼使用MPEG-2數(shù)字壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，音頻采用中國自主研發(fā)的DRA多聲道數(shù)字音頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過編碼復(fù)用系統(tǒng)把12套電視和12套廣播節(jié)目轉(zhuǎn)換成一個傳輸流供單個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行傳輸。一期使用該星4個36 MHz帶寬的轉(zhuǎn)發(fā)器，傳送48套標(biāo)清數(shù)字電視、48套立體聲數(shù)字廣播節(jié)目（含蒙、朝、藏、維、哈語電視和廣播）、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（包括時事新聞、農(nóng)業(yè)資訊、科教園地、天氣預(yù)報等四大板塊）、電子節(jié)目單及機頂盒軟件升級包（該機頂盒被設(shè)置成為用戶無法輸入、更改高頻頭參數(shù)、PID數(shù)據(jù)，無法手動設(shè)置新增頻點等，將來新增節(jié)目或新增轉(zhuǎn)發(fā)器以至于修改機器軟件bug或者實現(xiàn)新的功能，都將依賴于機器接收軟件升級包來自動完成），“村村通”系統(tǒng)組成見圖1。

該星信道傳輸采用完全擁有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星信道傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ABS-S（Advanced Broadcasting Satellite-System）。ABS-S系統(tǒng)在性能上與國際最新傳輸技術(shù)DVB-S2系統(tǒng)總體性能相當(dāng)，部分性能指標(biāo)更優(yōu)，而復(fù)雜度低于DVB-S2，更適應(yīng)國內(nèi)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。在編碼技術(shù)方面，采用先進(jìn)的信道編碼方案、合理高效的傳輸幀結(jié)構(gòu)等技術(shù)，具有更低的載噪比門限要求和更強的節(jié)目傳輸能力。在安全性方面，ABS-S標(biāo)準(zhǔn)采用專用技術(shù)體制，不兼容目前國外任何一種衛(wèi)星信號傳輸技術(shù)體制，專用制式的機頂盒無法接收其他制式的電視節(jié)目，可有效防止其他非法信號攻擊，從技術(shù)上徹底解決了接收安全問題。極化方式采用左旋圓極化，優(yōu)勢是便于開展地面移動接收業(yè)務(wù)，從接收技術(shù)角度來講，該極化方式接收時不用調(diào)整極化角，容易實現(xiàn)接收天線非專業(yè)人員的安裝操作；從衛(wèi)星軌道位置資源的方面考慮，圓極化更易于實現(xiàn)雙星同軌、同頻，互為備份；另外，鑒于目前覆蓋中國的境外衛(wèi)視節(jié)目都是以線極化方式傳輸，圓極化方式對阻止接收境外非法電視節(jié)目也有一定的抑制作用。

整套設(shè)備體積小、重量輕、價格低，深受廣大用戶的青睞，并得以迅速普及。筆者使用“DQL-8型”羅盤儀在國內(nèi)許多地區(qū)進(jìn)行了安裝調(diào)試，從中總結(jié)了方便、簡捷的尋星定位法，歸納如下，供同行參考。

2 接收系統(tǒng)安裝前的準(zhǔn)備工作

2.1 天線安裝地點選擇

選擇安裝地點應(yīng)滿足如下要求：首先，該地點在天線指向區(qū)域內(nèi)應(yīng)沒有任何的障礙物，要避開地面上產(chǎn)生電磁干擾的設(shè)施；其次，盡量把天線安裝在避雷裝置有效保護(hù)的范圍內(nèi)，同時要避開風(fēng)口區(qū)；再次，天線和機頂盒的距離要盡量近一些（最遠(yuǎn)不超過50 m）；最后，該地點地面要寬敞、平坦以方便進(jìn)行天線底座固定和角度調(diào)試。

2.2 天饋角度的計算

仰角（Elevation）是指天線對準(zhǔn)衛(wèi)星時，波束主軸與地面之間的夾角。仰角E（單位為度（°））為

式中：α為接收點經(jīng)度與衛(wèi)星定點經(jīng)度之差；β為接收點所在地緯度；r為地球半徑，r=6378 km；R為衛(wèi)星軌道半徑，R=42218 km；r/R=0.15。

方位角（Azimuth）是指波束主軸在地面上的投影與天線架設(shè)點的正南（特指北半球）方向線之間的夾角。方位角A為

方位角計算結(jié)果是正值表示南偏西，負(fù)值表示南偏東。

極化角（Polarizing Angle）是指接收地點受所在地與衛(wèi)星定點地經(jīng)度差及地球曲率的影響，而使高頻頭相對地面形成的傾角。極化角P為

極化角正值表示以“0”為基準(zhǔn)，高頻頭按順時針方向轉(zhuǎn)動一個角度；負(fù)值則按逆時針轉(zhuǎn)動（面向天線轉(zhuǎn)動高頻頭），極化角相差180°使用效果一樣。

因“中星9號”衛(wèi)星波束為圓極化方式，故無須計算極化角，公式中計算出的仰角為正饋天線的仰角。

2.3 器材準(zhǔn)備

以“九洲”牌整套設(shè)備為例，Ku頻段0.45 m WTPKT04506-SA衛(wèi)星接收天線1個、LNBK21衛(wèi)星直播系統(tǒng)一體化下變頻器 （高頻頭）1個、DVS-398F++“中星9號”衛(wèi)星直播系統(tǒng)綜合接收機頂盒1臺、75 Ω （國標(biāo)SYV-75-5型）同軸電纜25 m。

3 接收系統(tǒng)的組裝

接收系統(tǒng)的組裝包括：

1）底座的固定。天線三角底盤組件要用固定夾和膨脹螺栓先緊固在60 cm×60 cm×10 cm的水泥方磚上，然后將其放置到安裝點地面上，用水平儀進(jìn)行底座水平的校正。

2）天線散件的組裝（見圖2）。

3）高頻頭的組裝。將高頻頭安裝在支架前端饋源夾上，使高頻頭的接線柱垂直于地面，防止內(nèi)部進(jìn)水，如圖3所示。

4）解碼器的連接。把射頻電纜線上的F型連接頭一端擰在高頻頭端口，另一端擰在解碼器后面板信號輸入端口，將三芯音/視頻線的一端按顏色分別與本機后面板的“視頻”和“左/右聲道”輸出端口連接，另一端按顏色分別與電視機的“視頻”和“左/右聲道”輸入端口連接，將本機電源線與220 V/50 Hz交流電相連。具體操作如圖4所示。

4 系統(tǒng)調(diào)試

4.1 天線仰角、方位角的調(diào)試

仰角是通過天線調(diào)節(jié)桿上/下運動來實現(xiàn)仰角度數(shù)變化的，方位角的改變則是通過移動反射面偏東或偏西方向來實現(xiàn)的。中國部分城市接收“中星9號”的仰角、方位角參數(shù)見表2。通過上述公式計算或查表，得到“中星9號”在北京接收的仰角為37.48°（正饋方式的仰角度）、方位角為145°（南偏西350）。由于該系統(tǒng)采用偏饋方式天線，偏饋角為22°（數(shù)據(jù)由天線生產(chǎn)商提供），也就是說當(dāng)天線反射面和地面垂直時，此時的仰角值為 22°。

表2 中國部分城市接收“中星9號”的仰角、方位角參數(shù)表

偏饋的實際調(diào)整仰角度=當(dāng)?shù)靥炀€的正饋仰角度-天線的偏饋角度，得出實際調(diào)整仰角度為15.48°，仰角調(diào)整如圖5所示。

方位角的調(diào)整操作方法：將羅盤儀水平擺放，正北指針對準(zhǔn)0刻度，逆時針方向找到145°點，以該點為基準(zhǔn)點，移動天線位置使反射面頂端中間點、高頻頭頂端中線點和基準(zhǔn)點保持在一條直線上，如圖6所示。

調(diào)試規(guī)律為：首先要清楚該接收地點的仰角和方位角參數(shù)，測定出該點的正南朝向，即確定衛(wèi)星天線的大概指向。

衛(wèi)星電視直播是依靠運行在赤道上空約36000 km處、和地球自轉(zhuǎn)周期同步的靜止軌道的衛(wèi)星完成的，中國處在地球的北半球，因此衛(wèi)星接收天線指向總應(yīng)是朝南的，南偏東或南偏西為方位角調(diào)整范圍，如果要接收衛(wèi)星軌道參數(shù)和接收地點經(jīng)度相同，天線指向即為正南；衛(wèi)星軌道參數(shù)小于接收地點經(jīng)度，天線則指向南偏西；衛(wèi)星軌道參數(shù)大于接收地點經(jīng)度，天線指向為南偏東。

接收天線的仰角大小和接收設(shè)備安裝地點的緯度有關(guān)，接收地點緯度越高，仰角就越小，接收地點緯度越低，仰角越大。

尋星操作要訣：尋星轉(zhuǎn)動天線角度時動作要緩慢，因解碼器接收到的衛(wèi)星下行信號都是事先經(jīng)過上行站壓縮和調(diào)制后的射頻信號，解碼器要對其信號進(jìn)行解調(diào)和數(shù)字解壓縮運算處理，此過程會占用幾秒至十幾秒不等的時間，所以每轉(zhuǎn)動一下天線角度，都要留有解碼器運算處理的時間，觀察信號質(zhì)量指示條有無變化，切忌連續(xù)轉(zhuǎn)動角度。還要注意環(huán)境因素的影響，避免在陰、雨天或下雪天進(jìn)行安裝，因惡劣的天氣對信號的損耗很大，要留意有無日凌中斷現(xiàn)象的發(fā)生 （中國日凌發(fā)生的時間為每年農(nóng)歷春分和秋分前后連續(xù)幾天，各地略有不同），另外要著重檢查周圍有無微波干擾源等問題。

尋星步驟：正確的尋星法可起到事半功倍的效果，總體來說，可分為4個步驟：1）先固定仰角。在天饋系統(tǒng)的3個角度中，仰角最為關(guān)鍵，在測量時，羅盤等儀器不易受干擾，容易測準(zhǔn)，固定也簡便，因此首先固定好仰角。2）調(diào)校方位角。方位角最易受地磁及外界磁場影響，不易測準(zhǔn)，實際調(diào)整方位角時，理論數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)會有一定的誤差范圍，可在所確定方向±10°周圍來尋找，要耐心細(xì)致地反復(fù)操作。3）調(diào)高頻頭的極化角。此星下行采用左旋圓極化方式，故接收時不用調(diào)整極化角，只要把高頻頭安裝在饋源夾上即可。4）細(xì)調(diào)三個角。一旦找到了信號，接收機的鎖定指示燈就會點亮；再上下微調(diào)仰角，左右微調(diào)方位角，細(xì)調(diào)焦直比，使得信號指示至最大即可。

4.2 解碼器的使用

首先要將解碼器后面板上揚聲器開關(guān)置于“關(guān)”的位置，否則遙控器上只有▲▼ ▲▲、電視/廣播、0～9數(shù)字鍵有效，其他按鍵均無效，另外機內(nèi)數(shù)據(jù)無須進(jìn)行任何改動。具體步驟為：

1）打開電視機和解碼器的電源開關(guān)，按遙控器上“菜單”鍵，進(jìn)入“系統(tǒng)設(shè)置”輸入密碼“9999”，按“確認(rèn)”鍵，如圖7所示。

2）進(jìn)入“安裝與信號檢測”項，按“確認(rèn)”鍵，如圖8所示。必須按“確認(rèn)”鍵，否則信號強度和質(zhì)量指示條不隨機變化，無法調(diào)試。這時要按照尋星原則和步驟，首先進(jìn)行粗調(diào)，測量仰角角度并固定，然后慢慢轉(zhuǎn)動天線的方位，觀察屏幕上信號質(zhì)量指示條變化，如指示條變化成綠色，就說明基本調(diào)準(zhǔn)，此時注意看解碼器前面板上綠色信號鎖定燈點亮。然后進(jìn)入細(xì)調(diào)，微調(diào)仰角、方位角及焦直比，使其信號質(zhì)量指示達(dá)到最大即可，如圖9所示。

3）調(diào)至“自動搜索”項，按“確認(rèn)”鍵，進(jìn)行自動搜索，如圖10所示。

4）搜索完畢后，緊固天線各部位螺母，按“退出”鍵即可，此時整個調(diào)試過程結(jié)束。

5 解碼器功能的基本操作

按遙控器上的“電視/廣播”鍵，進(jìn)行播放電視/廣播節(jié)目之間切換；按“頻道列表”鍵，列出所有頻道列表和對應(yīng)當(dāng)前的節(jié)目；按“節(jié)目指南”鍵，列出電子節(jié)目指南；按“節(jié)目信息”鍵，顯示當(dāng)前和下一個節(jié)目信息；按“信息服務(wù)”鍵，在收看狀態(tài)下，直接進(jìn)入綜合信息服務(wù)頁面。

6 安全注意事項及日常維護(hù)

解碼器要定期斷電除塵，擺放處要保持通風(fēng)干燥，各插線要連接緊固。插拔解碼器信號輸入端的F型連接頭和音、視頻連接線時，請務(wù)必先關(guān)閉電源。多風(fēng)地區(qū)要經(jīng)常檢查天線角度指向，觀看信號質(zhì)量的指示數(shù)據(jù)是否在最大值，否則及時進(jìn)行微調(diào)。檢查天線調(diào)節(jié)機構(gòu)和各部件螺栓是否松動，天線接地是否良好，檢查高頻頭和電纜線連接處有無滲水現(xiàn)象，雪天后要及時清除反射面上的積雪。天線的金屬構(gòu)件如有脫漆生銹現(xiàn)象，要及時除銹補漆。在夏季雷雨來臨之前，為了防止雷電通過射頻電纜損壞室內(nèi)設(shè)備，最好把連接電纜的F型連接頭擰開，暫時停止使用。本機在使用過程中出現(xiàn)異常情況，先要斷開電源，然后與相關(guān)技術(shù)人員聯(lián)系，進(jìn)行處理。

[1]國家廣播電影電視總局科技司.中國廣播電視直播衛(wèi)星“村村通”系統(tǒng)技術(shù)體制白皮書發(fā)布[EB/OL].[2010-03-20].http：//www.asiatvro.com/html/200805/Msg15818.htm.

[2]蘇凱雄，郭里婷.數(shù)字衛(wèi)星電視接收技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2002.