瀘州市廣電發(fā)射和監(jiān)測臺便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)的運用

何濤

【摘要】便攜式衛(wèi)星通信用戶站是集衛(wèi)星通信、數(shù)字程控交換、模擬和數(shù)字中繼、模擬用戶接口等功能于一體、支持本地和異地多路話音、數(shù)據(jù)和G3傳真等綜合業(yè)務(wù)的便攜式通信系統(tǒng)。它能滿足不同用戶遠距離、大范圍、任何時間、任何地點、任何氣象條件下的通信需求。尤其在西藏偏遠地區(qū)高海拔、缺氧、晝夜溫差大、自然環(huán)境惡劣的情況下，便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)對于電視臺在新聞信息傳播及時、準確的要求下變得更加重要，具有其它通信系統(tǒng)無可替代的重要性。

【關(guān)鍵詞】便攜式;便攜;通信;衛(wèi)星;衛(wèi)星通信

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.03.024

瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺主要負責轉(zhuǎn)播中央、省、市廣播電視節(jié)目的無線發(fā)射任務(wù)，做好無線廣播電視發(fā)射的運行、管理的技術(shù)工作，推進廣播影視重點基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進公共文化體系建設(shè)工作。嚴格按照上級業(yè)務(wù)主管部門所批準的各類無線發(fā)射設(shè)備的設(shè)置使用。定期檢測無線電臺站發(fā)射頻率及功率的穩(wěn)定性，定期審驗無線電臺執(zhí)照。研究提出瀘州市無線覆蓋建設(shè)的規(guī)劃意見，承擔無線臺新技術(shù)開發(fā)工作，同時，需做到應(yīng)對突發(fā)事件大主題宣傳及相關(guān)配合報道。瀘州市一些無線基站離瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺所在地學(xué)士山公園要五個多小時的車程，甚至一些邊境偏遠的鄉(xiāng)鎮(zhèn)到瀘州市區(qū)要一兩天，很多的野外報道，交通、電力、通信等生命線工程幾乎得不到保證，衛(wèi)星通信幾乎成為唯一對外聯(lián)絡(luò)的手段。瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺結(jié)合瀘州市的自然環(huán)境、報道使用情況，經(jīng)過仔細的研究和分析，便采用便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)作為瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺及其重要的通信設(shè)備。

1. 通信衛(wèi)星參數(shù)

極化方式（Polarization）：V垂直極化;H水平極化，即電磁場的振動方向，衛(wèi)星向地面發(fā)射信號時，所采用的無線電波的振動方向可以有多種方式，目前所使用的有：

水平極化（H）：水平極化是指衛(wèi)星向地面發(fā)射信號時，其無線電波的振動方向是水平方向。例如：我們拿一條繩子左右抖動，產(chǎn)生的波是左右波動。

垂直極化（V）：垂直極化是指衛(wèi)星向地面發(fā)射信號時，其無線電波的振動方向是垂直方向。例如：我們拿一條繩子上下抖動，產(chǎn)生的波是上下波動。信標：衛(wèi)星的信標信號是由衛(wèi)星上發(fā)射的一個頻率和幅度都固定的信號，主要用于衛(wèi)星上行地球站的天線對星和自動跟蹤;

DVB常用載波：地面站發(fā)送的調(diào)制載波，長期發(fā)射;

上行頻率：地面站發(fā)射頻率/衛(wèi)星接收頻率;

下行頻率：衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)頻率/地面站接收頻率;符號率Symbol rate：指數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩斠粋€載波信號攜帶的節(jié)目數(shù)越多時，此值越大。

LNB本振頻率：指高頻頭的本振頻率。Ku頻段高頻頭的本振頻率各不相同，在接收時要根據(jù)接收天線高頻頭上的本振頻率參數(shù)進行設(shè)置重新輸入?yún)?shù)。通常為11300。

功放本振：提供上行變頻，通常為13050、12800。

PID碼：指在一個單節(jié)目或多節(jié)目的傳送碼流中用于伴隨基本碼流的一個特定整數(shù)值，供解碼端識別碼流性質(zhì)。

滾降系數(shù)Roll off：滾降系數(shù)越大，波形越斜，帶寬越大;通常為0.15、0.20、0.25、0.30等。

前向糾錯FEC：通過對信源數(shù)據(jù)增加校驗碼的方式，在犧牲帶寬的情況下獲得可以接受的誤碼率要求的技術(shù)。通常為1/2、2/3、3/4、5/6、7/8。

2. 瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)組成部分

衛(wèi)星站主瓣：與旁瓣組合成天線面;衛(wèi)星站主機：包括控制、編碼及調(diào)制;面板接口：所有輸入及輸出;饋源部分：功放、饋源喇叭等;天線支撐架;電源模塊;外置直流電池。

3. 便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)對星工作原理

3.1 便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)的天線種類和作用

無線電通信用的天線種類繁多，分類各不相同。通常按照天線的幾何形狀把天線分為線天線與面天線兩大類。線天線是由導(dǎo)線組成，導(dǎo)線的長度比導(dǎo)線的截面積大得多。為了使天線呈現(xiàn)出更好的特性，往往所截取的導(dǎo)線的長度與無線電信號的波長呈一定的關(guān)系（如半波長等）。其工作原理是利用空中電磁波能在與其電場方向相切的導(dǎo)線上感應(yīng)出最大高頻電流這一機理來構(gòu)成的。線天線一般用在長波、中波和短波等工作頻率比較低的波段上。面天線則是由整塊金屬板（或金屬網(wǎng)）組成的，面天線的面積比天線電信號的波長的平方大得多，其工作原理則是利用高頻無線電波的似光傳播特性來構(gòu)成的。通過增大面天線的面積，來提高所截獲電磁波的能量，從而可達到獲得足夠強的接收信號的目的。面天線一般用在超短波、微波和毫米波等頻率較高的波段。衛(wèi)星電視的特點是工作頻率高（處于微波頻段）、地面接收信號十分微弱、要求接收天線有很高的增益，因此，使用普通的線天線將無法接收到足夠強度的信號，必須采用面天線。

面天線一般由反射面、饋源和支架等部分組成。反射面可采用金屬板、金屬網(wǎng)或玻璃鋼等材料經(jīng)過機械成型而成;饋源一般采用各種形式的漸變波導(dǎo)段來構(gòu)成。若按照反射面與饋源所處相對位置的不同，可分為前饋天線、后饋天線和偏饋天線三種;若按照天線工作原理的不同，又可分為普通拋物面天線、卡塞格倫天線和平面天線等多種。西藏電視臺日喀則記者站天線操作界面如圖2。

3.2 便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)的對星

接收點與同步衛(wèi)星幾何關(guān)系如圖3，當衛(wèi)星參數(shù)和服務(wù)區(qū)域確定之后，要使系統(tǒng)能正常工作，需要建立優(yōu)質(zhì)的地面站（固定站或移動站）。地面站建立后，要使天線波束的最大值指向衛(wèi)星，并實現(xiàn)極化匹配才能進行正常工作，所以各地面站要根據(jù)自己的地理位置確定天線的指向。

由于同步衛(wèi)星在地球赤道上空，緯度為0°，因此，接收點P與衛(wèi)星之間的距離為：

（2-1）

3.3 瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)的對星方式

3.3.1 DVB對星

以亞洲5號衛(wèi)星為例，按照圖4參數(shù)設(shè)置后，點擊apply即可DVB對星方式。

3.3.2 信標對星

信標對星方式，按照圖5參數(shù)設(shè)置后，點擊apply。

3.3.3 對星過程中的注意事項

如果用戶需要使用的衛(wèi)星在軟件數(shù)據(jù)庫信息查找不到，可以手動在數(shù)據(jù)庫中輸入并保存相關(guān)信息，或直接在軟件界面輸入相關(guān)參數(shù)，所選衛(wèi)星名稱留空即可;

Threshold選擇為0.3或0.2，數(shù)值大則對星精度高;一般選擇0.3，當對星環(huán)境惡劣，如下雨，可選擇0.2或0.1。

4. 瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)操作流程

選擇理想的天線擺放位置（根據(jù)上述提出的南半球朝北、北半球朝南的規(guī)則）。

連接前面板上相應(yīng)的線纜，如電源線、wifi天線、GPS、短接跳線、頻譜儀。同時打開手輪鎖處于UNLOCK狀態(tài)。

設(shè)備加電，Q-TUCH燈由藍色變?yōu)榫G色后輕輕按一下，天線將會自動展開。這期間可以準備旁瓣的拼接和安裝準備。步驟是先裝中間主瓣其次是兩個拼接后的旁瓣。

天線展開不動后，進行旁瓣的安裝件，輸入需要尋的衛(wèi)星參數(shù)。如果和上次使用同一顆衛(wèi)星則無需修改衛(wèi)星參數(shù)。

葉瓣安裝完畢后，再次按一下Q-TUCH鍵。天線將進入自動尋星階段，此時可以連接天線控制軟件。

在軟件中選擇需要的編碼模式，同樣如果編碼模式和上次一樣則也無需修改，系統(tǒng)默認上次的。確認完編碼模式后，選擇好信號輸入源（MPEG2或H.264）接入前面板端口。同時確認軟件信號源指示燈是否已經(jīng)顯示鎖住信號。

輸入衛(wèi)星公司提供的上星參數(shù)14XXX及相應(yīng)的符號率XXXX。

確認無誤后，打開調(diào)制輸出，開啟功放開關(guān)。同時自己通過頻譜儀或者和讓接收方查看載波情況，是否鎖定。如果正常，便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)則可正常使用。

5. 幾點使用過程中的體會

擯棄為適合收藏或折疊的現(xiàn)有特殊反射面設(shè)計，實現(xiàn)全發(fā)射面結(jié)構(gòu)，最大程度的增加反射面積，提高天線系統(tǒng)增益。

全自動實現(xiàn)對星功能要求下，必須強化與保證手動對星的完善性、方便性，保證在全自動對星故障下，讓記者能在手動對星狀態(tài)下，讓新聞報道與傳輸及時可靠的完成。

因瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺和無線基站都海拔較高，具有氣溫低，晝夜溫差大等特點，冬季夜晚氣溫能低至零下十多度，望能提高便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)的防凍保護，同時，在不影響性能的狀態(tài)下，能減輕整個便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)重量，讓其更加適合瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺特殊地理氣候需要。

瀘州市廣播電視發(fā)射和監(jiān)測臺便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)經(jīng)過這幾年的使用，在信息傳播、野外新聞直播中發(fā)揮了極其重要的作用。便攜式衛(wèi)星系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強、開設(shè)撤收方便等特點，滿足靜止和機動狀態(tài)的使用要求，不但在電視臺新聞傳媒中適用，也非常適合搶險救災(zāi)、野外地質(zhì)勘探與工程施工、遠洋運輸、邊海防等通信不暢地區(qū)使用。