衛(wèi)星廣播電視信號(hào)的接收原理和接收方法

【摘要】現(xiàn)階段，電視廣播信號(hào)接收主要有兩種方式：衛(wèi)星傳輸和光纖傳輸。在廣播電視信號(hào)接收方面，衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收傳輸因?yàn)槌杀镜汀鬏斁嚯x長(zhǎng)且信號(hào)傳輸受制因素相對(duì)更少，也使得衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收要比光纖應(yīng)用范圍更廣?；诖?，本文圍繞衛(wèi)星廣播電視信號(hào)展開了研究，對(duì)其接收原理和接收方法進(jìn)行了分析和探討，以供參考。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星廣播；電視信號(hào)；接收原理；接收方法

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.14.003

隨著衛(wèi)星電視廣播技術(shù)的快速發(fā)展，在電視節(jié)目的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間和空間等因素的突破，使其表現(xiàn)出顯著的地域覆蓋廣的發(fā)展特征。并且在數(shù)字化技術(shù)的推動(dòng)下，通過數(shù)字化壓縮可以有效縮小電視信號(hào)的數(shù)據(jù)比例，也使得信號(hào)傳輸更加快速。與傳統(tǒng)的有線電視相對(duì)比，衛(wèi)星電視雖然與其存在很大差異，但是衛(wèi)星電視可以借助網(wǎng)絡(luò)完成信號(hào)傳輸接收，且這種在實(shí)際當(dāng)中，衛(wèi)星電視可以用更低的成本實(shí)現(xiàn)信息傳輸與接收，而且要比有線電視覆蓋面更大，這是衛(wèi)星電視廣播獲得廣泛運(yùn)用的主要原因。

1. 衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收特點(diǎn)與原理分析

在衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收時(shí)，主要是憑借接收系統(tǒng)來完成信號(hào)接收工作，接收系統(tǒng)主要由電纜、天線、監(jiān)視器以及接收機(jī)等部分構(gòu)成。為確保信號(hào)接收工作順利完成，高頻頭和天線需要放置在室外，接收機(jī)放置在室內(nèi)，在借助天線完成信號(hào)傳輸中會(huì)運(yùn)用到電波反射理論，將信號(hào)聚焦到饋源上，又借助高頻頭對(duì)信號(hào)進(jìn)行操作處理。在完成有關(guān)操作后，信號(hào)就可以通過電纜傳輸?shù)浇邮諜C(jī)當(dāng)中，最終結(jié)束衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸流程。但是在實(shí)際當(dāng)中，因?yàn)閺V播電視節(jié)目在傳輸過程中會(huì)遇到各種問題，為確保信號(hào)接收的順利性，需要在接收信號(hào)時(shí)進(jìn)行區(qū)別接收，借助接收機(jī)將信號(hào)傳輸至發(fā)射機(jī)或是調(diào)制器當(dāng)中，提升電視節(jié)目觀看效果和使用滿意度。然而在衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸時(shí)，還需要相關(guān)工作人員依照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信道進(jìn)行標(biāo)碼，進(jìn)一步明確信道的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，以保證信號(hào)傳輸效果。

對(duì)于衛(wèi)星廣播電視信號(hào)而言，其傳輸標(biāo)準(zhǔn)的不同主要體現(xiàn)在信道編碼上。這主要是因?yàn)槲覈?guó)衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)為AVS-S，這是國(guó)內(nèi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。在眾多電視節(jié)目中，也有一部分上星電視節(jié)目會(huì)運(yùn)用到DVB-S信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)源的編碼標(biāo)準(zhǔn)則為AVS+或是MPEG-2等，而廣播電視信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的差異性會(huì)對(duì)衛(wèi)星接收機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)類型帶來影響，衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收原理具體如下。

現(xiàn)階段，各地方衛(wèi)視節(jié)目主要使用的是DVB-S標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字壓縮方式則采用的是MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，基于此分析，各衛(wèi)視的衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收原理主要為：節(jié)目源的模擬信號(hào)會(huì)被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，而轉(zhuǎn)化后的數(shù)字音頻或是視頻信號(hào)以及有關(guān)數(shù)據(jù)信息會(huì)被輸入到編碼器當(dāng)中，編碼器負(fù)責(zé)將接收到的這些信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，使其成為需要的碼率，并依照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓縮后的信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)施復(fù)刻。在信號(hào)傳輸?shù)竭@一步驟后，為進(jìn)一步保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，需要?duì)信道編碼以及四相移相鍵控調(diào)制（QPSK，Quadrature Phase Shift Keying）來實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制。就信道編碼選擇方式而言，一般會(huì)使用到卷積編碼和RS編碼相結(jié)合的編碼方式，而四相移相鍵控調(diào)制的選擇主要是因?yàn)槠渚邆淞己玫目垢蓴_能力，在完成信號(hào)調(diào)制后，就可以將信號(hào)通過上變頻等有關(guān)設(shè)備的處理后再由天線傳輸?shù)叫l(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上。

與信號(hào)發(fā)射端完全相反的是，接收端對(duì)于信號(hào)的處理原理主要為：接收端天線會(huì)先將信號(hào)進(jìn)行接收處理，隨后高頻頭會(huì)將接收到的信號(hào)進(jìn)行一系列操作處理，最后將接收到的信號(hào)傳輸至衛(wèi)星接收。當(dāng)然信號(hào)在進(jìn)入到衛(wèi)星接收機(jī)后并沒有結(jié)束，還需要有對(duì)其進(jìn)行調(diào)諧、解調(diào)、信道解碼等操作處理，并且信號(hào)接收端也需要對(duì)接收的信號(hào)開展交織處理，如此才可以將信號(hào)恢復(fù)其本來的數(shù)碼順序，從而獲得復(fù)用數(shù)據(jù)流，后續(xù)數(shù)據(jù)流分解操作以及解碼器解析出相應(yīng)的音頻與視頻信號(hào)也更加便利，這也順利完成接收端信號(hào)處理過程。

2. 衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收方法分析

2.1 ku波段衛(wèi)星電視信號(hào)的接收

ku波段衛(wèi)星電視信號(hào)的接收方法和C頻段非常接近，ku波段衛(wèi)星電視信號(hào)在發(fā)射時(shí)，所使用的功率和輻射功率都比較大，也使得其信號(hào)更強(qiáng)，并且其工作頻率也相對(duì)較高。對(duì)天線增益計(jì)算公式進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)如果天線的直徑一致時(shí)，工作頻率會(huì)隨著增益升高而增加，而半功率角則隨之減小。所以對(duì)于ku波段衛(wèi)星電視信號(hào)接收而言，幾乎不會(huì)受到外界因素影響，但是在實(shí)際接收時(shí)，還需要做好信號(hào)接收的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，需要對(duì)所在地區(qū)的氣候條件進(jìn)行研究和分析，明確信號(hào)傳播中氣象狀況，并準(zhǔn)備好一定的雨衰儲(chǔ)備。此外在天線方向調(diào)試時(shí)，需要做到緩慢操作，防止操作速度過快對(duì)信號(hào)接收帶來影響。

2.2 廣播電視節(jié)目信號(hào)的接收

衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收時(shí)，需要先確定具體的電視節(jié)目，并明確電視節(jié)目所在區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)器在本地區(qū)中的值，如：實(shí)際輻射功率數(shù)值、天線直徑燈光等，這些數(shù)值都是有關(guān)設(shè)備采時(shí)需要使用到的數(shù)值。在采購(gòu)設(shè)備時(shí)，還需要對(duì)設(shè)備質(zhì)量展開檢測(cè)，只有保證設(shè)備質(zhì)量才可以在實(shí)際的信號(hào)接收中保障信號(hào)接收順利性。不僅如此，在安裝接收機(jī)有關(guān)設(shè)備時(shí)，安裝工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備安裝有關(guān)問題，在安裝開始前先明確安裝標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)安裝注意事項(xiàng)有著充分了解。在安裝準(zhǔn)備工作時(shí)還需要對(duì)接收地區(qū)域以及衛(wèi)星經(jīng)緯度以及其所構(gòu)成的各個(gè)角度進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，保證計(jì)算的精準(zhǔn)性，這樣一來既可以提升設(shè)備安裝效率，還可以確保設(shè)備在使用過程中可以達(dá)到理想狀態(tài)，滿足常規(guī)的信號(hào)接收需求。

2.3 接收設(shè)備安裝

在衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收有關(guān)設(shè)備安裝工作中，有關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照說明書來安裝設(shè)備，確保安裝有關(guān)操作符合標(biāo)準(zhǔn)，以防止發(fā)生安裝失誤問題，對(duì)衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收帶來影響。在安裝天線以及饋源等設(shè)備時(shí)，需要將重點(diǎn)關(guān)注饋源，保證其在焦點(diǎn)位置上，結(jié)合相應(yīng)數(shù)值來調(diào)整天線方向，確保天線方向和信號(hào)接收方向保持一致。在調(diào)試設(shè)備時(shí)，可以計(jì)算出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來確定其具體位置。在使用量角器時(shí)，應(yīng)確保量角器的直角邊平行于天線，并將末端的細(xì)線穿過量角器中心孔，讓實(shí)際計(jì)算的仰角數(shù)值和夾角保持一致。在完成上述操作后，還需要運(yùn)用電纜將接收機(jī)與高頻頭進(jìn)行銜接，將接收機(jī)傳輸端和監(jiān)視器相銜接，這樣才算是構(gòu)建了一個(gè)完整的衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收系統(tǒng)。衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收有關(guān)設(shè)備安裝完畢后，工作人員就需要對(duì)各個(gè)設(shè)備展開調(diào)試，確保這些設(shè)備都達(dá)到最佳工作狀態(tài)，以更好接收衛(wèi)星信號(hào)，為人們提供更加清晰的電視節(jié)目，使衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收效率和接收質(zhì)量都可以獲得保障。

2.4 節(jié)目技術(shù)參數(shù)設(shè)置

衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收機(jī)在連接電源后，需要先設(shè)置節(jié)目技術(shù)參數(shù)。工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際接收菜單來設(shè)置節(jié)目的頻率以及符號(hào)率等。此外，在進(jìn)入到菜單之后還需要結(jié)合信號(hào)的實(shí)際強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量來調(diào)整天線。在天線信號(hào)接收方向調(diào)整時(shí)，如果調(diào)整后沒有收到信號(hào)強(qiáng)度提示，就需要緩慢、小幅度來調(diào)整方位角。但是在方位角旋轉(zhuǎn)后研究沒有收到信號(hào)提示，就需要對(duì)仰角進(jìn)行緩慢、小幅度調(diào)整。調(diào)整的具體度數(shù)與方位角保持一致，可以在相應(yīng)的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。依照這種調(diào)整順序進(jìn)行不斷嘗試，直到可以接收到質(zhì)量最優(yōu)的信號(hào)，提升信號(hào)傳輸速度和信號(hào)接收速度。需要注意的是，在調(diào)整天線信號(hào)接收方向時(shí)，調(diào)整到最佳方位后需要固定螺桿，避免螺桿出現(xiàn)傾斜而影響調(diào)整效果，確保衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收的準(zhǔn)確性，為電視節(jié)目的正常播放提供保障。此外，還需要標(biāo)記好各個(gè)角度，這樣可以更方便確定最佳信號(hào)接收方位和角度，為下次調(diào)整提供便利。

2.5 臨時(shí)接收系統(tǒng)拆除

在完成設(shè)備安裝以及各項(xiàng)調(diào)試工作后，工作人員就可以拆除臨時(shí)接收系統(tǒng)，將室內(nèi)的接收機(jī)和天線連接好后就可以搜索想看的節(jié)目，而接收機(jī)就可以將搜索節(jié)目的音頻和視頻信號(hào)傳輸?shù)诫娨暽希藗兙涂梢约皶r(shí)收看到自己想要觀看的廣播電視節(jié)目。此外，在實(shí)際信號(hào)接收中，還可以通過頻譜儀器信號(hào)接收的方式上來完成衛(wèi)星廣播電視接收系統(tǒng)的調(diào)試工作，可以將頻率相對(duì)較高的一端接入到頻譜設(shè)備中，以確定衛(wèi)星信號(hào)頻點(diǎn)。通過這種極化的形式確保衛(wèi)星廣播電視信號(hào)和極化保持一致，再借助相應(yīng)的調(diào)試方法來調(diào)整天線，使天線各個(gè)角度符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在頻譜設(shè)備信號(hào)達(dá)到最大值時(shí)說明天線和衛(wèi)星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)有效連接。

3. 衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收天線調(diào)試有關(guān)注意事項(xiàng)

要想確保衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收的有效性，就必須要做好拋物面天線對(duì)焦工作、拋物面天線對(duì)焦工作主要是結(jié)合計(jì)算結(jié)果對(duì)饋源口進(jìn)行調(diào)整，使其處于拋物面天線焦點(diǎn)的位置。計(jì)算工作使用到的公式為f=D2/16W，其中f為焦距，W為天線反射面厚度，D為口面直徑，焦距與口面直徑平方呈現(xiàn)正比關(guān)系，和拋物面厚度構(gòu)成反比關(guān)系。仰角通常是指拋物面天線軸線和地平面所形成的夾角。在收視同一顆衛(wèi)星時(shí)，仰角、緯度之間的關(guān)系所呈現(xiàn)的關(guān)系為：接收位置的緯度越小則仰角越大、接收的緯度越大則仰角越小。

方位角是衛(wèi)星天線在進(jìn)行水平面旋轉(zhuǎn)的角度，在對(duì)天線方位角進(jìn)行調(diào)整時(shí)可以讓拋物面天線按照衛(wèi)星天線水平面左右方位進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)樾l(wèi)星廣播電視同步衛(wèi)星處于赤道上空位置，所以北半球地區(qū)的衛(wèi)星天線的方向都向南，根據(jù)衛(wèi)星和接收的經(jīng)度關(guān)系來調(diào)整衛(wèi)星天線方向，一般會(huì)向南偏西或南偏東方位調(diào)整角度，如果欲收衛(wèi)星的經(jīng)度大于接收地經(jīng)度，在調(diào)整方向時(shí)就需要向南偏東角度進(jìn)行調(diào)整，反之如果小于接收的經(jīng)度，就需要向西來調(diào)整角度。通常情況下，方位角調(diào)整一般以正北方向作為參考標(biāo)準(zhǔn)，按照順時(shí)針方向轉(zhuǎn)到接收位置所形成的角度就是方位角。

極化角也就是高頻頭與標(biāo)準(zhǔn)位置相對(duì)比旋轉(zhuǎn)而形成的角度。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射下行信號(hào)的極化方式有多種，如：圓極化、水平極化以及垂直極化等等，在調(diào)整天線極化的方式就是按照接收天線極化方式進(jìn)行調(diào)整，使兩者的計(jì)劃方式保持一致。在實(shí)際調(diào)整時(shí)還需要仔細(xì)查看高頻頭說明書，結(jié)合具體的產(chǎn)品要求來調(diào)整極化。

衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收很容易受到天氣因素的影響，就比如說在雨雪天氣時(shí)，因?yàn)橛晁畷?huì)散射電磁波信號(hào)，還會(huì)對(duì)其有吸收作用，所以也被稱為雨衰。尤其是ku波段衛(wèi)星電視信號(hào)在傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大損耗，進(jìn)而影響到信號(hào)接收，所以衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收天線調(diào)試工作應(yīng)該避開雨雪天氣，以免影響調(diào)試結(jié)果。

4. 應(yīng)對(duì)衛(wèi)星廣播電視傳輸問題的措施

4.1 做好設(shè)備管理

面對(duì)衛(wèi)星廣播電視傳輸所存在的問題，需要從設(shè)備管理切入，做好設(shè)備管理工作。為此，應(yīng)采取有效措施來保護(hù)地面設(shè)備，將設(shè)備運(yùn)行所受的影響控制到最低?？梢詫⒔邮仗炀€架設(shè)在郊區(qū)并遠(yuǎn)離電磁場(chǎng)；在高頻頭選擇時(shí)需要考察其靈敏度，優(yōu)先選擇靈敏度高的高頻頭，以提升下行信號(hào)轉(zhuǎn)換與還原能力；調(diào)整好接收天線的角度，盡可能減少惡劣天氣對(duì)衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸所帶來的干擾；針對(duì)人為干擾因素，可以借助關(guān)閉轉(zhuǎn)發(fā)器的方式來降低干擾，也可以通過強(qiáng)信號(hào)控制弱信號(hào)的方式來降低干擾因素，為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。

4.2 做好工作人員培訓(xùn)教育

為盡可能避免因?yàn)楣ぷ魅藛T操作問題對(duì)衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸所帶來的影響，有關(guān)部門需要做好工作人員培訓(xùn)教育，提高其專業(yè)素質(zhì)和能力。為此，需要先構(gòu)建科學(xué)合理的衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸管理制度，提升安裝、維修等環(huán)節(jié)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。確立檢修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，要求工作人員嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)來開展有關(guān)工作。在安裝地面接收裝置時(shí)，工作人員需要能夠熟知安裝要求和技巧，確保安裝的每一個(gè)流程和每一個(gè)細(xì)節(jié)的質(zhì)量，在安裝時(shí)還要認(rèn)真詳細(xì)檢查，將問題的出現(xiàn)概率控制到最小。此外，定期對(duì)設(shè)備開展檢修，并將每次的檢修工作時(shí)間和內(nèi)容詳細(xì)記錄在冊(cè)，在發(fā)現(xiàn)故障后要及時(shí)處理。最后，需要定期組織工作人員開展專業(yè)知識(shí)與職業(yè)道德素養(yǎng)培訓(xùn)教育，讓其在培訓(xùn)教育中進(jìn)一步提升自身設(shè)備安裝和檢修監(jiān)護(hù)有關(guān)知識(shí)，使其認(rèn)識(shí)到自己身上所承擔(dān)的責(zé)任和使命，在培訓(xùn)結(jié)束后還要安排科學(xué)合理的考核，確保培訓(xùn)教育工作得以落實(shí)到位。

4.3 降低電磁波干擾

降低電磁波干擾對(duì)于衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸非常重要，所以要做好電磁波干擾防護(hù)工作非常有必要。為此，工作人員需要對(duì)周圍干擾源實(shí)施檢測(cè)，明確干擾源，結(jié)合具體的干擾源來制定相應(yīng)的屏蔽方式。例如，針對(duì)短波干擾，可以利用機(jī)房來降低干擾，除了饋線以外的所有線路都要采用半鋼材質(zhì)來處理；針對(duì)中波干擾，可以借助接地裝置降低干擾；針對(duì)雷達(dá)干擾，可以聯(lián)系有關(guān)部門來協(xié)調(diào)同步衛(wèi)星運(yùn)行軌道，并對(duì)信號(hào)發(fā)聲頻率進(jìn)行劃分。

4.4 做好天氣監(jiān)測(cè)工作

衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收很容易受到天氣的影響，而天氣本身就具備很強(qiáng)的不確定性，為了提高衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸質(zhì)量，就要做好天氣監(jiān)測(cè)工作，依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來采取有效保護(hù)措施。一般來說，主要是對(duì)地面接收裝置進(jìn)行優(yōu)化，降低天氣對(duì)信號(hào)接收和傳輸?shù)挠绊憽＠?，可以?duì)天線仰角進(jìn)行調(diào)整，以避免雨水堆積對(duì)線路的影響。

5. 結(jié)束語

對(duì)于衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收而言，為了盡可能保證信號(hào)接收質(zhì)量，就必須要掌握好接收原理和方法，排除影響信號(hào)接收的因素，保證衛(wèi)星廣播電視信號(hào)接收效率和質(zhì)量，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的廣播電視觀看體驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：皮文慧，助理工程師，研究方向：廣播電視工程.