當確認是衛星接收系統發生故障時，要及時處理。本篇通信論文建議衛星接收系統的日常維護應注意經常檢查電纜與高頻頭及衛星接收機連接是否良好，饋源高頻頭固定螺釘是否松動等，及時更換生銹的電纜頭及螺釘。雨雪過后，及時清除饋源和反射面上的積水、冰雪。《江蘇通信》(雙月刊)創刊于1985年，由江蘇省通信學會主辦。本刊“立足江蘇通信行業，面向世界通信發展，報道最新科技成果，開展學術技術培訓交流”。榮獲1989、1993、1996、1998、2002年連續五屆被評為通信行業優秀科技期刊、1999年江蘇省優秀期刊。

　　摘要：本文介紹了衛星廣播電視接收系統的組成、衛星電視綜合解碼器的功能原理、衛星天線技術參數與衛星天線指向調整之間的關系，并介紹了衛星廣播電視信號的接收方法，指出了衛星接收系統容易出現的問題及日常維護。

　　關鍵詞：衛星地面接收系統;衛星綜合解碼器;半功率角;接收方法

　　廣播電視信號的傳輸手段主要有微波、衛星及光纜等方式，隨著高清衛星電視節目的播出和中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程的實施，發射轉播臺越來越多地將衛星廣播電視信號作為節目信號源，傳統的有線電視前端信號源大量采用衛星電視信號，甚至有的轉播臺主、備用信號都采用衛星電視信號。近年來，廣大邊遠地區居民普遍收視我國直播衛星電視節目。鑒于衛星廣播電視接收系統在廣播電視傳輸和覆蓋中的大量使用，下面對接收衛星廣播電視信號的原理及方法進行分析探討。

　　1衛星地面電視接收系統

　　衛星廣播電視接收系統包括衛星接收天線(含饋源)、高頻頭、衛星數字電視綜合解碼器(以下稱衛星接收機)和中頻傳輸電纜及功率分配器等。衛星接收天線、高頻頭一般放在室外，接收機放在室內。拋物面天線利用電波反射原理，將電波進行聚焦之后輻射到位于焦點的饋源口上，經高頻頭對信號進行射頻、下變頻及中頻放大后，通過電纜將信號傳送至衛星接收機。為解決從同一衛星接收多套廣播電視節目的問題，在衛星地面接收系統中設置了功分器，使高頻頭輸出的第一中頻信號經過功放平均分成幾路，分別輸入不同的衛星接收機。衛星接收機將輸出的模擬音、視頻信號或數字碼流送至電視轉播臺發射機或有線電視臺的信號調制器，或送入電視機供個體接收。

　　2衛星廣播電視接收原理及衛星接收機的功能簡介

　　衛星廣播電視傳輸有不同的標準，不同標準之間的差別主要在于數字信號的傳輸方式上，即信道編碼有所不同。我國直播衛星采用有自主知識產權的AVS-S標準，其他上星電視節目采用DVB-S標準。信源編碼標準有MPEG-2、AVS+等壓縮方式。中央臺電影、體育、文藝等頻道還采用了加密方式，必須經過授權后才能接收。采用的傳輸標準不同時，所使用的衛星接收機的標準類型也不相同。接收我國省區衛視節目時，接收原理如下所述。我國各省的衛視上星系統采用DVB-S標準，數字壓縮方式采用MPEG-2標準。系統的原理是：節目源模擬信號經模/數轉換后將數字視、音頻信號以及其他相應的數據分別送入編碼器，編碼器將視、音頻信號及數據信號壓縮到需要的碼率，按標準規定將壓縮后的數據信號進行復接，形成傳輸數據流(如果傳輸的是多套電視節目，傳輸數據流還需要經過節目復用)，然后進行提高系統傳輸可靠性的信道編碼處理及QPSK(四相相移鍵控)調制處理。

　　信道編碼采用RS編碼與卷積編碼雙重編碼方式，RS編碼提供第一級誤碼保護，卷積交織完成信號數碼序列的交織作用，可將錯誤分散開，提高抗連續突發誤碼的能力。卷積編碼克服隨機噪聲的影響，提供第二級誤碼保護。卷積編碼可以采用不同的比率(FECRate)，在DVB-S標準中，規定了5種比率(1/2、2/3、3/4、5/6和7/8),通過選擇合適的編碼率可以達到最合適的誤碼保護水平。調制采用了抗干擾能力較強的QPSK調制，調制信號經過上變頻、高功放等設備處理后由天線將信號發射到衛星轉發器。在接收端，其過程與發射端相反，首先由天線對信號進行接收，通過高頻頭對信號進行低噪聲放大以及下變頻、中頻放大等處理，送入衛星接收機，之后經過調諧、解調、信道解碼處理，維特比解碼可對有誤碼的數據流進行糾錯，RS解碼主要對突發性片狀誤碼進行糾錯。因為在發端進行了數碼交織，在收端相應地進行去交織處理，恢復出原本的數碼順序。

　　最后得到復用的數據流，接著根據規定把多套節目的數據碼流分解開，分別通過視、音頻解碼器解出相應的視、音頻信號，實現接收端功能的設備即衛星接收機。圖1是衛星接收機信號處理流程圖。衛星接收機的功能包括：對接收衛星頻道調諧、QPSK解調、信道解碼(卷積解碼、去交織、RS解碼和去能量擴散)、對不同節目和成分的解復用、解壓縮和PAL編碼，最后形成全電視信號等功能。

　　3衛星天線的主要技術參數

　　衛星接收天線的主要技術參數有：增益、等效噪聲溫度、方向圖、半功率角等。天線的增益與天線半徑的平方成正比，與工作波長的平方成反比，與天線口面效率成正比，即天線的增益隨天線口徑的增大而增大，隨工作波長的增大而減小。天線的噪聲溫度影響整個接收系統的性能，使系統的載噪比下降。天線的噪聲來自反射面和饋源本身的損耗(內部噪聲)及天線所處的環境中存在的噪聲(外部噪聲)。天線的方向圖反映了天線集中匯聚能量的情況。方向圖由許多個瓣組成，有主瓣、副瓣及后瓣，如圖2所示。主瓣方向有最大的增益。天線的半功率角為主瓣中心兩側增益下降3dB的點之間的夾角。若半功率角用HP表示(單位為度)，工作波長用λ表示(單位為米)，天線口面直徑用D表示(單位為米)，則HP≈70λ/D。衛星天線接收能力范圍主要集中在半功率角內，調試衛星天線指向就是使其半功率角對準衛星。

　　從半功率角的公式可知，半功率角與工作波長及天線口徑的關系如下。半功率角隨信號波長減小和天線口面直徑的增大而減小。工作波長越小，即工作頻率越高，半功率角越小;工作波長越長，工作頻率越低，半功率角也越大。所以，相同口徑的C頻段天線比KU頻段天線的半功率角要大。另外，口徑越小，半功率角越大，天線越容易對準衛星;而天線口徑越大，則半功率角越小，主瓣越尖，對準衛星相對較難，并且對衛星漂移越敏感，故口徑大的天線配套安裝自動跟蹤系統，使天線主瓣始終對準衛星。

　　4調試衛星接收天線的有關知識

　　要有效地接收到衛星電視信號，首先要做好拋物面天線的對焦工作，對焦就是根據計算結果將饋源口調整至拋物面天線的焦點位置。焦距f與天線反射面的厚度W及口面直徑D有關，計算公式為：f=D2/16W。從公式可看出，焦距與直徑平方成正比，與拋物面厚度成反比。仰角是指拋物面天線軸線與地平面之間的夾角。收視同一顆衛星時，接收位置緯度越大，仰角越小;緯度越小，仰角越大。方位角是指衛星天線在水平面做旋轉的角度,調整天線方位角可使拋物面天線在水平面左右方向運動。由于廣播電視同步衛星分布于赤道上空，在北半球時，衛星天線的大方向都向南。根據接收地與欲收衛星之間經度的關系，衛星天線的方向南偏西或南偏東調整一個角度，若接收地經度小于欲收衛星的經度，則方位角應南偏東轉過某個角度，反之，則向西轉過一個角度。一般以正北方向為參考，順時針方向轉到接收位置時的角度即為方位角。

　　極化角是指，高頻頭相對于標準位置所旋轉的角度。衛星轉發器發射的下行信號的極化方式有水平極化、垂直極化、圓極化等，調整天線極化方式就是使接收天線的極化方式與之相一致。需認真閱讀高頻頭說明書，根據產品的不同，正確地調整極化。信號在接收過程中的強弱受到天氣因素的直接影響。在雨雪天氣時，雨水對電磁波信號具有吸收與散射的作用，叫雨衰。特別是KU波段信號在傳輸過程中存在較大的損耗，從而對接收信號產生直接影響，因此在雨雪天氣情況下，不適宜對衛星信號進行調試。

　　5衛星廣播電視信號的接收方法

　　KU頻段衛星電視信號的接收與C頻段相比，方法相似，但有其特點。KU頻段轉發器發射功率大，有效輻射功率EIRP大，信號強。KU頻段工作頻率高，根據天線增益公式可知，在口徑相同的情況下，接收天線增益也高，但工作頻率越高，接收天線的半功率角越小，波束較尖。KU頻段信號的接收不易受地面微波信號的干擾，但KU頻段比C頻段信號有更大的雨衰。所以，接收KU頻段信號，要按照當地的降雨及氣象情況留有充足的雨衰儲備。在進行天線指向調試時，調整速度要更慢一些。接收某一衛星廣播電視節目時，先查出節目所在衛星轉發器在該地區的EIRP值，根據該有效輻射功率EIRP值，確定接收天線的口徑大小，據此訂購拋物面天線、高頻頭，并購置相應質量的數字衛星接收機。現場安裝前，根據接收地所在的經緯度及衛星的經度對天線的方位角、仰角及極化角進行計算。

　　根據設備說明書要求，安裝好天線、饋源及高頻頭，并確定饋源處于天線的焦點位置上。按照計算值調試好天線極化方向，使之與欲收衛星信號極化方向相一致。根據計算出的仰角及方位角調整天線的指向，可使用量角器對仰角進行調整，將量角器的直線邊緊貼與天線口面平行的平面(保持量角器的平面垂直于地平面)，末端掛重物的細線穿過量角器的中心小孔自然下垂，量角器直線邊與細線的夾角即為仰角。緩慢調整控制天線俯仰的螺桿，使仰角等于本地仰角的計算值。再緩慢調整控制天線方位角的螺桿，使方位角等于本地方位角的計算值。將高頻頭與衛星接收機通過傳輸電纜連接起來，衛星接收機輸出連接至監視器，即可組建一個臨時系統，便于調試。接通衛星接收機電源，利用接收機菜單，正確設置欲收節目的下行頻率、符號率、FEC、極化方式等技術參數。進入尋星子菜單，利用信號強度、信號質量顯示條指示調整天線指向。

　　如果沒有信號強度指示，先在±5°小范圍內旋轉天線方位角，如果還沒有信號強度指示，就要調整仰角。同樣，可在±5°小范圍內間隔調整仰角，在每次調仰角后，重復上面步驟調整方位角，直至出現信號強度指示，再進行微調，使得接收信號最強、接收的效果最好。最后緊固控制俯仰、方位的螺桿，同時做好極化角、方位角、仰角標記。拆除臨時系統，連接好室內衛星接收機、功分器與室外天線、高頻頭，分別搜出所需節目，接收機輸出的視、音頻信號送入相應的電視廣播發射機或有線電視調制器，或送入電視機供直接接收。另外，可利用頻譜分析儀接收衛星信標信號的方法調試衛星接收系統，將高頻頭的輸出信號接入頻譜儀，在第一中頻頻段找到該衛星信標信號的頻點，使天線極化方式與該星信標信號極化相一致，按照上面介紹的方法調整天線仰角、方位角，在頻譜儀接收到信標信號電平最大時，即說明天線對準衛星。

　　6結語

　　由于衛星天線、高頻頭、傳輸電纜置于室外，受大風、雨雪等惡劣天氣影響，衛星電視節目接收效果可能變差，可能是電纜接頭松動、電纜破裂、冬季下雪天反射面覆蓋積雪、天線方向發生變化等原因所致。高頻頭在室外，受環境影響大，應用防護罩進行保護;衛星接收機死機時，需關斷電源重新開機加電恢復工作。要正確判斷發生日凌、雨衰等現象時，與系統發生故障時的區別。定期對天線傳動系統進行護養，例如涂潤滑油等，確保在需要時能有效進行調節。在高山轉播臺安裝天線時應選擇能避風的位置，確保接收信號的穩定及天線使用的安全。還應保持衛星接收機通風孔通暢，防止因通風孔堵塞導致機體發熱，從而引起死機。