卫星电视广播接收系统的组成

4.2.2　卫星电视广播接收系统的组成

卫星电视广播接收系统大体有两种形式，一种是家庭用的个体接收形式；另一种是卫星电视共用系统接收形式。

1）家庭单个接收系统的组成

家庭单个接收系统通常由小型抛物面天线、高频头、卫星接收机、电视机等部分组成，如图4.10所示。

图4.10　家庭单个接收系统的组成

接收时首先由接收天线接收卫星转发的电磁波信号，再由馈源送给高频头；高频头将天线接收的射频信号f_RF（C频段的频率范围是3 700～4 200MHz，Ku频段的频率范围是11.7～12.75GHz）经低噪声放大后，变频到固定为950～1 450 MHz或950～1 750MHz频率的第一中频信号f_1F1；第一中频信号通过同轴电缆送给室内单元的接收机，接收机从宽带的第一中频信号（B＝500MHz或B＝800MHz）中选出所需接收的某一固定的电视调频载波（带宽通常为27MHz），再变频至解调前的固定第二中频频率f_1F2（通常为400MHz）上，由门限扩展解调器解调出复合基带信号，最后经视频处理和伴音解调电路输出图像和伴音信号给电视机。有的电视机没有视频输入接口，则接收机将解调出来的图像和伴音信号进行残留边带调幅，然后形成VHF或UHF频段的地面广播形式的信号与家用电视机的天线输入端口相接。

由于卫星接收机具有频道转换装置，家庭单个接收时，可以通过一部卫星接收机收看多个转发的节目。此外，单个接收机使用的抛物面天线尺寸较小，调整比较方便，可以随意对准不同的卫星，收视不同的电视节目。

2）卫星电视共用系统的组成

卫星电视共用系统是一种集体接收的方式，它把卫星接收机解调出来的图像和伴音信号，通过调制器转换成VHF或UHF频段，然后把多个频道节目混合后送入共用系统，如图4.11所示。智能楼宇的卫星电视广播接收系统都采取这种结构形式。

图4.11 卫星电视共用系统组成

图中安装了两副抛物面天线，一副接收中星6号卫星的电视信号；另一副接收亚卫1号卫星的电视节目。中星6号卫星转发的电视节目很多，根据需要由卫星接收机选择中央1台、山东台、浙江台、四川台、西藏台、新疆台6套节目输出，因此，选用了一个八功分器，其留有两路供扩展；亚卫一号卫星转发的电视节目也很多，但卫星接收机只选择了中央4台和云贵台两套节目输出，因此，选用了一个二功分器。由图可见，卫星电视共用系统每一套节目都需要设置一部卫星接收机、一部调制器。首先由卫星接收机把信号选择出来，经过解调处理送给调制器，调制器再把信号调制到用户电视机的一个频道上，使各用户都能固定地接收到该套节目。图中是接收8套节目的方案，需要分别设置8套卫星接收机和调制器。要求接收的节目越多，需设置的卫星接收机和调制器的套数也越多。需要说明的是，电视的制式很多，有PAL、NTSC、SECAM等，如果用户电视机只能接受PAL信号，那么在卫星接收机和调制器之间还要加装电视制式转换器。近年来国产电视机已具有适应多制式的接收功能，可以不装电视制式转换器。

图4.12　卫星电视信号接收天线结构

下面分别介绍卫星电视信号接收天线、高频头、功率分配器、卫星接收机的结构和性能特点。

（1）卫星电视信号接收天线

卫星电视信号接收天线采用抛物面天线，其结构如图4.12所示。卫星发射的电磁波到达地面接收点后，抛物面天线把电磁能汇集到天线的焦点上，在此焦点上安装一套高频头就可把信号接收下来。接收天线的抛物面体安装在基柱上，基柱与面体结合部设有俯仰、水平方位调整机构，用以调整抛物面天线使其对准来波方向。卫星电视信号接收天线按口径来分有多种规格，口径越大，增益越高，方向性越强。表4.6给出了各种口径尺寸抛物面天线的主要性能参数。

表4.6　抛物面天线的性能参数

（2）馈源喇叭、极化变换器和高频头

馈源喇叭、极化变换器和高频头均装在焦点处，统称天线头，用三根撑杆专门托住。馈源喇叭把抛物反射面汇集的电磁波，变换成适应波导传输的电磁波。它是一个多面体，呈喇叭形，具有一个相位中心，当此相位中心与抛物反射面的焦点相重合时，接收处于最佳状态。

卫星转发的电磁波，都有一定的极化形式，我们从其转发节目一览表中，可以查出节目信号电磁波的极化形式，如我国四川台、内蒙古台的极化形式为“V”，即垂直极化；而湖南卫视、云南卫视的为“H”，即水平极化。为适应这种情况，在喇叭馈源的后端专门安装了极化器，极化器的取向如图4.13所示。

图4.13　极化器的取向

经过馈源喇叭和极化器把信号接收以后，则用高频头把天线收到的微弱信号加以放大，并且变频到950～1 450MHz频段后输出，通过同轴电缆送往卫星接收机。高频头主要由低噪声放大器、下变频器、中频放大器等组成。对高频头而言，其输出频率为950～1 450MHz，以便于与C/Ku波段兼容。高频头的性能主要要求是：具有尽可能低的噪声温度，较高的功率增益，频带宽度要满足Ku波段和C波段的要求，带内增益起伏较小，镜像抑制比大、本振频率稳定度高，多载波互调比小。噪声温度是高频头的重要指标。由于高频头处于整个接收系统的最前端，前端噪声温度低对保证图像质量、接收微弱信号都具有重要意义。高频头的噪声温度一般有35K、30K、28K、25K等不同档次。个体接收系统一般选用25K的高频头及1.5m的小天线就可适应需求；卫星电视共用系统起码要选用28K的高频头，天线口径要在3m以上。

（3）功率分配器

功率分配器有二功分器、四功分器、八功分器等多种类型。当抛物面天线对准某个卫星时，可以同时接收到许多广播电视台的节目信号。如果需要接收其中的4套节目，就需要配备4台卫星接收机加以接收和处理。同时要把天线信号一分为四，即要安装四功分器。

（4）卫星接收机

卫星接收机的任务是把高频头经同轴电缆送来的950～1 450MHz的微弱信号进行低噪声放大、变频和解调处理，并输出全电视基带信号给调制器。近年来，卫星接收机技术已有很大的发展，在输入频率方面已由950～1 470MHz，扩展到950～2 150MHz，存储的频道可以多达3 000个，可以自动进行PLA和NTSC转换，国内外厂商推出了各具特色的数字卫星接收机。

表4.7给出了DVB公司“Digital Satellite Receiver”数码卫星接收机的性能数据。

表4.7　数码卫星接收机的性能数据

（5）调制器

调制器的功能是把卫星接收机送来的全电视基带信号调制到VHF或UHF的任何一个频道上，即在有线电视的任意空闲频道上，以适应用户电视机射频输入端的要求。对调制器的要求，第4.2.1节已作过介绍，在此不再赘述。