卫星电视接收试验指导教材

通信工程教研室、实验室编
2004年7月
一、卫星电视接收系统的组成
1. 卫星接收系统的基本组成
卫星电视接收系统包括:抛物面天线;馈源、低噪声放大器、变频器三者组成的一体化高频头;馈线(包括功分器)和接收机几部分组成,如图一所示。
系统能够正常接收到卫星信号的条件是:系统各部分连接正确,接收机处于正确接收卫星转
发的电视节目状态,天线准确对准所接收的卫星。要做到天线对准卫星,就必须使天线的方位角仰角处于正确位置。天线的方位角和仰角可以通过下面的公式计算出来。
是地面站纬度。
是地面站经度,,是卫星定点经度其中:)水平为仰角,顺时针)
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正北为方位角
0(      ]]cos )cos([115127rvpn
.0cos )cos(arctg[EL  0(      ]sin )
([
180AZ  s 0200θφφθφφθφφθ
φφe e s e s e s tg arctg ----=--=
虽然方位角和仰角可以计算得出,但是要想使抛物面天线的角度达到要求值并不是容易的事,因为大多数天线的结构中没有指示方位角和仰角的装置,即便天线上有指示方位角和仰角的装置,由于它的基准位置——正南正北方向和水平程度都很难精确定位,所以无法利用机械装置精确定位方位角和仰角,只能以正常接收到信号时的状态为准。实际安装天线时必须反复调整方位角和仰角,同时观察接收信号的效果,信号质量最好时说明方位角和仰角处于正确位置。
运动头目前卫星多数采用数字信号的传输方式,它和模拟信号方式在调整天线时有很大不同,给天线调整造成很多麻烦。接收模拟信号时,图像解调输出非常快,没有延时,只要天线对准卫星,立刻有图像输出。当天线接近对准位置时,也会有质量差的图像在监视器上反映出来。根据这些特点,可以采取以下步骤寻星:大致确定一个接近的仰角,在估计的方位角附近,缓慢转动天线,
图象质量
信号强度
高频头
图一,卫星电视接收系统示意图
仔细观察监视器上杂波的变化,(寻星时,监视器不要使用静噪功能。因为信号很差时屏幕为蓝底或黑屏,无法判断是否接近了卫星方位),如果出现了欲接收的图像,再仔细调到最佳位置。可以采用平均法确定最佳位置,即将天线左偏至图像变坏,记下该点位置;再将天线右偏至图像变坏,记下位置;再将天线调到两点中间,即是最佳位置。固定方位角,用同样的方法调整仰角到最佳位置。固定仰角,重新调方位角至最佳位置。如此反复几次,天线的方位角和仰角即可调好。天线调好后,仔细调整高频头的焦距和极化角,使图像达到最佳。
用数字接收机接收卫星电视信号时,由于数字信号解码需要两三秒钟的时间,才能播放出正常的图像,并且数字信号要达到一定的信噪比,即误码率要低于一定值才能正确解码。也就是说,即使天线对准了卫星,必须经过两三秒才能看到图像,而且图像质量没有从坏到好的逐渐变化过程,只要有图像质量就是很好的,要么就一点图像都没有,即所谓峭壁效应。给寻星时的判断调整带来很多困难,采取与模拟接收相同的在较大范围搜索的方法很难将天线调准,必须在接近对准卫星的较小范围内,每转动一个角度要停一下等待屏幕的变化,仔细地耐心地调整。因此比较准确的测量定位方位角和仰角,在利用数字卫星接收机调整天线时,是非常必要的。
2.天线的组装
2.天线仰角的测定方法
目前常用的对天线仰角的测量定位方法都存在一定局限性,使用受到限制。比如在天线结构中安装固定的仰角测量器,它会受到天线安装水平程度的影响,并且势必增加天线的成本。有一种称为量角器垂线法测量仰角的方法,可以不受天线安装水平程度影响,但是会受天线结构限制。如图二所示,可见使用这种方法时,必须在天线上到一个和天线口面平行的平面,如果天线结构中没有这个
平面,就不能使用这种方法。下面介绍一种方法,可以称之为“垂线计算法”,如图三所示。在
天线的最高点悬挂一条垂线,称为高点垂线。另外在天线的最低点也悬挂一条垂线,称为低点垂
线。测量高点垂线与低点垂线之间的距离L,它和天线的直径D,天线的仰角θ存在如下关系:
θ
=D
L
sin
供电设备可见仰角θ增大,L长度增大。先计算出L的长度,安照这个长度调整天线的仰角即准确又方便。这种方法即不受天线安装水平程度的影响,也不受天线结构的限制,所用的工具仅一副卷尺,垂
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线对齐,即要求两条连线形成的平面与水平面及天线口面都垂直,通过罗盘指针即可读出方位角。在没有罗盘的条件下,可以利用太阳光的影子确定方位角,
空气加温器图四,罗盘定位法示意图图五,角度投影法示意图

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