卫星知识.pptx

,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,培训内容提要,中央及各省广播电视卫星节目概况,湖北省广播电视节目上星基本情况,卫星接收系统主要技术参数,转星调整工作的相关注意事项,一、中央及各省广播电视卫星节目概况,1,、我国卫星广播电视发展历程,2,、全国卫星广播电视发展现状,3,、转星要求,我国卫星广播电视发展历程,70,年,4,月 发射第一颗卫星“东方红”,1,号（低轨道、非同步）,72,年,2,月 利用卫星转播尼克松访华,73,年,8,月 北京,1,号地球站建成,85,年,8,月 租用,INTELSAT-5,号传送,CCTV1,88-93,年 先后有中,1,、中,2,、中,4,、云贵、西藏、四川、新疆、浙江、山东等频道上星，当时卫星是稀缺资源。,97,年,1,月,-99,年,10,月 全国各省节目全部上星,03,年,6,月 中央和各省全部采用数字压缩技术上星,07,年,8,月 中央和各省全部采用专用广播电视卫星,全国卫星广播电视发展现状,总局批准的,209,套电视信号（含境外节目、收费节目）、,155,套广播信号通过亚洲,3S,、亚洲,4,号、亚太,6,号、亚太,2R,、中卫,1,号、鑫诺,1,号等,6,颗卫星在境内传输（还可收到亚太地区近,50,颗卫星的数百套境外节目）。,全国现有广播电视专用地球站,34,个，卫星接收装置,1500,万套以上。,转星要求,现在使用的亚洲,3S,、亚洲,4,号、亚太,6,号、亚太,2R,号、中卫,1,号、鑫诺,1,号共,6,颗卫星上传输的中央和地方卫星广播电视节目将全部调整到鑫诺,3,号（东经,125,度）和中星,6B,（东经,115.5,度）两颗广播电视专用卫星传输；,现在使用的鑫诺,1,号卫星,Ku,转发器传输的广播电视节目全部调整到亚太,6,号卫星（东经,134,度）,Ku,频段转发器传输。,转星调整时间为,2007,年,8,月,1,日至,8,月,31,日。,二、湖北省广播电视节目上星基本情况,一）概述,二）卫星的基本概念,三）卫星数字广播电视传输系统,四）湖北地球站上星信号和设备流程,一、概述,我省广播电视节目通过卫星传输始于,1997,年,1,月,1,日。,广播电视上星任务由湖北卫星地球站承担。,目前，湖北卫视信号和多套广播信号通过亚洲,3S,卫星传输，,2007,年,8,月,1,日通过中星,6B,传输。,覆盖范围：欧亚大陆，非洲、澳洲等,40,多个国家和地区,湖北采用卫星基本情况,亚洲,3S,卫星（,105.5E,）,亚洲,3S,卫星,1999,年,3,月,21,日发射，美国休斯公司制造的,HS601HP,型高功率卫星,在轨运行寿命为,16,年。荷载了,28,个,36,兆赫带宽的,C,波段转发器和,16,个,54,兆赫带宽的,Ku,波段转发器。,中星,6B,卫星（东经,115.5,度）,中星,6B,卫星是法国阿尔卡特阿莱尼亚宇航公司（,Alcatel Alenia Space,）研制的新一代通信卫星，星体采用阿尔卡特,4000C2,卫星平台，设计寿命,15,年，装载,38,个,C,波段转发器，覆盖中国、东南亚、太平洋及大洋洲，是国家确立的广播电视专用卫星，可传送,300,套电视节目。,而中星,6B,则采用了上行、下行收发天线分离、上行波束与下行波束分别覆盖的方法，上行波束天线覆盖中国大陆，但不包括中国台湾地区，把境外敏感地区排除在上行波束之外。下行波束覆盖整个亚太地区，这样可以确保国内广播电视节目的安全、优质传输，最大限度上避免了恶意信号的干扰。另外该卫星还有一个机动波束天线，可以根据覆盖区内用户的需要进行调整，非常适合诸如新闻素材传送、重大事件,SNG,卫星连线等业务。,卫星传输在湖北的优势,湖北地处我国经纬度的中点，是多数卫星的波束中心位置，地理优势十分明显,境内多山，相比其他传输方式，卫星覆盖的成本优势明显,二）卫星的基本概念,1,、什么是卫星通讯,卫星通讯简单地说是利用人造卫星作为中继站的无线电通讯。,卫星通讯是在微波中继站的基础上发展起来的。,解决因地球曲率和地形的影响给微波通信的“可视”造成的困难，无须每,50,公里就要建一个微波中继站，一条长,1000,公里的微波干线要建,20,个左右的中继站。,2,、卫星传输,3,、卫星的优点：,(1),通信距离远、覆盖面大，通信成本与通信距离无关,(2),通信容量大，能传送多种类型的业务，如直播卫星,(3),卫星通信方式灵活，可实现广播式工作,4,、卫星的缺点：,卫星通信的电波要穿越自由空间、电离层和对流层。卫星、地球和太阳相互之间轨道关系所有这些因素多对卫星通信产生影响。常见的包括：,(1),日凌中断,(2),雨、雪衰,(3),电离层闪烁,(4),太阳活动,(5),卫星通信系统易受干扰,5,、卫星通信的分类,从无线电通信的应用业务范围类分成：,固定卫星业务（,FSS,Fixed Satellite Service),；,移动卫星业务,(MSS,Mobite Satellite Service),；,广播卫星业务,(BSS,Broadcaste Satellite Service),；,此外还有卫星导航业务、卫星气象业务、卫星间业务。,6,、卫星通信所使用的主要频段,（,1,）,1GHz,左右频段,(L,波段,),。主要用于军事通信、移动通信和广播电视节目传输业务。,（,2,）,2GHz,频段,(S,波段,),。用于移动通信和广播卫星业务（,BSS,）,（,3,）,4-6GHz,频段,(C,波段,),。主要用于国际卫星通信和国内卫星通信，同时也用于广播电视节目传输业务。,（,4,）,11-14GHz,频段,(Ku,波段,),。主要用于通信和广播电视传输业务。,（,5,）,20-30GHz,频段,(Ka,波段,),。,三、卫星数字广播电视传输系统,卫星基本结构,主要包括天线系统和转发器。,通信卫星主要起到一个中继站的作用，它是靠卫星上的有效载荷即通信装置中的转发器和天线来完成通信的。,地球站结构,卫星地面站系统结构,四、湖北地球站上星信号流程,湖北卫星广播电视地球站简介,湖北卫星地球站位于武汉市蔡甸区九真山，据彩电中心车程,58,公里。,地球站于,1993,年筹建，,1994,年建成，,1997,年,1,月,1,日试播，,1997,年,2,月,1,日正式播出。,工作任务：通过卫星向全国传送湖北广播电视节目，同时也是省微波干线网、省光缆干线网的一个节点，传输微波和光缆信号。,简单的说：武汉市内，是有线和龟山的开路信号；省内，可能是微波、光缆或卫星；省外乃至国外，一定是卫星信号。,信号流程,电 视,总控机房,节目中心,微波机房,网络公司,机房,广 播,总控机房,龟 山,微波机房,地球站,微波机房,地球站,网络机房,机房,地球站,发射机房,地球站,水电机房,各地有线,前端机房,总局,监测中心,其他用户,地球站设备结构,地球站结构,包括发射装置、天线和馈线装置、天线跟踪和伺服装置、接收监视装置和电源装置。,1,、发射装置,由播出中心送来的,SDI,（,Serial Digital Interface,）接口格式的数字电视图像、数字语音信号以及服务数据在信源编码器中进行信源编码，输出,MPEG-2,传送复用包。然后在信道编码器中按,DVB-S,标准进行信道编码、四相限相移键控,(,简写成,QPSK,，,Quadrature Phase Shift Keying),调制、输出,70MHz,（或,140MHz,）中频信号。由上变频器变换成上行工作频率。再由高功率放大器放大到监控管理站标定的功率，通过天线发向卫星。,2,、天线和馈线装置,天线和馈线装置的作用是将高功率放大器输出的射频信号发向卫星；同时接收卫星发射的下行信号，传送给地球站的接收设备。天线中的馈源装置可使一副天线收、发共用。通常地球站都备有主、备二副天线。地球站组成框图中只画出了一副主用天线。,地球站结构,3,、天线跟踪和伺服装置,卫星通过遥测、指令和信标天线发射一个频率十分准确、功率特别稳定的信标信号。地球站的天线跟踪和伺服装置依据接收到的信标功率的大小，使天线自动对准卫星。天线跟踪和伺服设备可使天线指向精度可 ，这儿是天线的半功率宽度角，天线指向精度是指卫星和地球站之间的连线与天线实际指向之间的夹角。,4,、接收监视装置,由天线接收的卫星下行信号经低噪声放大器,(,简写成,LNA,，,Low Noise Amplifer),放大，下变频模块,(,简写成：,BDC),变频成,L,波段,(9501750MHz,或,9501450MHz),信号。一路送向卫星接收机，经卫星接收机解码后输出图像和语音信号，用来监看和监听卫星转发器发射的图像和语音质量；一路送向频谱仪，监测同一转发器上的信号频谱,(,或者说监测转发器发射的功率,),。当同一转发器上的各个上行地球站输出功率都符合监控管理站标定值时，转发器的输出功率和地球站发射功率成线性关系，频谱仪上指示的接收功率大小也反映了地球站发射功率的大小。,5,、电源装置,地球站除配有一主一备两路市电外，还配备一主一备两路不间断电源,(,简写成,UPS),。,MPEG-2/DVB-S,编码器和调制器,三、卫星接收系统主要技术参数,一）卫星地面接收系统组成,二）主要技术参数原理,一）卫星地面接收系统组成,还包括功分器,系统组成,卫星电视接收系统的组成：卫星电视接收系统是由：接收天线、馈源、高频头、卫星接收机组成一套完整的卫星地面接收站。,1.,接收天线是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点（焦点）。,2.,馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭，称为馈源，意思是馈送能量的源，要求将会聚到焦点的能量全部收集起来。前馈式卫星接收天线基本上用大张角波纹馈源。,3.,高频头（,LNB,亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。高频头的噪声度数越低越好。,4.,卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号。,5.,功分器将一路高频头输送的信号分为多路，供给多个接收机使用。,接收天线,C,波段馈源和高频头,(LNB),典型,c,波段高频头参数,输入频率,3.4-4.2GHZ,输出频率,950-1750MHZ,本振频率,5.15GH0.5MHZ,噪声系数,17K,增益,65dB(min),Ku,波段馈源和高频头,典型参数：,Ku,波段双本振、双极性、单输出馈源一体化高频头，偏馈设计，本振频率低本振：,9750GHz,及高本振,10600GHz,，,13/18V,电压切换用以选择水平极化或垂直极化卫星信号；用接收机内的,22k,信号控制高、低本振的选择，,22k,信号关闭时为低本振,9750,，,22K,信号开启时为高本振,10600,功分器,典型参数：,频率范围：,5-2150MHz,插入损耗：,3.5dB,相互隔离度：,20-18dB,反射损耗：,16-12dB,最大直流：,30V,，,1A,接头型式：,F-Male,优质锌压铸外壳，输入各端口均可通过直流电传送。,注意：某些老型号特别标出了馈电口，不能混淆。,馈线和,F,头,有线电视或者收无线电视信号用的,75-5,同轴电缆，一般天线和接收机的距离不要超过,50,米。,F,头分公制和英制，螺纹对不上。,二）卫星接收必须掌握的几个参数,天线对星参数：,方位角、俯仰角、极化角,接收机参数：,下行频率、符号率、,FEC,、,LNB,本振频率,天线对星参数,-,方位角,定义：是指卫星接收天线，在水平面做,0,360,旋转。方位角调整时抛物面在水平面做左右运动。,天线对星参数,-,俯仰角（或仰角）,定义：是指卫星接收天线由平行于地面状态向垂直于天空的方向仰起的角度。仰角调整时抛物面做上、下运动（如图,X,轴向,Y,轴的运动过程）。如图,天线方位、俯仰角计算,卫星接收站的安装调试中，常要计算地球站（或接收站）天线仰角、方位角以及它们与卫星之间的距离。下面我们介绍其计算公式，假定卫星地球站或卫星接收站的经度、纬度已知，静止轨道卫星的定点经度已知。,设：,1,、静止轨道卫星的定点经度,-,卫星接收站的经度,2,、,=,卫星地球站（或卫星接收站）的纬度,卫星地球站,(,或卫星接收站,),的天线仰角,(,度,),卫星地球站（或卫星接收站）的天线方位角,(,度,),式中以正南为基准，当 ，表示天线方位角是南偏东的角度，,当 ，表示的天线方位角是南偏西的角度。请注意：公式是对北半球而言。,天线对星参数,-,极化角,定义：在卫星接收天线馈源盘内的高频头做水平,0-360,（,P,）旋转的角度；如图,在同一接收地点，高频头的极化角因所接收卫星的经度不同的而发生变化，在接收中应根据所接收不同卫星适当调整高频头极化角。一般以正南方为基准，当接收正南方卫星的信号时，高频头的极化角为零，当接收南偏东方向的卫星信号时，要顺时针转动高频头来调整极化角。反之，当接收南偏西方向的卫星时要逆时针转动高频头来调整极化角。对于接收较弱的信号，细调高频头的极化角效果非常明显，如极化角调整不当很可能使弱信号的节目不能顺利下载。,极化,无线电波的极化,极化是指电场强度矢量的端点在空间描绘的轨迹,圆极化 左旋,极化 右旋,线极化 水平极化,垂直极化,区域卫星一般使用线极化波,当矩形波导的窄边处于水平位置则发出的为水平极化波。,当矩形波导的窄边被置于垂直位置，发出的为垂直极化波。,卫星通信中的极化概念,在地面微波通信中是以地平面为参照物来定义线极化波的方向。当线极化波的电场方向平行于地面时，称为水平极化波；当线极化波的电场方向垂直于地面时，称为垂直极化波。,卫星通信中沿用了地面微波通信中的水平极化和垂直极化的概念，但它和地面微波通信中以地平面为参照物来定义水平极化和垂直极化完全不同。卫星通信中的水平极化是指电磁波的电场矢量平行于赤道面，而垂直极化是指电磁波的电场矢量垂直于赤道面。它是以赤道面为参照物。,天线对星参数,-,天线焦距,焦距计算,用,F,表示焦距，其计算公式为：,F=R*R/4H(m),式中：,R,为抛物面天线的面半径（,m,），,H,为抛物面天线的深度（,m),。,天线对星参数,-,天线波束宽度,接收机参数,-,下行频率,下行频率：下行频率是指卫星电视信号从卫星转发器传送到地面接收站的频率。率。,注意：,不要与经,LNB,以后的中频频率混淆。,当,LNB,本振频率偏移时，接收机的参数要修改才能正常接收。,本振频率、下行频率和中频频率的换算,下行频率：高频头接收卫星的,4GHz,信号,本振频率：高频头下变频器本振的频率,接收机输入中频频率（,1GHz,）：,中频频率本振频率下行频率,接收机参数,-,符号率,符号率：符码率的大小与传输图像的质量有关。符码率越大，图像传输的速率越大，图像质量也越高，允许的节目量也越大。频道运营商通过码率的设置和分配，满足不同的画质要求。,接收机参数,-FEC,（前向纠错）,设置不同的前向纠错,FEC,根本目的是提高信号传输的可靠性。在,DVB-S,标准中，前向纠错,FEC,值有五种比率，即,1/2,、,2/3,、,3/4,、,5/6,和,7/8,，以前向纠错,FEC,为,3/4,为例，它表示在该节目码的总数中，,3/4,的数据为节目内容码，,1/4,的数据为纠错码。因目前生产的数字卫星接收机均可对前向纠错,FEC,进行自动侦测，在使用接收机时无需人工加入,FEC,值，因而该参数也常被人们忽视，导致不能很好地解释卫视接收中遇到的一些问题。,编解码原理图,四、转星调整工作的相关注意事项,调整的基本步骤,对星中可能遇到的问题,调整的基本步骤,参数准备,工具器材准备,现场勘查和设备检查,寻星,参数准备,中星,6B,（,115.5E,）、鑫诺,3,号（,125E,）、亚太,6,号（,134E,）参数见手册,原有,6,颗卫星的参数：,亚洲,3S,（,105.5E,）、亚洲,4,号（,122 E,）、亚太,6,号（,134E,）、亚太,2R,（,76.5,）、中卫,1,号（,87.5E,）、鑫诺,1,号（,110.5E,），,用公式计算或软件查询你所在位置的方位、俯仰和极化角，作为条件的参考,EIRP,查询（略）,必要的工具和器材,由于一般用户都没有频谱仪、场强仪等专用设备，因此将介绍的是如何使用指南针、量角器等常用设备寻星。,工具准备：活动扳手、螺丝刀、万用表、电源线、指南针（带倾角功能）、量角器、刀具、锤子、黄油、松锈剂等,器材准备：高频头（分馈源一体化和单独高频头）、卫星接收机、功分以及连接线、,F,头若干。,寻星仪（供参考）,寻星仪（供参考）,现场勘查,现有用户天线、馈源、馈线和接收机的使用状态？,室外天线当前指向哪颗卫星？,准备调整的卫星位置有无建筑等遮挡物？,现场连接,设备连接图,联接,将各设备按如下方式连接好：用同轴线将高频头与卫星接收机的“,LNB IN”,连接；用,AV,线将卫星接收机的视音频接口与电视机的视音频接口连接,寻星,-,方位角调整,利用指南针确定正南方向，将高频头与天线纵向中心轴线所确定的平面作为调整方位角的基准平面，先将天线（即基准平面）对准正南方，然后按照上面计算出来的方位角配合指南针上的刻度调整天线的方向，使其大致对准卫星所在方位。例如在武汉地区接收中星,6B,卫星信号，利用指南针确定正南方向，并先将天线对准正南方，然后根据上面的计算其方位角是南偏东,2.4,度，将天线往偏东方向旋转一个角度，使其大致与指南针上南偏东,2.4,度的刻度线所指的方向相同即可。,寻星,-,俯仰角调整,一般来说天线的底部（中心点）都会有一个托盘，可将此托盘平面看作通过天线中心点的切面，松开仰角调节杠，让反射面上下调节灵活方便。配合量角器调整天线仰角使托盘面与天线垂直方向支架的角度等于计算出来的仰角即可（若为偏馈天线实际角度应为计算出来的角度减去天线偏馈角）。,例如在武汉地区接收中星,6B,卫星信号，计算所得仰角为,54.4,度，正馈天线用量角器量得夹角为,54.4,度；华达,1.2M,天线偏馈角为,23,度，则用量角器量得夹角为,54.4-23=21.4,度即可。,寻星,-,设置卫星接收机,以在武汉地区使用同洲卫星接收机接收中星,6B,信号为例：,打开机器，按照使用说明书进入，按,MEMU,键,进入安装天线项目，添加新的卫星，如,ZX6B,，并输入高频头本振频率；例如单本振,C,高频头其本振一般为,5150MHz,（单本振,Ku,高频头其本振一般为,11300MHz,）；其它参数不变。按,OK,键保存参数。,选择添加转发器项目，选择刚才设好的卫星如,ZX6B,，然后添加新的转发器，并设置其下行频率为,4147,、符号率为,0615,和极化方式为水平,H,（,FEC,为,3/4,）。此时不要再进行其它任何操作。,接收机界面,寻星,-,微调卫星天线,将卫星天线向东或向西一点点转动，每转动一点方位后，将天线仰角缓慢调节，直到屏幕中出现正常的信号指示；然后边调整仰角（上与下）边观察信号强度，直到信号最佳；接着再固定仰角改变方位（东和西），继续观察信号强度。如此反复几次，直到信号达到最好为止。此时将天线固定好。,注意：调节过程中一定要慢，接收机需要反应时间。,将高频头沿顺时针和逆时针缓慢旋转，直到屏幕中显示的信号最强，再将高频头固定。,此时即可用卫星接收机搜索节目观看。,对星中可能出现的问题,1,、天线的安装位置选择合理,卫星天线方向应开阔、无遮挡，另外应远离微波站、差转台、雷达站等，应尽量避免这些干扰源。建在平地上，天线前方不远就是树林或房屋等，有些建在楼顶，但楼顶四周均有一米多高的围墙，天线基础座没有高出围墙。有些就建在发射塔或微波接收塔下，还有的几面卫星天线纵横建在一起，相距很近甚至阴影重叠。以上这些均对接收卫星信号，尤其数字信号有直接的影响，造成信号质量下降受到干扰等。,2,、卫星接收天线的技术指标要达标,合格的抛物面天线是正常收看的重要保证，否则肯定散焦；长时间使用的天线变形，也会引起散焦。,3,、高频头焦点焦距,高频头焦距也是一个不可忽视的问题，尤其在正馈天线中，调整好焦距你会发现信号提高不少。,对星中可能出现的问题,4,、卫星功分器、线放器的选用,随着卫星节目的不断增加，往往一个极化输出就要接收多路信号，常采用分配器，这些对信号都有衰减。,5,、特殊自然条件下的卫星信号中断,一般说，整个卫星信号的传输接收系统，在设计指标合理及设备完好的情况下，信号的传输与接收是不间断的，但受到一定特殊自然现象影响，如发生卫星蚀及日凌时，卫星信号就可能被干扰中断。,6,、接收机的门限不同，接收效果也不一样。,7,、短路,长期使用的高频头和馈线可能出现短路，从而烧坏设备,8,、死机重启,旧接收机可能因多种原因死机，需要重启动即可恢复。,9,、夏天注意接收机散热和防雷,单一节目受干扰的情况,谢 谢 欢迎交流指正,湖北卫星广播电视地球站,汪新宇,hbtvses,