家用卫星电视接收设备的组成、特点、选购

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目前市场上适于家用的卫星电视接收设备品种繁多,但其基本组成结构是相同的,如图1所示。下面就如何选购一套价廉物美的卫星电视接收设备,提供一些参考意见。

图1
图1 🔍原图 (902×431)

一、室外单元的选购

室外单元主要包括天线、馈源及高频头。

在实际应用中,通常选购抛物面天线,它具有结构简单,成本较低等优点。从结构上看,抛物面天线可分为板状与网状两种。网状天线重量较轻,抗风能力强,但其增益要比相同口径的板状天线小10%左右,而一般家庭接收由于受场地限制,天线口径不可能选得过大,为了获得较高的增益,通常采用板状抛物面天线,但应注意安装牢固,采取抗风措施。

从技术参数上看,较好的接收天线要达到以下几点:

1.增益G要尽量高些

选购直径D大些的天线,其增益G可以提高,但家用卫星接收限于条件,C波段一般选用1.2m到1.5m的天线,而在ku波段可选小于1m的天线。

2.要求方向图的主瓣宽度要窄、旁瓣电平要低

因为从空中卫星得到的下行信号极微弱,所以要求主瓣宽度要窄,旁瓣电平要低,以抑制旁瓣引入的地面及大气噪声,提高信噪比。

3.频带宽度要满足接收要求

以C波段为例,24个频道,约500MHz带宽。在此频带内都要保持高增益低旁瓣,且匹配良好。

4.机械性能要好

为此要求反射面精度要好,无形变。馈源的精度也要好。另外要有足够的机械强度,以抗风雨。机械装配性要好,即螺钉及孔尺寸精度要好,设计要合理,以利于将来安装。

5.极化方式灵活可调而且要方便

作为天线的组成部分还有馈源,它与天线装在一起,是决定天线效率的一个重要部件。要求它对反射面照射效率要高,又要降低反射面边缘的溢出电波功率电平。因此要求:

1)要有合适的波束宽度,以降低溢出功率损耗,但在工作频段内应保持稳定。

2)波束宽度应轴对称变化,要有良好的交叉极化去耦性。

3)要有均匀振幅和同相位特性,并有固定的相位中心。

常用的有前馈型馈源,如图2所示,它由盘状辐射器、介质极化器和圆—矩过渡波导管组成。

图2
图2 🔍原图 (736×317)

它的主波导为0.6~1.1λ(波长)的一段圆波导,一端有3~4圈环形槽,选择合适尺寸,可形成轴对称波束。这种馈源在偏离轴线50°内,辐射电平几乎不变,对抛物面天线的反射面形成一个幅度比较均匀的照射,且旁瓣电平低,可改善天线的性能。

在用于接收圆极化的馈源中,在馈源主波导后设有介质移相器,它可将收到的圆极化波变换为适于矩形波导中传输的电波极化形式。对于收亚星的线极化波,则可省略此部分。

在馈源(或移相器)后设有圆—矩波导变换器,用于圆—矩波导的阻抗匹配。

这种馈源性能好、造价低,应用较广泛。除此之外,还有单环形槽馈源、反馈型馈源等品种可供选用。

在馈源之上,将装配高频头。

我们知道,要提高卫星电视接收系统的输出图像伴音质量等级,主要有三条途径,一是尽量选用较大口径的天线。这在家用接收时,已限定于1.2m~1.5m左右。所以,就要靠降低高频头的噪声温度。目前,由于技术的进步,30到120°k的高频头价格也不太贵,所以,选用噪声温度系数较小的高频头,将使家用小口径天线卫星接收设备能收到足以令人满意的电视图像与伴音。

室内外单元间用高频同轴电缆相连接。在家用卫星电视接收中,要求小的衰减量,通常采用75Ω同轴电缆。有一种耦芯电缆型号为SDVC,其截面如图3,它具有损耗小、重量轻、屏蔽性能好等优点,在家用安装时可优先选用。

图3
图3 🔍原图 (525×313)

二、室内单元的选购

在家用卫星电视系统中,室内单元主要由卫星电视接收机和监视器(电视机)组成,有些系统还包括制式转换器。

通常卫星电视接收机有两种超外差变频方式,即一次变频方式和二次变频方式,其原理框图如图4。采用一次变频方式的接收机,其特点是简单、价廉,性能指标较低,而中高档接收机几乎全部采用二次变频方式,如SR—1000型及东芝TSR—C4机,它们的特点是具有很高的灵敏度和抗干扰能力,误差小,易于操作与维护。

图4
图4 🔍原图 (936×841)

作为家庭选购的卫星接收机,应具有一定的超前性。众所周知,卫星电视技术一直在飞速发展,新的制式正待确立,所以不能仅限于目前的接收标准。下面以SR—1000型为例,加以具体介绍:

1.随着电视直播卫星技术的飞速发展,为了转发更多的电视节目,卫星上的转发器日益增多。比如在C波段,有些进口卫星电视接收机的接收范围仅有900~1400MHz,不能满足接收频率范围的要求。而我国目前国家标准规定C波段已扩展到950~1470MHz。但是实际上,卫星转发器的数量还在不断增加。如亚洲1号电视直播卫星有24个转发器,而计划中的亚洲2号电视直播卫星,将在C波段拥有28个转发器,Ku波段有6个转发器,转发器可多达34个。所以,SR—1000将接收频率范围扩展到了950~2050MHz,最大可接收48个转发器转发的电视节目。

2.熊猫(PANDA—1)伴音方式的接收性能

所谓熊猫伴音方式是美国Wegener通讯公司所发明的一种模拟式频带压缩技术。它的特点是利用窄的高频带宽度来传送立体声及多语言伴音信号。为此,在传送前,必须将正常的伴音信号进行压缩,要求接收机也必须进行相应的频带扩散处理。目前亚洲1号电视直播卫星北波束的STAR TV的五个台已采用了熊猫1方式进行立体声及多语言伴音广播。由于市售卫星电视接收机大部尚未具备此种伴音方式的解调功能,所以接收的伴音听起来噪声较大,失真较大。而SR—1000则设计了熊猫—1伴音方式解调电路,因此可接立体声及多语言伴音。

3.目前某些电视直播卫星的伴音副载频已达8MHz,因此,市售的一般卫星电视接收机已不适应,而SR—1000型电视卫星接收机已将伴音副载频接收范围扩展为5~8.5MHz,完全可以胜任。

4.如上文所述,为了克服目前三种彩色电视制式在卫星电视直播中的缺点,必将采用MAC制。而目前市售的大部分卫星电视接收机则普遍不具备MAC制接收功能,而SR—1000则具备了MAC接口,将来只要选配相应的MAC附加器,即可正常进行接收。

5.有卫星电视接收设备安装经验的人都知道,由于连接室内外单元的同轴电缆的芯线,还同时担负着向高频头提供直流电源的任务,因此在安装时若一不小心,极易发生短路,因而造成贵重的卫星电视接收机的损坏。为此,SR—1000还设有短路保护装置,因此安装起来更安全、可靠。

6.SR—1000还具有完美的屏幕显示功能,使用者可以根据屏幕的显示来进行操作,更为方便。

7.SR—1000采用了开关电源,输入电压在90~260V均可使用,很适应我国(尤其是农村)电压波动较大的情况,可避免因电压过低而不能收看和造成损坏。

用于最后重现电视图像与伴音的终端,既可选用多功能,多制式的专用监视器,也可选用满足要求的一般电视机。这种要求是:

1.因为所接收的电视节目不仅有PAL制,也有NTSC制的。因此,若想收到彩色电视节目,必须采用有以上二种彩色制式解码功能的电视机,但这不一定意味着非要采用全制式电视机。目前流行的M—μ机心或采用东芝二片集成电路的彩色电视机,也可以通过投资不多,难度不大的改造,发掘出其集成电路内已具有的双制式功能,使这种彩电也成为可接收以上二种制式的彩色电视机。当然若不改造,也可以在收NTSC制的彩色电视节目时收到黑白电视节目。但对某些无场频调节钮电视机来说,收NTSC制电视节目时,会因无法适应NTSC制的60Hz场频而产生翻滚。

2.电视机最好用有AV接口的,当然,无此接口也可通过电视天线输入口将从卫星接收机TV输出接口来的高频电视信号加以解调重现。

所谓彩色电视信号制式转换器,是为解决NTSC制或SECAM制信号转换成PAL D/K制彩色电视信号,以适用一般用户所用的PAL D/K制彩色电视机的专用设备。若论转换性能与质量,首推数字式彩色电视信号制式转换器,但由于其价格近于万元,使一般用户难以问津,只有数百元的模拟式彩色电视制式转换器,才有可能为非多制式彩色电视机用户所选用。但是模拟式转换不了场频,所以此种转换器只适用于配带场频调节功能的PAL D/K制彩色电视机。(李正义)

北京卫星通信工程联合开发部供应本文介绍的家用及入网用卫星电视接收机SR—1000型及全部配套设备。本机为特别推出的家用优选型设备。另有低价格的普及型手调卫星接收机可供选购。

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