卫星电视广播的工作原理

通信

　电视节目由电视台通过卫星地面发射站，用定向天线向太空中的卫星发射电视信号（上行频率为f1），卫星转发器接收来自地面的电视信号，经过放大、变换等一系列处理，再用下行频率f2向地面服务区转发电视信号。这样，服务区内众多的地面卫星接收站便可接收到电视台发出的电视节目。通常一颗卫星上装有24个以上转发器，每个转发器可以转发一套模拟电视节目或4~8套经数字视频压缩的电视节目。
目前世界各国卫星电视广播普遍采用C频段（3.7~4.2GHz）和Ku频段（11.7~12.75GHz）。由于C频段是和地面通信业务共用的，所以为了避免卫星电视信号对地面通信业务的干扰，卫星发射到地面的功率通量密度受到限制（一般EIRP=36dBW）左右。为保证接收图像质量，通常采用口径为1.8~3.0m的接收天线。Ku频段的特点是频率高、频率范围宽、信道容量大，是卫星电视广播的优选频段。卫星发射Ku频段到地面，其功率通量密度不受限制（一般EIRP=50dBW）。加上信号波长短，同样口径天线的增益要比C频段高，因而采用较小口径的天线（0.5~1.2m）就能获得满意的图像。这是世界各国卫星电视广播的发展方向。

为了充分利用频段内的无线电频率，防止相互干扰，又将每个频段内分成若干频道。如果不采用数字视频压缩技术，由于每两个相邻频道之间的频率间隔均为19.18MHz，而卫星下行的电视信号带宽一般都大于20MHz，这样相邻频道间的信号频带就相互重叠，形成相互干扰。因此，邻国或相邻地区之间，常采用不同频道和不同极化方式进行卫星电视广播。通常是将相邻两个频道号的单、双号分别按水平极化和垂直极化（或左旋圆极化和右旋圆极化）方式工作，以削弱相邻频道之间的相互干扰。
数字频带压缩技术
通常，卫星上一个转发器只能传送一套模拟电视节目，而租用一个卫星转发器的年租金约为150~200万美元。如果采用数字频带压缩技术，则一个转发器便可同时传送多套电视节目（例如4套），无疑将大大节省每套节目所需的费用，而且由于电视信号的数字化，还将大大提高电视图像的质量。此外，对数字电视加扰加密也比较简单易行，从而可以实现收费电视业务。
电视广播中心制作好的中央电视台第3、5、6、7频道的4路PAL制电视节目和一个辅助数字通道分别送到码率压缩编码器，再送入四相移调制器（QPSK），输出70MHz中频（IF）信号，光缆、微波传送到中国电视广播地球上行站，经上变频、高功放（HPA），由天线发往卫星。我国于1996年8月1日利用亚洲2号卫星Ku频段正式开始了经数字视频压缩的节目传送任务。在接收站只要以相反过程进行接收、解调、解码、D/A变换等视频处理，就可以在电视机上显示出原有的电视图像了。
卫星电视广播的地面接收
由于卫星转发器的体积和质量都受到严格限制，转发器的发射功率一般在几十瓦到160多瓦。经过3.6万千米传输到达地面，信号能量受到很大衰减，同时混入了各种噪声。为了接收如此微弱的信号，卫星地面接收站必须采用方向性极强的天线来收集信号能量，并通过低噪声微波放大器的放大、变换，然后输入卫星电视接收机，观众才可以收看（听）到电视图像和声音。
最近几年，卫星电视直播产业在美国、欧洲和亚太地区已得到迅速发展，这类向家庭直播的卫视接收天线口径一般在0.45m左右。我国的卫星电视广播主要面向城市地区，为提高收视质量，增加卫视接收频道，主要通过以城市为单位的有线电视网接收卫星电视，然后再用电缆或微波送入每个家庭，这种卫视接收天线口径C频段需要3~3m,Ku频段需要2.4~4.2m；而宾馆饭店和有线电视覆盖不到的地区，也可采用2.4~4.2m(C频段)或1.5~2.4m(Ku频段)天线集体接收入户。本文来