第 8 章卫星电视接收系统设计

第8章卫星电视接收系统设计 • 本章重点 (1) 卫星电视质量与系统性能指标的关系 (2)卫星电视接收系统的性能分析 (3)卫星电视接收系统的设计与设备选择 (4)卫星电视接收系统的安装与调整

本章内容 • 8.1 卫星电视接收系统的主要技术指标 • 8.2 卫星电视质量与系统性能指标的关系 • 8.3 卫星电视接收系统的性能分析 • 8.4 卫星电视接收系统的设计与设备选择 • 8.5 卫星电视接收系统的安装与调整 • 8.6 卫星电视的多用户接收

8.1卫星电视接收系统的主要技术指标 卫星电视接收系统由天线、室外接收单元（LNB）和室内接收单元等三个部分组成，如下图所示。在室外接收单元（LNB）和室内接收单元之间，可以接入L频段的功率分配器，以实现不同用户接收同一卫星传送的多路卫星电视节目。如果用于接收模拟卫星电视节目，则图中的室内接收单元应采用模拟卫星电视接收机；若用于接收数字卫星电视节目，则室内接收单元应采用数字卫星电视接收机。以下按照系统、天线、室外接收单元和室内接收单元等四个方面，分别介绍它们的主要技术要求。

一、系统部分在系统部分，数字卫星电视接收系统与模拟卫星电视接收系统相比，在技术要求上存在较大的差别。因为在数字卫星电视接收系统中，增加了与数字信号的接收、解调、解码等部分，故在于此相关的内容上，要比模拟卫星电视接收系统要求更多一些。下面对模拟卫星电视接收系统进行介绍。

1、图像信号输出形式20 左右声道串扰 dB ≤-70 输出路数：专业型：≥3（包括一路复合基带输出）普及型：≥1输出阻抗：75欧（不平衡）输出电平：1Vp-p（正极性）输出接口：专业型：Q9（插座），普及型：RCA(莲花座) 2、伴音信号输出形式输出路数：专业型：≥2（至少一路平衡，一路不平衡）普及型：≥1（不平衡）输出阻抗：600欧输出电平：0dBm±6dBm输出接口： RCA或XLR

3、射频输出调制其输出电平：≥70dBuV输出阻抗：75欧4、功率分配器接口形式：专业型：L16-50K（输入、输出）普及型：F型（输入、输出）输出端口数：2或4 隔离度：≥20dB插入损耗：3.5dB或7.0dB反射损耗：专业型：≥17dB （输入、输出）普及型：≥12dB（输入、输出）

二、天线部分无论是模拟卫星电视接收系统还是数字卫星电视接收系统，对所用的接收天线的要求都是相同的。卫星接收天线根据其口径的大小分为小口径接收天线和大口径接收天线两大类，它们分别用于个体接收和集体接收，故对其的技术要求也不同。此外，根据实际产品质量的高低，又分为优等品、一等品和合格品三种不同的等级。下面按照天线口径的大小分类分别进行介绍。 1、小口径接收天线的技术要求（1）环境条件抗风能力：8级风正常工作，十级风将精度使用，12级风不破坏（天线面朝天锁定）环境温度：：-30～+50℃相对湿度：5％～95％大气压：86～106 kpa

（2）射频极化：线极化，也可方便地改变为园极化（左旋或右旋）（3）馈源输出接口：FD-40（C波段）或FD-100（Ku波段）（4）天线驱动方式：手动、电动或自动（5）外观要求：表面装饰无影响防护性能的假疵，外观无划伤、脱漆和异常变形现象（6）寿命期：10年9 反射面均方根误差 mm 0．5

2、大口径接收天线的技术要求（1）环境条件抗风能力：8级风正常工作，十级风将精度使用，12级风不破坏（天线面朝天锁定）环境温度：：-30～+50℃相对湿度：5％～95％大气压：86～106 kpa （2）射频极化：线极化，也可方便地改变为园极化（左旋或右旋）（3）馈源输出接口：FD-40（C波段）或FD-100（Ku波段）（4）天线驱动方式：手动、电动或自动（5）外观要求：表面装饰无影响防护性能的疵病，外观无划伤、脱漆和异常变形现象（6）寿命期：10年

三、室外接收单元部分 室外接收单元（LNB）安装于是外的天线馈源之后，所以对其工作的环境要求比较高。室外接收单元的工作条件要求为：环境温度：-30～+55℃，相对湿度：30％～１００％。 1.5 2.5 3KHz～7.5KHz四、室内接收单元部分1、图像信号输出形式参见模拟系统部分。2、伴音信号输出形式参见模拟系统部分。

8.2 卫星电视质量与系统性能指标的关系 一、图像质量的评价方法卫星电视图像质量的判定方法主要有客观测试和主观评价两种，客观测试可以通过采用专门仪器对卫星电视接收系统和设备进行一系列的测量，直接得出系统各种性能指标的准确的定量结果，故是一种快速且十分准确的评价方法。因此，客观测试是有关管理部门、研发部门和生产企业对卫星电视接收系统和设备进行质量检验主要方法之一。当然，为了获得准确可靠的结果，对测试的设备要求高，使得这种测试设备价格昂贵，并非一般的中小企业和用户所能具备。主观评价是一项与人的主观心理感觉密切有关的工作，其结果可能与多种因素有关，如观看员的选择、观看画面的内容、观看条件的差异和评分标准等。

为了使主观评价结果准确、离散性小，必须对上述几个方面进行精心选择和安排。例如，在电视画面上，应选择各种有代表性的静止图像和活动图像，在观看条件上，应选择适当的室内照明、背景亮度、观看距离及监视器的亮度、对比度、色饱和度；在观看条件上，应选择适当的室内照明、背景亮度、观看距离及监视器的亮度、对比度、色饱和度；在观看员上，应选择对彩色电视图像比较熟悉、具有一定分析判断能力的一定数量的非专业观看员；在评分方法上，要求各评分等级间具有相对明确的划分界限，记分方式简单，评分说明应使人不易产生理解上的疑问等。此外，根据人的视觉感受存在的差异性，主观评价的最终结果，应当是大量主观评价结果的平均。电视图像在传输系统中，其质量所受的影响表面为图像杂波的增大，这种图像杂波很容易被人们觉察出来，因此，常以图像受杂波损伤的程度来评定图像质量的等级，常采用5级记分，如下表所示。

二、图像质量与接收系统性能指标的关系如前所述，图像质量的高低与图像杂波的大小密切相关。而图像杂波的大小实际上是由于信号在传输过程中，受到信道的各种干扰（主要是随机噪声干扰）的影响而造成的。因此，图像质量的好坏客观上与系统相应的性能指标存在一种必然的联系。国际无线电咨询委员会(CCIR)第215-3号报告给出了未加权视频信噪比与图像质量评价等级之间的关系（如下表所示）。二、图像质量与接收系统性能指标的关系如前所述，图像质量的高低与图像杂波的大小密切相关。而图像杂波的大小实际上是由于信号在传输过程中，受到信道的各种干扰（主要是随机噪声干扰）的影响而造成的。因此，图像质量的好坏客观上与系统相应的性能指标存在一种必然的联系。国际无线电咨询委员会(CCIR)第215-3号报告给出了未加权视频信噪比与图像质量评价等级之间的关系（如下表所示）。）。

欧洲广播联盟(EBU)也提出了一个标准(EBU技术文件第3230号)，根据这个标准得出图像质量评价等级Q与未加权视频信杂比S/N之间存在下列关系：S/N=23-Q-1.1Q2（dB）。由此可以得到下表的结果。由于卫星电视接收装置输出的信号未经人眼视觉加权作用，所以，用之作为对一个设备的质量进行评价时，采用不加权信杂比是合理的。

8.3 卫星电视接收系统的性能分析 一、视频信杂比S/N与接收机输入载噪比C/N的关系在接收机的输入端输入的既有信号载波功率，也有噪声功率，将接收系统解调前输入端载波功率C和噪声功率N之比作为衡量接收信号纯度的标志，称为载噪比，记为C/N。对于卫星电视接收系统而言，显然，图像质量的好坏与其载噪比C/N的大小密切相关。当接收机的载噪比C/N值在门限点以上时，未加权视频信杂比S/N与载噪比C/N有如下关系：

式中，ID为预去加重改善系数，对于传送625行的电视传输ID=2.4dB，对于525行系统，ID=2.9dB; IF为调频改善系数其值由下式决定：其中，△FV为视频频偏峰-峰值(Hz),fV为最高视频传输频率(Hz)，B为接收机的中频带宽。

二、输入载噪C/N比与系统品质因素G/T的关系卫星电视接收系统的品质因素G/T定义为接收天下线增益G与系统噪声温度T的比值，即：二、输入载噪C/N比与系统品质因素G/T的关系卫星电视接收系统的品质因素G/T定义为接收天下线增益G与系统噪声温度T的比值，即：

它是用以描述卫星电视接收系统接收信号能力的一个重要指标。显然，G/T越大，系统所接收到的信号就越强，噪声就相对越小，也就是接收机的载噪比越大。一般情况下，载噪比C/N与G/T有如下的关系：式中，EIRP为卫星转发器的全向等效辐射功率；Lf为空间传输损耗，由下式计算：它是用以描述卫星电视接收系统接收信号能力的一个重要指标。显然，G/T越大，系统所接收到的信号就越强，噪声就相对越小，也就是接收机的载噪比越大。一般情况下，载噪比C/N与G/T有如下的关系：式中，EIRP为卫星转发器的全向等效辐射功率；Lf为空间传输损耗，由下式计算：

其中，d为卫星到地面接收点的距离，λ为工作波长；△L为传播链路的附加损耗，包括雨衰、大气吸收、指向误差和极化损耗等。对于C波段一般取△L =0.5dB，对于Ku波段，根据当地的降雨情况，可取△L =3~6dB；K为波尔兹曼常数(其值为1.38×10-23J/K)；B为接收机中频带宽。应当注意的是，这里的T是指接收装置的综合噪声温度。若忽略去传输线的损耗，则其中，Ta为天线的噪声温度；Te为接收机的噪声温度，它基本上等于高频头的噪声温度。由于、KB及EIRP均为定值，为了保证足够大的C/N值，就要求有相应的G/T值。当接收机的噪声温度Te无法再降低时，就必须加大天线尺寸，以增大G值，从而保证接收图像质量。

8.4卫星电视接收系统的设计与设备选择 一、模拟卫星电视接收系统的设计（一）初始参数的确定 1、设计目标参数。根据不同用户的要求，选择需要达到的图像质量等级标准，然后通过查表得到对应未加权视频信杂比的数值，以此作为设计的依据。例如，若要求图像质量达到4级标准，通过查表8-10可得对应的未加权信杂比应为34.7dB 。 2、传输电视制式和信号调制参数。对于PAL-D与NTSC电视制式，所对应的预去加重改善系数和调频改善系数各不相同。信号调制参数主要是指视频最大频偏和所用的传输带宽。目前常用的视频最大频偏值约为13.5MHz，标准的传输带宽为27MHz。

3、卫星转发器参数。这些参数主要包括卫星转发器的工作频段、全向等效辐射功率(EIRP)和卫星下行波束的覆盖场强等位图等。卫星转发器的工作频段不同，则电波的传播损耗也不同；卫星转发器对接收点的全向等效辐射功率不同，所需的天线增益也不同。例如，东方红二号甲卫星的EIRP为35dBm，则在中心区需用口径约为3米的接收天红；而亚洲一号卫星的EIRP为37dBm，则在中心区仅需用口径约为2米的接收天线即可。此外，对于同一个卫星转发器而言，处于覆盖的中心区和边缘地区，其EIRP也不同，故需要根据卫星的覆盖等位图来确定其值的大小。3、卫星转发器参数。这些参数主要包括卫星转发器的工作频段、全向等效辐射功率(EIRP)和卫星下行波束的覆盖场强等位图等。卫星转发器的工作频段不同，则电波的传播损耗也不同；卫星转发器对接收点的全向等效辐射功率不同，所需的天线增益也不同。例如，东方红二号甲卫星的EIRP为35dBm，则在中心区需用口径约为3米的接收天红；而亚洲一号卫星的EIRP为37dBm，则在中心区仅需用口径约为2米的接收天线即可。此外，对于同一个卫星转发器而言，处于覆盖的中心区和边缘地区，其EIRP也不同，故需要根据卫星的覆盖等位图来确定其值的大小。

（二）设计计算步骤 1、未加权视频信杂比S/N的确定。未加权视频信杂比S/N值的选择，取决于用户对卫星电视接收系统的图像质量的要求。图像质量的等级越高，要求的S/N值越大。例如，对4级图像质量，根据CCIR的评分标准，相应的S/N值应达到34.7dB；若仅要求达到3级的图像质量，则相应的S/N值可降低至30dB。当然，从接收质量出发，S/N值取得越高越好，但S/N值越高，势必要求采用较大口径的接收天线和更低噪声系数的高频头，从而使系统的造价大大提高。因此，在设计过程中，应根据不同使用场合，来选取适当的S/N值。其原则是，在保证规定的接收质量的前提下，尽可能降低系统设备的造价。例如，对于各大电视转播台、有线电视台，一般要求图像质量达到4.5级以上，则应取S/N值为40dB左右；对于小集体的卫星共用天线系统，可取4级左右的图像质量，对应的S/N值为35dB左右；对于个体接收用户考虑到成本和安装天线场所受到的限制，则只要取3.5级左右的图像质量，相应的S/N值约为32dB左右，参见下表。（二）设计计算步骤 1、未加权视频信杂比S/N的确定。未加权视频信杂比S/N值的选择，取决于用户对卫星电视接收系统的图像质量的要求。图像质量的等级越高，要求的S/N值越大。例如，对4级图像质量，根据CCIR的评分标准，相应的S/N值应达到34.7dB；若仅要求达到3级的图像质量，则相应的S/N值可降低至30dB。当然，从接收质量出发，S/N值取得越高越好，但S/N值越高，势必要求采用较大口径的接收天线和更低噪声系数的高频头，从而使系统的造价大大提高。因此，在设计过程中，应根据不同使用场合，来选取适当的S/N值。其原则是，在保证规定的接收质量的前提下，尽可能降低系统设备的造价。例如，对于各大电视转播台、有线电视台，一般要求图像质量达到4.5级以上，则应取S/N值为40dB左右；对于小集体的卫星共用天线系统，可取4级左右的图像质量，对应的S/N值为35dB左右；对于个体接收用户考虑到成本和安装天线场所受到的限制，则只要取3.5级左右的图像质量，相应的S/N值约为32dB左右，参见下表。

2、接收机输入端载噪比C/N的确定。未加权视频信杂比S/N确定之后，可以根据下式来计算接收机输入端载噪比C/N：2、接收机输入端载噪比C/N的确定。未加权视频信杂比S/N确定之后，可以根据下式来计算接收机输入端载噪比C/N：其中，对于625行（PAL）电视系统ID=2.4dB，对于525行（NTSC）电视系统，ID=2.9dB; 若取载频频偏峰-峰值为13.5MHz，接收机中频带宽为27MHz，则对于625行（PAL）电视系统IF≈15.24dB，对于525行（NTSC）电视系统IF≈19.68dB。故有：

3、接收系统品质因素G/T的确定。求得接收机输入端载噪比C/N之后，可由下式计算接收系统品质因素 3、接收系统品质因素G/T的确定。求得接收机输入端载噪比C/N之后，可由下式计算接收系统品质因素其中，EIRP可以通过查找卫星转发器的波束覆盖图中得到接收点的相应值；空间传输损耗Lf可根据上述计算，若接收点的距离近似取35800公里，则可分别计算出C波段（λ=7.5厘米)和Ku波段（λ=2.5厘米）的Lf值分别为195.6dB与205.1dB；接收机带宽B取27MHz，K为1.38×10-23J/K，可计算出KB=-154.3dB；△L为附加损耗，C波段一般可取0.5dB，Ku波段一般可取2~6dB（如取4dB）。从而可将上式进一步简化为：

4、天线参数的确定。为了计算天线增益，首先应确定高频头的噪声温度Te和天线的噪声温度。目前市场上可以购到的C波段高频头的噪声温度为25～35K，Ku波段高频头的噪声系数为0.6～1.5dB，折算为噪声温度为43～120K。所以，对于C波段，Te一般可取30K左右，Ku波段Te可取100K左右。天线的噪声温度Ta与天线的口径、仰角、工作频段和使用环境等因素都有关系。一般情况下，天线的口径越大Ta越小；仰角越大Ta越小，C波段的Ta比Ku波段小，环境温度越低Ta值也越小。 4、天线参数的确定。为了计算天线增益，首先应确定高频头的噪声温度Te和天线的噪声温度。目前市场上可以购到的C波段高频头的噪声温度为25～35K，Ku波段高频头的噪声系数为0.6～1.5dB，折算为噪声温度为43～120K。所以，对于C波段，Te一般可取30K左右，Ku波段Te可取100K左右。天线的噪声温度Ta与天线的口径、仰角、工作频段和使用环境等因素都有关系。一般情况下，天线的口径越大Ta越小；仰角越大Ta越小，C波段的Ta比Ku波段小，环境温度越低Ta值也越小。

高频头的噪声温度和天线的噪声温度初步确定之后，可以按下式计算天线增益：高频头的噪声温度和天线的噪声温度初步确定之后，可以按下式计算天线增益：式中，η为天线效率，对于板状普通抛物面天线η≈60% ，网状普通抛物面天线η≈50% ，卡塞格伦天线η≈70% 。为了保证计算的准确性，如果计算得到的天线口径与原所选用天线噪声系数对应的天线口径相差较大，则可根据计算的天线口径重新再取新的天线噪声温度参数值，代入以上各式重新计算，以进一步修正天线口径值，从而得到较为准确的值。最后再根据所得的结果，选择大于或等于该值的标称天线口径。

在福州地区（地理位置为东经119.3°、北纬26.1°)接收中星5号（ 定点于E115.5°）上的卫星电视节目，要求图像质量达到4级以上。已知接收的电视制式为PAL制，工作频段为C波段，视频最大频偏为13.5MHz，带宽为27MHz。该卫星在福州地区的EIRP为35dBW。 1．S/N的确定。要达到4级的图像质量，则要求未加权视频信杂比应达到34.7dB（CCIR标准）。2．C/N的确定。对于PAL制式，ID=2.4dB，IF=15.24dB，故：

3．G/T的确定。对于C波段，λ取7.5cm，从卫星到接收点的距离为：故 ΔL=0.5dB ，KB=-154.3dB ，因此

4．天线参数的确定。取高频头的噪声温度为30K，天线的噪声温度为40K(取天线口径为3~4m所对应的值)，则可计算出：4．天线参数的确定。取高频头的噪声温度为30K，天线的噪声温度为40K(取天线口径为3~4m所对应的值)，则可计算出：取η=0.7 ，则天线口径为：实际可选口径为4m 。

在系统设计过程中，对卫星电视接收机的要求，主要是其动态解调门限值应低于所计算得到的C/N值。目前，市场上的接收机基本上都采用了门限扩展解调电路，其动态门限约为12dB左右，比所计算的17.06dB已有较大的余量。

二、设备的选择经过设计计算获得的系统的各项参数（如，载噪比C/N、视频信杂比S/N、品质因数G/T及天线增益、高频头噪声系数等）之后，就可进一步进行设备选型了。设备的选型应根据实际使用场合的要求，在性能与价格上进行适当的取舍，以求得到最合理的选择。系统设备主要包括天线、高频头和接收机三部分。（一）天线的选择天线在整个卫星电视接收系统的选型中至关重要。从接收效果上讲，天线质量的好坏对系统质量影响最大。天线的性能包括电性能与机械性能两方面。电性能主要体现在天线的效率上。相同口径的天线，如果其效率不同，则接收效果可能大不相同。选择效率高的天线，可以在保证其增益满足设计要求的前提下，减小口径，从而减小天线的体积。机械性能主要体现在天线的抗风能力上。机构结构合理的天线，其机械强度大、不易变形，一经安装固定完毕，就坚固可靠，并能抗击大风的袭击，从而保证系统长期稳定工作。

目前，市场上的天线种类繁多，性能各异，应根据实际需要进行合理选择。对于转播站和有线电视台使用的卫星电视接收站，通常需要采用4m以上口径的天线，则应优先选择效率高、机械强度大的板状卡塞格伦天线。卡塞格伦天线为后馈式，还具有安装、调试方便的特点，当然价格最贵。对于机关单位、宾馆、饭店和乡镇一级的有线电视台，考虑到价格的承受力，可以选用普通的板状抛物面天线。普通的板状抛物面天线虽然在效率上要比卡塞格伦天线差些，但结构比较简单，成本也低得多。不足之处是当口径较大时，高频头的安装和馈源的调试不太方便。这种天线应特别注意其抗风性能。对于台风较多的沿海地区，若天线口径要求较大时，可选用网状天线。网状天线虽然效率较低，但抗风性能最好，而且成本也低。但对于Ku波段来说，由于对反射面的精度要求很高，不宜采用网状天线。目前，市场上的天线种类繁多，性能各异，应根据实际需要进行合理选择。对于转播站和有线电视台使用的卫星电视接收站，通常需要采用4m以上口径的天线，则应优先选择效率高、机械强度大的板状卡塞格伦天线。卡塞格伦天线为后馈式，还具有安装、调试方便的特点，当然价格最贵。对于机关单位、宾馆、饭店和乡镇一级的有线电视台，考虑到价格的承受力，可以选用普通的板状抛物面天线。普通的板状抛物面天线虽然在效率上要比卡塞格伦天线差些，但结构比较简单，成本也低得多。不足之处是当口径较大时，高频头的安装和馈源的调试不太方便。这种天线应特别注意其抗风性能。对于台风较多的沿海地区，若天线口径要求较大时，可选用网状天线。网状天线虽然效率较低，但抗风性能最好，而且成本也低。但对于Ku波段来说，由于对反射面的精度要求很高，不宜采用网状天线。

近年来，由于卫星发射功率的增大，市场出现了名目繁多的家用小口径接收天线，有前馈、偏馈、有铝合金、玻璃钢，有整体式、分瓣式，有冲击成形、滚压成形、浇铸成形等。这些天线在性能、价格、外观、样式各方面有所长。考虑到家庭接收通常对天线的尺寸要求较小，安装要求方便，故应当首选效率高的天线，当然价格也是重要的因素。一般说来，设计正规、加工精细的整体板状偏馈天线，由于没有馈源的遮挡，往往效率较高，安装也比较灵活，占地也小，可以优先选用，但价格一般稍高些。如果地不受限制，也可选择尺寸稍大一些的普通抛物面天线，价格可能会低些。近年来，由于卫星发射功率的增大，市场出现了名目繁多的家用小口径接收天线，有前馈、偏馈、有铝合金、玻璃钢，有整体式、分瓣式，有冲击成形、滚压成形、浇铸成形等。这些天线在性能、价格、外观、样式各方面有所长。考虑到家庭接收通常对天线的尺寸要求较小，安装要求方便，故应当首选效率高的天线，当然价格也是重要的因素。一般说来，设计正规、加工精细的整体板状偏馈天线，由于没有馈源的遮挡，往往效率较高，安装也比较灵活，占地也小，可以优先选用，但价格一般稍高些。如果地不受限制，也可选择尺寸稍大一些的普通抛物面天线，价格可能会低些。

（二） 高频头的选择在整个接收系统中，高频头的体积最小，价格也最低，但其性能对系统的质量和可靠性影响很大。在电性能方面，应选择噪声温度尽量低的高频头。因为噪声温度低的高频头，在相同的天线条件下可获得质量更好的图像；或在同样的图像质量下，可以采用尺寸较小的天线，从而减小体积，降低造价。高频头的另外一个重要的但又常被人们忽略的参数是其本振频率的稳定性。本振频率稳定性好的高频头，才能保证整个接收系统在不同的环境气候条件下长期稳定工作，而不产生频率漂移造成“跑台”现象。由于高频头安装于室外，因而要非常注意选择密封防水性能好的高频头，以避免出现因高频头进水而造成的故障。最好选择全封闭式高频头。那些仅用防水橡胶垫片的高频头，不能长期可靠地工作，因为橡胶垫片经长期风吹雨淋太阳晒之后，容易老化开裂。此外，高频头要求具有防静电、防雷击等性能，因为高频头内的微波场效应管等器件极易被静电或高压击穿。

（三） 接收机的选择目前，市场上可供选择的接收机品种繁多，功能各异，有进口的，有组装的，也有国产的。由于衡量接收机质量好坏的技术指标比较多，测试比较困难，因而难以采用定量的办法选择接收机，对较弱的输入信号有较强的适应能力。也就是说，由于输入信号较弱(如因下雨、雪等原因造成信号衰减加大)造成载噪比下降时，接收门限电低的接收机，输出的视频信杂比（或误码率）就不会迅速地恶化，从而使图像质量不至于急剧下降。这一点对于使用小天线的个体接收用户尤其重要，因为为了减小设备体积和造价，个体接收站设计的技术指标都比较临界。此时，若选用接收门限低的卫星接收机，则可以大大减少图像画面上的脉冲杂波干扰点（或马赛克），从而提高接收效果。

8.5卫星电视接收系统的安装与调整 一、接收站点的选择卫星接收站点的选择就是根据接收天线指向的要求，到现场进行观测，选择既有利于提高接收效果、又安全可靠的天线安装场所，从而达到保证整个卫星电视接收系统长期可靠地工作。因此，站点的选择包括天线指向的确定、天线风压负荷的计算、避雷与接地以及防微波干扰等方面问题。

（一）天线指向的确定天线指向的确定对于站点的正确选择、系统的快速调试等都是极为重要的前提。接收天线的指向主要包含天线的仰角和方位角两个参量，它们与接收站所在的地点和所接收卫星的定点位置有关，其计算公式如下：（一）天线指向的确定天线指向的确定对于站点的正确选择、系统的快速调试等都是极为重要的前提。接收天线的指向主要包含天线的仰角和方位角两个参量，它们与接收站所在的地点和所接收卫星的定点位置有关，其计算公式如下：仰角方位角

其中， 为卫星的定点位置（经度）；为接收站所在的地理位置的经度和纬度；r为地球的半径（约为6378公里）；R为同步轨道半径（约为42218公里）。若令经度差为，则上式可简化为：以上还规定了，对于仰角，水平为，上升为正号；对于方位角，正北为，顺时针为正号。

（二）站点的选择原则根据接收天线的仰角和方位角到现场进行实地观测，选点的原则主要由以下几个方面： 1． 在天线的指对方向上，有较开阔、无遮挡的视野。对于需要接收多颗卫星或打算今后能够接收到将来发射的卫星电视节目，则还需留出足够的调整范围。 2．安装天线的场地应选择结构坚实的场所。尤其是口径大的天线，承受的风压大，应充分考虑安装地点应便于架设铁塔、钢架、水泥基座等天线支撑物，并保证长期稳定可靠。 3．从抗风和避雷的角度出发，接收天线也应尽量建于地面或较低处，这样也会给运输、安装调试及日后维护保养带来方便。

4．为了避免微波干扰，在安装天线场所的附近应无同频段的微波信号经过。为了做到这一点，最好能够采用微波频谱仪等仪器设备对现场的各个方向的微波信号频谱进行测试，判断是否存在同频微波干扰。若无设备条件，可通过对当地邮电、电力和广电等部门的微波中继站的情况进行调研，再进行图上作业，排除存在微波干扰的可能

三）天线风压负荷的计算在接收天线的口径较大、安装高度较高的情况下，为了保证安全，在天线安装之前，应对天线的风压负荷进行计算，为安装和加固提供依据。抛物面天线的风压负荷可按下式进行计算：三）天线风压负荷的计算在接收天线的口径较大、安装高度较高的情况下，为了保证安全，在天线安装之前，应对天线的风压负荷进行计算，为安装和加固提供依据。抛物面天线的风压负荷可按下式进行计算：其中，KH为风压高度变化系数，它以10米高度的风压为基准，并随高度的增加而增大，见下表；

KS为风载体型系数，它与天线的迎风角度有关，下表给出了板状抛物面天线在不同迎风角度下的KS值； K0为风压负荷调整系数，它与天线安装的环境条件有关，盆地或谷地为0.8，山顶为1.0，风口处为1.3，山高500米以上山顶为3.2；W0为基本风压，它以空旷平坦地面上10米高处，统计得到的30年一遇的10分钟平均最大风速为单位标准。

下表给出了几个主要城市的基本风压； A为抛物面天线的迎风面积。根据不同地区的不同条件和不同口径天线的安装方式，就可由上式计算出天线的风压负荷值，作为天线承受物的设计依据。

（四）避雷与接地 由于卫星接收天线常架设在高处，因而避免雷击是十分重要的环节。如果避雷措施不力或没有采取避雷措施，则极易遭受雷击，其结果轻则损坏设备，使设备停止工作，重则造成人员伤亡。为了保证安全，卫星电视接收系统的各部分，包括室外和室内单元及电缆线的外屏蔽层均应可靠接地。通常，电缆线的屏蔽层已将室外和室内单元的外壳连接起来，故可将天线的支架与高楼或铁塔的接地线连接起来。此时，应确定原接地线是合理、可靠，否则应另埋设接地设置，然后根据接收天线附近的环境条件安装避雷针。如果在天线附近已有较高的铁塔或已架设避雷针，则首先应判断这些已有的铁塔或避雷针是否能对天线起保护作用。避雷针的有效保护半径R计算方法如下：h≤30m时，（m）； h≥30m时，（m）

式中，h为避雷针高度；H为被保护物的高度。假如原有的铁塔或避雷针不能满足保护半径的要求，则应另外安装避雷针。避雷针的高度与接收天线之间的距离和高度也应满足上式要求。安装避雷针的另一个重要环节就是埋设与避雷针联接的接地体，避雷针的接地应单独走线，不能与设备接地线共用。应使避雷针接地体的接地电阻值小于10Ω。为了达到这一要求，应在避雷针周围（最远不超过30m）寻找一处土质较好的地方，打入若干根长度为2.5～3m的镀锌角钢，每两根间的距离为4～5m，再用镀锌扁钢焊接起来；或者挖一个面积为1m2的坑，埋入一块相应大小的镀锌铁板，然后在埋设角钢或铁板的地上灌入食盐水或化学降阻剂，以进一步降低接地电阻。此外，为了防止雷电在输入电源线上感应产生的高压进入设备，应在电源输入线安装市电防雷保安器。式中，h为避雷针高度；H为被保护物的高度。假如原有的铁塔或避雷针不能满足保护半径的要求，则应另外安装避雷针。避雷针的高度与接收天线之间的距离和高度也应满足上式要求。安装避雷针的另一个重要环节就是埋设与避雷针联接的接地体，避雷针的接地应单独走线，不能与设备接地线共用。应使避雷针接地体的接地电阻值小于10Ω。为了达到这一要求，应在避雷针周围（最远不超过30m）寻找一处土质较好的地方，打入若干根长度为2.5～3m的镀锌角钢，每两根间的距离为4～5m，再用镀锌扁钢焊接起来；或者挖一个面积为1m2的坑，埋入一块相应大小的镀锌铁板，然后在埋设角钢或铁板的地上灌入食盐水或化学降阻剂，以进一步降低接地电阻。此外，为了防止雷电在输入电源线上感应产生的高压进入设备，应在电源输入线安装市电防雷保安器。

二、设备的安装 1．天线的安装。将天线连同支架安装在天线座架上。天线的方位通常有一定的调整范围，应保证在接收方向的左右有足够的调整余地。对于具有方位度盘和俯仰度盘的天线，应使之方位度盘的0°与正北方向，俯仰度盘的0°与水平面保持一致。正北方向的确定，一般采用指北针测出地磁北极，再根据当地的磁偏角值进行修正，也可利用北极星或太阳来确定。较大的天线一般都采用分瓣包装运输，故在安装时，应将各部分重新组装。天线组装后，型面的误差、主面与副面之间的相对位置、馈源与副面的相对位置，均应用专用工具进行校验，保证误差在允许的范围内。校验调整完毕，应固紧螺栓。二、设备的安装 1．天线的安装。将天线连同支架安装在天线座架上。天线的方位通常有一定的调整范围，应保证在接收方向的左右有足够的调整余地。对于具有方位度盘和俯仰度盘的天线，应使之方位度盘的0°与正北方向，俯仰度盘的0°与水平面保持一致。正北方向的确定，一般采用指北针测出地磁北极，再根据当地的磁偏角值进行修正，也可利用北极星或太阳来确定。较大的天线一般都采用分瓣包装运输，故在安装时，应将各部分重新组装。天线组装后，型面的误差、主面与副面之间的相对位置、馈源与副面的相对位置，均应用专用工具进行校验，保证误差在允许的范围内。校验调整完毕，应固紧螺栓。

天线馈源安装是否合理，对天线的增益影响极大。对于前馈天线，应使馈源的相位中心与抛物面焦点重合；对于后馈天线，应将馈源固定于抛物面顶部锥体的安装孔上，并调整副反射面的距离，使抛物面能聚焦于馈源相位中心上。天线的极化器安装于馈源之后。对于线极化(如水平极化和垂直极化)，应使馈源输出口的矩形波导窄边与极化方向平行；对于圆极化波(如右旋圆极化波)，应使矩形波导口的两窄边垂直线与移相器内的螺钉或介质片所在平面相交成偏右45°角的位置。天线馈源安装是否合理，对天线的增益影响极大。对于前馈天线，应使馈源的相位中心与抛物面焦点重合；对于后馈天线，应将馈源固定于抛物面顶部锥体的安装孔上，并调整副反射面的距离，使抛物面能聚焦于馈源相位中心上。天线的极化器安装于馈源之后。对于线极化(如水平极化和垂直极化)，应使馈源输出口的矩形波导窄边与极化方向平行；对于圆极化波(如右旋圆极化波)，应使矩形波导口的两窄边垂直线与移相器内的螺钉或介质片所在平面相交成偏右45°角的位置。

2．高频头的安装。高频头的安装较为简单，将高频头的输入波导口与馈源或极化器输出波导对齐，中间加密封橡胶垫圈，并用螺钉回紧。高频头的输出端与中频电缆线的插头相接拧紧，并敷上防水粘胶或橡皮防水套。如能加装钢制防水保护管套则效果更理想。 3．接收机的安装。接收机放置于内。应选择通风良好，能防尘、防振，不受风吹、雨淋、日晒、并靠近监视器或电视机的位置。将中频输入线、电源输出线、音视频输出线和射频输出线按说明书的要求进行连接。2．高频头的安装。高频头的安装较为简单，将高频头的输入波导口与馈源或极化器输出波导对齐，中间加密封橡胶垫圈，并用螺钉回紧。高频头的输出端与中频电缆线的插头相接拧紧，并敷上防水粘胶或橡皮防水套。如能加装钢制防水保护管套则效果更理想。 3．接收机的安装。接收机放置于内。应选择通风良好，能防尘、防振，不受风吹、雨淋、日晒、并靠近监视器或电视机的位置。将中频输入线、电源输出线、音视频输出线和射频输出线按说明书的要求进行连接。

三、系统的调整 1．调整前的准备工作。在业余条件下要顺利地调准天线的指向，应先作些准备工作：采用没有AV输入端子的电视机作为显示器的情况下，应利用接收机射频输出部分的测试信号，将电机的频道设置到正确的位置上（对于有AV输入端子的监视器，可免去此项）；对于没有宽频带输入电平指示器的接收机，最好将此接收机放在别处已有的、接收同一卫星电视节目的卫星接收站中，设置好各频道的参数，并接收到相应的电视节目。设置时，最好使用同一个高频头，以避免由于高频头本振频率的偏差而造成的频道设置不准。三、系统的调整 1．调整前的准备工作。在业余条件下要顺利地调准天线的指向，应先作些准备工作：采用没有AV输入端子的电视机作为显示器的情况下，应利用接收机射频输出部分的测试信号，将电机的频道设置到正确的位置上（对于有AV输入端子的监视器，可免去此项）；对于没有宽频带输入电平指示器的接收机，最好将此接收机放在别处已有的、接收同一卫星电视节目的卫星接收站中，设置好各频道的参数，并接收到相应的电视节目。设置时，最好使用同一个高频头，以避免由于高频头本振频率的偏差而造成的频道设置不准。

第 8 章卫星电视接收系统设计