覆蓋面廣
雖然我國電視的人口覆蓋率非常高,達(dá)到了86%以上,但因為我國幅員遼闊、地形復(fù)雜、人口分布密度非常不均勻,從整個國土的覆蓋率看,我國的電視覆蓋率還很低,特別是一些老小邊窮地區(qū),難以被地面電視廣播所覆蓋。而衛(wèi)星電視廣播則不受地理環(huán)境的影響,只要利用一顆大功率的電視廣播衛(wèi)星,就能同時獲得的人口覆蓋和國土覆蓋。
電視廣播衛(wèi)星一般由星體、轉(zhuǎn)發(fā)器及其接收與發(fā)射天線、太陽能電源系統(tǒng)、姿態(tài)控制與軌道控制系統(tǒng)、遙測與遙控系統(tǒng)等部分組成。其中星體是整個衛(wèi)星的骨架;轉(zhuǎn)發(fā)器及其天線是電視廣播衛(wèi)星的核心;其它部分則提供一些必要的輔助功能,以保證轉(zhuǎn)發(fā)器可靠工作。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器作為空間中繼站,具有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)發(fā)電視廣播信號的能力。它其實就是一部高靈敏度、寬頻帶和大(中)功率的收發(fā)信機(jī),以附加噪聲和失真來實現(xiàn)電視廣播信號的放大、變頻及轉(zhuǎn)發(fā),它在將地球站發(fā)射上來的電視廣播信號用星上天線接收之后,經(jīng)過一些必要的簡單處理,再經(jīng)星上天線轉(zhuǎn)發(fā)給地面上指定的覆蓋接收區(qū)域。轉(zhuǎn)發(fā)器性能的好壞是決定衛(wèi)星電視廣播質(zhì)量的關(guān)鍵。
電視廣播衛(wèi)星使用無線電波來傳送電視信號,這些電波信號的參數(shù)主要有下行頻率、EIRP、極化方式、符碼率和前向糾錯FEC等。
國際電信聯(lián)盟(ITU)和世界無線電行政大會對電視廣播衛(wèi)星的下行頻率有著明確的規(guī)定,主要應(yīng)用在L、C、Ku、Ka波段。其中,L波段(1GHz 左右)主要用于軍事通信、移動通信和電視廣播節(jié)目傳輸業(yè)務(wù);C波段(3GHz~6GHz)應(yīng)用歷史長、技術(shù)成熟,因而應(yīng)用廣泛,它主要用于地面微波通信和衛(wèi)星通信,電視信號同樣作為通信信號的一種來傳輸;Ku波段(11~14GHz)的應(yīng)用也十分廣泛,這一頻段主要用于通信和電視廣播傳輸業(yè)務(wù),由于該頻段遠(yuǎn)離地面無線電中繼頻段,因而衛(wèi)星電視地球站與地面微波中繼站之間同頻段信號的干擾問題比較少發(fā)生,同時因為該頻段波長短,天線增益高,因此降低了接收系統(tǒng)的成本,非常適用于電視廣播節(jié)目的傳輸業(yè)務(wù);而Ka波段(20~30GHz)雖然電波傳輸損耗大,特別受雨及大氣中的水汽凝結(jié)物的影響嚴(yán)重,但由于可用頻帶寬,仍然受到許多國家重視,投入了很多資金開發(fā)。目前的衛(wèi)星數(shù)字電視廣播主要使用C波段和Ku波段,其中C波段上行頻率是6GHz,下行頻率是4GHz,帶寬500MHz;而Ku波段上行頻率為14GHz,下行頻率為12GHz,帶寬已由800MHz得到進(jìn)一步擴(kuò)展。兩個波段各有其自身的特點:C波段受雨衰的影響小,通信質(zhì)量穩(wěn)定;而Ku波段天線增益高,受雨衰的影響則相對于C波段來說要大一些。
偏饋天線
偏饋天線特別適合接收KU波段信號,一般來說口徑較小,通常在一米以下,反射面呈現(xiàn)橢圓。由于饋源安裝的位置不在天線反射面的中心線上,所以被稱為偏饋天線。而正是因為其饋源不在天線反射面與衛(wèi)星之間,得以避免了饋源對衛(wèi)星電波信號的遮擋,所以這種天線的接收效率比較高。由于偏饋天線具有易于安裝、節(jié)省空間、效率較高等優(yōu)點,目前正在被廣泛應(yīng)用中。
我們可以清晰地看出偏饋天線的形成原理,正饋天線上有一個由實線勾勒出的橢圓形部分,這個部分實際上就是偏饋天線。偏饋天線是從正饋拋物面天線正上方,以YO線為中心線而切下來的一部分。由于該偏饋天線是從正饋天線上沿YO和XZ線為中心切下的部分正饋天線,所以必然是一個橢圓形,而且這樣形成的偏饋天線因為天線邊緣均在同一平面上,橢圓形天線面顯得十分平坦,所以極易加工和制造。偏饋天線由長軸和短軸組成,長軸即為YO,短軸即為XZ,橢圓形的偏饋天線的有效面積是以短軸為直徑而畫面的圓形的面積,故我們一般提到的偏饋天線的標(biāo)稱口徑都是以短軸長度為準(zhǔn)的。偏饋天線同正饋天線一樣,天線面上各部分入射電波信號的密度都應(yīng)該是相同的。