有线电视--第三章

1、 有线电视系统的节目源除了自办节目以外，其有线电视系统的节目源除了自办节目以外，其余电视节目全都来自无线电视信号，主要包括：余电视节目全都来自无线电视信号，主要包括： VHF、UHF频段发射的本地区或电视差转台的频段发射的本地区或电视差转台的电视节目，电视节目，C波段、波段、Ku波段转发的卫星电视节目和波段转发的卫星电视节目和以微波传输的电视节目等。以微波传输的电视节目等。 天线天线是一种向空间辐射电磁波或从空间接收电磁是一种向空间辐射电磁波或从空间接收电磁波能量的装置。波能量的装置。 接收天线接收天线是电磁波接收的必备装置，其作用是将是电磁波接收的必备装置，其作用是将空间接收到的电磁波转换成

2、可传输的射频电流或电压。空间接收到的电磁波转换成可传输的射频电流或电压。 kmhhrrt12. 403.1.3接收天线的种类接收天线的种类 天线的结构形式有多种，如天线的结构形式有多种，如八木天线八木天线、对数周期对数周期天线天线、环形天线环形天线等。等。八木天线八木天线 由一个有源振子作为主振子和若干个无源振子组由一个有源振子作为主振子和若干个无源振子组成的定向天线。成的定向天线。 具有增益较高、结构简单，安装方便等特点。具有增益较高、结构简单，安装方便等特点。 有源振子有源振子（辐射器）通常采用（辐射器）通常采用半波折合振子半波折合振子，无，无源振子包括源振子包括引向器引向器和和反射器反射

3、器。以辐射器为中心，前面。以辐射器为中心，前面是引向器，后面是反射器，引向器的长度比有源振子是引向器，后面是反射器，引向器的长度比有源振子短短5% 10%，呈，呈电容性电容性，反射器的长度比有源振子长，反射器的长度比有源振子长5% 15%，呈，呈电感性电感性。 引向器可引导前面来的电磁波，使方向性更强；引向器可引导前面来的电磁波，使方向性更强；反射器则使后面的电磁波不易进入辐射器。每个振子反射器则使后面的电磁波不易进入辐射器。每个振子（包括有源和无源）也称单元。（包括有源和无源）也称单元。八木天线的基本结构八木天线的基本结构 五单元天线五单元天线 十单元天线十单元天线 由于频率高、波长短，信号

4、在传播过程中对树木由于频率高、波长短，信号在传播过程中对树木及建筑物等的绕射能力较差，使得传播损耗较大。因及建筑物等的绕射能力较差，使得传播损耗较大。因此，接收天线的增益及架设高度应尽可能的高。对有此，接收天线的增益及架设高度应尽可能的高。对有线电视系统而言，接收线电视系统而言，接收UHF频段通常采用频段通常采用15单元以上单元以上的八木天线的八木天线。 3.1.4接收天线的技术参数接收天线的技术参数1输入阻抗输入阻抗 天线的输入阻抗关系到天线能否尽可能多地接收来天线的输入阻抗关系到天线能否尽可能多地接收来自自由空间的电磁波能量。自自由空间的电磁波能量。 天线与馈线相连的两个端点称为天线的天线

5、与馈线相连的两个端点称为天线的输入端输入端。天。天线输入端上的信号感应电压与电流之比为天线的线输入端上的信号感应电压与电流之比为天线的输入阻输入阻抗抗。 Uin指天线输入端的高频电压；指天线输入端的高频电压； Iin指天线输入端的高频电流。指天线输入端的高频电流。其中其中 Zin指天线的输入阻抗；指天线的输入阻抗；Rin指天指天线的输入电阻；线的输入电阻；Xin指天线的输入电抗。指天线的输入电抗。inininIUZinininjXRZ3.1.4 接收天线的技术参数接收天线的技术参数1输入阻抗输入阻抗 当天线处于谐振状态时，输入端的电流与电压同当天线处于谐振状态时，输入端的电流与电压同相，此时输

6、入阻抗为纯电阻。相，此时输入阻抗为纯电阻。 但在一般情况下，天线为非谐振工作状态，其输但在一般情况下，天线为非谐振工作状态，其输入阻抗随工作频率变化，即天线的输入阻抗既有电阻入阻抗随工作频率变化，即天线的输入阻抗既有电阻分量也有电抗分量，可能是容抗也可能是感抗。分量也有电抗分量，可能是容抗也可能是感抗。inininIUZinininjXRZ3.1.4接收天线的技术参数接收天线的技术参数1输入阻抗输入阻抗 由于电抗分量的存在，其存储一部分能量，使天线由于电抗分量的存在，其存储一部分能量，使天线提供给电视机的有用信号功率减少了，而且由于电抗分提供给电视机的有用信号功率减少了，而且由于电抗分量的存在

7、，使得天线与馈线连接时产生失配，从而导致量的存在，使得天线与馈线连接时产生失配，从而导致被传输信号的损耗，所以在制作天线时，都设法使其尽被传输信号的损耗，所以在制作天线时，都设法使其尽可能工作在谐振状态，以保证其输入阻抗为纯阻性质。可能工作在谐振状态，以保证其输入阻抗为纯阻性质。 对于对称天线，当天线的长度接近（略短于）接收对于对称天线，当天线的长度接近（略短于）接收信号波长的二分之一或是波长的整倍数时，天线处于谐信号波长的二分之一或是波长的整倍数时，天线处于谐振工作状态；对于不对称天线，当天线长度等于接收信振工作状态；对于不对称天线，当天线长度等于接收信号波长的四分之一或波长的整数倍时，天线

8、处于谐振状号波长的四分之一或波长的整数倍时，天线处于谐振状态。态。 可见，天线的输入阻抗与天线的尺寸以及工作波长可见，天线的输入阻抗与天线的尺寸以及工作波长有关。有关。1) 基本半波振子天线基本半波振子天线 由两根长度相等、粗细一样的直金属管组成。由两根长度相等、粗细一样的直金属管组成。总长度略小于半个波长。总长度略小于半个波长。121RIPm 天线振子上的电压波和电流波如上图所示，由于天线振子上的电压波和电流波如上图所示，由于振子上的电流非均匀分布，使振子各点的阻抗都不一振子上的电流非均匀分布，使振子各点的阻抗都不一样，因此，馈电点不同，输入阻抗也不同，电视接收样，因此，馈电点不同，输入阻抗

9、也不同，电视接收天线中的基本半波振子天线采用中心馈电法。此时输天线中的基本半波振子天线采用中心馈电法。此时输入阻抗最小，约为入阻抗最小，约为73.1 ，近似取，近似取75 。2）折合半波振子天线）折合半波振子天线半波折合振子天线的输入阻抗为半波折合振子天线的输入阻抗为3002222RIPm21PP 22122RIRImm300754412RR 在有线电视系统中为了减少损耗，引入信号的馈在有线电视系统中为了减少损耗，引入信号的馈线常采用线常采用75 同轴电缆。因此，在接收天线的折合同轴电缆。因此，在接收天线的折合振子上都装有振子上都装有300 阻抗转换器，以实现阻抗匹配。阻抗转换器，以实现阻抗匹

10、配。2工作频带工作频带 通常，工作在中心频率时，天线输送到馈线的功通常，工作在中心频率时，天线输送到馈线的功率最大，偏离中心频率时，天线的性能将变坏，诸如率最大，偏离中心频率时，天线的性能将变坏，诸如输入阻抗和馈线特性阻抗失配增大；天线输送到馈线输入阻抗和馈线特性阻抗失配增大；天线输送到馈线的功率下降等等。规定天线输送到馈线的功率下降到的功率下降等等。规定天线输送到馈线的功率下降到最大输出功率的一半时，所对应的频率范围称为天线最大输出功率的一半时，所对应的频率范围称为天线的的频带宽度频带宽度，也称为天线，也称为天线工作频带工作频带或或带宽带宽。 半波折合振子天线的工作频带在半波折合振子天线的工

11、作频带在VHF频段为频段为4060 MHz，可适用于接收，可适用于接收58个电视频道。个电视频道。 对于单频道天线一般要满足对于单频道天线一般要满足8MHz带宽。带宽。3天线增益天线增益 天线增益表示天线在特定方向接收远处电视信号天线增益表示天线在特定方向接收远处电视信号的能力。天线增益高，接收点处电视信号的场强小也的能力。天线增益高，接收点处电视信号的场强小也会接收到。会接收到。 天线增益分为天线增益分为相对增益相对增益和和绝对增益绝对增益。 一般接收天线的增益是指相对增益，即相对于半一般接收天线的增益是指相对增益，即相对于半波振子的功率增益。波振子的功率增益。 当天线最佳取向时，天线输出端

12、的匹配负载中所当天线最佳取向时，天线输出端的匹配负载中所吸取的功率（吸取的功率（P1），与在相同条件下基本半波振子天），与在相同条件下基本半波振子天线输出端匹配负载中所吸取的功率（线输出端匹配负载中所吸取的功率（P0）的比值，称）的比值，称为该天线的相对增益（为该天线的相对增益（G） G=10lg P1 / P0 (dB) 天线增益与振子单元数有关，天线单元数越多，天线增益与振子单元数有关，天线单元数越多，增益也越高。增益也越高。 天线增益与接收频带宽度有关，频带越宽，增天线增益与接收频带宽度有关，频带越宽，增益越低。益越低。 天线的增益还与天线的方向性有关，天线的主天线的增益还与天线的方向性

13、有关，天线的主瓣宽度越窄，半功率角、后瓣、副瓣越小，天线的瓣宽度越窄，半功率角、后瓣、副瓣越小，天线的增益就越高。增益就越高。4天线的方向性天线的方向性 接收天线的方向性是指天线接收不同方向传来的接收天线的方向性是指天线接收不同方向传来的电磁波的能力。电磁波的能力。 天线的方向性常用天线的方向性常用半功率角半功率角来表示。来表示。 半功率角是指比引向器方向最大灵敏度低半功率角是指比引向器方向最大灵敏度低3dB的的点的夹角点的夹角 ，如图，如图3-4所示。图中所示。图中0方向传来的电磁波方向传来的电磁波是接收波，其灵敏度最高，而由是接收波，其灵敏度最高，而由45 方向传来的电磁波方向传来的电磁波

14、中有干扰波，但灵敏度很低。中有干扰波，但灵敏度很低。 半功率角越小半功率角越小，方向性越强方向性越强，抑制正面干扰波的抑制正面干扰波的效果越好效果越好。通常，。通常，VHF频段的定向天线的半功率角小频段的定向天线的半功率角小于于60 ；UHF频段由于振子尺寸小，单元数多，可以频段由于振子尺寸小，单元数多，可以使半功率角小于使半功率角小于40 。 方向性保护一般指方向性保护一般指前后方的增益比前后方的增益比，用，用dB表示，表示，dB数越大表明天线方向性保护越大，天线定向接收性数越大表明天线方向性保护越大，天线定向接收性能就越好，抗干扰能力越强。能就越好，抗干扰能力越强。2）接收天线的安装）接收

15、天线的安装 高频段天线高频段天线一般架设在天线杆上部，一般架设在天线杆上部，低频段天线低频段天线架设在天线杆下部，各天线间安装距离在架设在天线杆下部，各天线间安装距离在1m以上，接以上，接收低频段信号的天线间距应较大。收低频段信号的天线间距应较大。 上部天线必须在避雷针的保护角内上部天线必须在避雷针的保护角内（一般为（一般为45 内），且两者间距离不小于内），且两者间距离不小于3m。 天线的架设应保持水平方向，不能向上或向下倾天线的架设应保持水平方向，不能向上或向下倾斜，以保证最大接收方向对准电视信号传来的方向。斜，以保证最大接收方向对准电视信号传来的方向。 最低层天线与基础平面的最小垂直距离

16、不小于天最低层天线与基础平面的最小垂直距离不小于天线的最长工作波长，一般为线的最长工作波长，一般为34m，否则会因基础平面，否则会因基础平面对电磁波的反射，使天线受到干扰而产生重影。对电磁波的反射，使天线受到干扰而产生重影。 天线架设天线架设 示意图示意图图图3-6 卫星覆盖示意图卫星覆盖示意图 我国属于第三区我国属于第三区，在重新规划中获得，在重新规划中获得4个个广播卫星轨广播卫星轨位资源，每个轨位有两个下行波束，每个波束有位资源，每个轨位有两个下行波束，每个波束有12个个频频道，共计道，共计96个个模拟频道资源。模拟频道资源。 我国现有我国现有4个轨位资源分别为个轨位资源分别为62 E、9

17、2.2 E、122 E和和134 E。 62 E有两个国家（中国与阿尔巴尼亚）使用，有两个国家（中国与阿尔巴尼亚）使用，92.2 E为我国专用，该轨位在我国地面天线的接收仰角较高，为我国专用，该轨位在我国地面天线的接收仰角较高，对我国开展卫星电视广播业务极为有利。对我国开展卫星电视广播业务极为有利。134 E 为我国为我国与瑙鲁（南太平洋一岛国）及巴布亚新几内亚共用。与瑙鲁（南太平洋一岛国）及巴布亚新几内亚共用。122 E为我国香港特别行政区和澳门特别行政区使用为我国香港特别行政区和澳门特别行政区使用，使用该轨位还有美国托管的关岛、北亚里亚纳两波束以使用该轨位还有美国托管的关岛、北亚里亚纳两波

18、束以及老挝规划波束。及老挝规划波束。 此外，卫星电视广播系统，还包括此外，卫星电视广播系统，还包括地面遥测遥控跟地面遥测遥控跟踪站踪站，其主要任务是测量控制卫星的姿态和轨道运行，其主要任务是测量控制卫星的姿态和轨道运行，测量卫星的各种工程参数和环境参数，对卫星实施各种测量卫星的各种工程参数和环境参数，对卫星实施各种功能状态的切换，以保证卫星的正常运转。功能状态的切换，以保证卫星的正常运转。 广播卫星是向公众直接转播电视或声音的人造广播卫星是向公众直接转播电视或声音的人造地球卫星，主要用于电视广播，又称电视广播卫星。地球卫星，主要用于电视广播，又称电视广播卫星。它是卫星广播系统的重要组成部分，主

19、要起空间广它是卫星广播系统的重要组成部分，主要起空间广播发射台的作用。播发射台的作用。 广播卫星运行在倾角为零的圆形地球同步轨广播卫星运行在倾角为零的圆形地球同步轨道（简称道（简称地球静止轨道地球静止轨道）上，其星下点轨迹是赤道）上，其星下点轨迹是赤道上一点。上一点。 图图3-6 卫星覆盖示意图卫星覆盖示意图 广播转发器广播转发器是广播卫星的主体，它的作用是接是广播卫星的主体，它的作用是接收来自地面上行发射站的信号，将信号变频、放大、收来自地面上行发射站的信号，将信号变频、放大、再转发给地面，使服务区内的地面接收设备受到满再转发给地面，使服务区内的地面接收设备受到满意的电视信号。为避免转发器的

20、发射信号干扰接收意的电视信号。为避免转发器的发射信号干扰接收信道，总是将接收频率与发射频率错开，保证收、信道，总是将接收频率与发射频率错开，保证收、发信号有足够的隔离度。发信号有足够的隔离度。 广播接收天线系统广播接收天线系统由广播用天线、为地面站提供由广播用天线、为地面站提供跟踪信标的信标天线、接收地面指令的遥控天线和向跟踪信标的信标天线、接收地面指令的遥控天线和向地面报告卫星工作情况的遥测天线组成。为减小卫星地面报告卫星工作情况的遥测天线组成。为减小卫星的质量和体积，广播天线大多是收发共用一个天线。的质量和体积，广播天线大多是收发共用一个天线。信标、遥控和遥测的收发两用机一般也是共用一个天信标、遥控和遥测的收发两用机一般也是共用一个天线。线。 卫星电视接收系统又称卫星电视地面接收站。卫星电视接收系统又称卫星电视地面接收站。主要包括：主要包括：接收天馈部分接收天馈部分、高频头高频头、功率分配器功率分配器、卫星电视接收机卫星电视接收机等。等。 接收天馈部分接收天馈部分由由接收天线接收天线与与馈源馈源两部分组成，高两部分组成，高频头又称低噪声下变频器（频头又称低噪声下变频器（LNB），它和天馈系统一），它和天馈系统一起安置于室外，习惯上也称为室外单元。起安置于室外，习惯上也称为室外单元。 卫星