什么是卫星广播?

什么是卫星广播?

[拼音]：weixing guangbo

[外文]：satellite broadcasting

利用地球静止卫星上的转发器向地面转播电视或声音广播等信号，供公众个体接收或集体接收的广播方式。个体接收系统中卫星的发射功率较大，到达地面的电波较强，家家户户可用直径一米以下的小型天线和简单的设备接收卫星转播的节目；集体接收系统中卫星的发射功率较小，地面要用较大的天线和较复杂的设备接收，收到的节目或供公众集中收看，或用转播发射机、电缆系统传送给邻近地区的公众。发达国家采用个体接收方式来增播新的电视节目，以解决地面电视广播的频道拥挤问题和山区、海岛收看电视问题。发展中国家可以采用集体接收方式来实现电视的全国覆盖。在一些个体接收系统的边远地区，电波较弱，也可以采用集体接收方式。

卫星广播是由卫星通信发展来的。技术的进步使广播卫星转发器的发射功率达百瓦以上量级，又用窄波束使能量集中射向指定的覆盖区，可以显著提高地面的电波场强，使之比通信卫星电波强数十倍以至数百倍，因而使地面的接收设备可以做得简单便宜，适于普及，构成数十万以至数百万点的接收网，形成点对面的广播。

简史

70年代中期到80年代前期是卫星广播的实验、发展阶段。1974年美国发射的应用技术卫星 ATS-6首次成功地进行了2.6吉赫和860兆赫频段集体接收型卫星电视广播实验，证实了卫星广播的可行性。1976年加拿大和美国合作发射的通信技术卫星CTS进行了 12吉赫频段个体接收型卫星电视广播实验，取得了预期效果。其后苏联、日本、澳大利亚等国在不同频段上进行了实验。为了降低卫星投资，加拿大成功地进行了12吉赫频段低功率卫星电视广播试验。卫星广播有许多重要优点。

（1）覆盖面积大：一颗卫星就能覆盖几百万平方公里。不像地面发射台那样，覆盖半径受到发射天线高度的限制。对于幅员辽阔，地形复杂的国家来说，这个优点尤为突出。

（2）播出质量高：由于信号的传送环节少，可靠性高，受到的畸变较小，加之电波自上而下，不易受山峰和高楼的遮挡，图像上也不会有因电波的多重反射引起的重影干扰。

（3）投资和维护费用远低于传统的地面覆盖系统。

卫星广播系统

它包括三个组成部分，即广播卫星、地面接收网和为卫星运行服务的上行站和测控站。发射卫星和建设地面接收网的费用占系统建设总投资的绝大部分。增大卫星发射功率可以简化接受设备，降低其造价，这样，接收点的数量越多，经济效益就越显著。

广播卫星

广播卫星是系统的中心环节。星体可分为有效载荷和服务舱两部分。有效载荷指广播转发器和天线。它接收上行站发来的电视、广播信号，经过变频和放大再向地面转发出去，担负着广播卫星作为空间中继站的主要任务。服务舱包括6个部分：

（1）星体结构；

（2）电源系统：太阳能电池、蓄电池和电源控制设备；

（3）温度控制系统：用辐射散热、导热、保温和电加热等措施保证卫星上设备所需的环境温度；

（4）遥测遥控跟踪系统：发射遥测信号供地面监测卫星的工作状态，接收地面测控站发来的遥控指令，还发射信标以供地面的大型天线跟踪卫星；

（5）控制系统：用小型推力器来控制卫星的姿态和轨道位置；

（6）远地点发动机：在发射过程中用来把卫星从椭圆的转移轨道推入圆型的静止同步轨道。

地球静止卫星位于地球赤道上空 35786公里高的圆形同步轨道上，用和地球自转相同的角速度围绕地轴旋转，因此，从地面上看它好像是固定在天空的一点上静止不动的，可以用固定天线对准它接收，不需要复杂昂贵的跟踪设备，这保证了接收设备简单廉价，便于普及。

接收网

卫星广播的地面接收网包含大量的接收点，每点中的接收设备包括天线、低噪声接收变频、中频放大、解调和基带信号处理等部分。

上行站与测控站

上行站的任务是把来自演播室的电视和声音广播信号经过调制、变频和放大发射给卫星；其次是接收监测卫星转发下来的信号和对卫星转发器进行在轨测试。测控站的任务是：

（1）用天线跟踪卫星并进行定向和测距。

（2）接收卫星发来的遥测信号和姿态测定信号。经过计算机处理，再把遥测数据、卫星位置和姿态等数据显示、记录和打印出来。

（3）对卫星的运行状态进行计算分析。

（4）编制指令，经过调制变频和功率放大后发给卫星。

卫星广播的可用频带

可用频带有 0.62 ～0.79、2.5～2.69、11.7～12.75（不同地区使用这三段中不同频带）、22.5～23(一定地区可用)、40.5～42.5、84～86吉赫等6个频段。从技术上说，22.5吉赫以上的3个频段尚未完全为人们掌握，处于发展阶段。在已用的 3个频段中，前两个频段支配的频带较窄，能容纳的节目数量较少，对于到达地面的电波强度也规定了较严的限制。因此，80年代卫星广播使用的主要频段是12吉赫频段，与低频段相比，它的主要缺点是电波的雨致衰减较大。因此，一些热带多雨的国家采用 2.6吉赫频段。广播卫星的上行主要频带是14.5～14.8和17.3～18.1吉赫，也可以协调使用通信卫星的上行频带。

广播卫星的可用轨道弧段

从降低雨致衰减的要求考虑，卫星的经度应接近服务区中心的经度，以提高接收仰角，缩短电波穿过雨团的行程。在12吉赫频段，规定接收仰角应大于20度。决定卫星轨道位置的另一因素是星蚀停电时间。在每年春分、秋分前后，共约90天内，在卫星所处经度的午夜，太阳、地球和卫星几乎处在一条直线上，地球挡住射向卫星的阳光，造成星蚀，使卫星上的太阳电池停止发电。春分、秋分日星蚀最长，达72分钟。秋分日星蚀开始最早（23点17分）。由于重量限制，卫星上难以携带大容量的蓄电池，星蚀停电会导致大功率转发器停播。已采取的办法是将卫星位置西移，每移一度星蚀停电的起始时间推迟 4分钟，适当的西移，可使星蚀发生在夜间电视节目结束之后。因此，星蚀停电起始时间规定了可用轨道弧段的东限，而接收仰角规定了它的西限。

技求要求

地球静止卫星的轨道只有一条，轨道位置和可用频带都是有限的。为了充分利用轨道和频谱资源，应遵循下列技术原则，合理地制定世界性的卫星广播规划：

（1）卫星类集，即把特性相似的卫星组合到轨道的同一部分；

（2）合理利用电波的交叉极化以提高干扰隔离度；

（3）邻星不对相邻地区服务，以获得系统间的最大隔离度；

（4）成对服务区，在同一轨道位置上，放置两个相距很远的一对地区（例如分别在南、北半球）服务的卫星，可使轨道容量加倍；

（5）不同系统间采用载频错开或交叉，以减小干扰；

（6）在干扰允许的前提下尽量缩小卫星间隔；

（7）提高卫星上发射天线和地面接收天线的旁瓣鉴别能力以改进隔离度；

（8）使各卫星的等效全向辐射功率相近；

（9）质量和可靠性要求合理。

调制方式

已发射的广播卫星都采用调频方式来传送图像，因为调幅制抗干扰性差，要达到相同的接收质量，卫星上发射功率要比调频制大几十倍，难以实现。至于数字化编码传送图像，由于每个接收点都需要配备复杂的解调设备，不利于普及，尚未被采用。

电波极化规定

12吉赫频段的卫星广播业务采用圆极化。圆极化天线的馈源结构比线极化稍复杂，但安装维护简单，更适于接收机的大批量生产和普及。

卫星广播是实现广播电视大面积覆盖的先进手段，它将使广播电视覆盖网发生巨大的变革。由于它具有很大的信息传输能力，为实现下一代的高清晰度电视创造了条件，也为实现全世界统一的彩色电视制式提供了可能性。