卫星电视接收系统主要包括天线、馈源、高频头、卫星接收机几大部分。抛物面卫星天线接收到聚焦于卫星高频头前端的馈源信号,转换为C频段(3.7GHz~4.2GHz)信号或Ku频段(11.7~12.75GHz)信号,经过卫星接收机解码后在电视机上播出.数字电视信号在传输中具有一定的防误码功能,传输时在原信号源编码序列中以某种方式加入了某些作为误差控制用的数码(即纠错码).以实现自动纠错,可以部分应对卫星传输过程中的随机干扰和突发干扰。但是,当接收到的电视信号受到的干扰太强,超出了其容错范围.就会对电视信号的接收造成不良影响。
一、卫星信号的常见干扰源
1、微波干扰
微波干扰是导致卫星电视接收问题的罪魁祸首,通常最容易出现在C频段.Ku频段也偶有发生。微波干扰又可分为定频干扰及雷达全频干扰,现分别简述如下。
(1)定频干扰
当接收天线尚未对准所耍接收的卫星之前,如从频谱分析仪中发现许多不属于卫星传送的讯号,且不管天线转向任何方向,这些信号都会附加一些特定的频率,这种情况便称之为定频干扰。
这些干扰源通常来自军方、电信、移动等的微波基站,一般干扰信号的场强介于C/Nf载噪比)OdB一40dB范围,如果卫星信号频率与干扰信号的频率刚好重叠,那么被重叠频率范围内的卫星电视节目皆无法正常接收。
(2)雷达全频干扰
雷达全频干扰即整个卫星频段被雷达干扰,此干扰在天线架设过程中很难从频谱分析仪中观察到。
但如果将频谱的SPAN(频宽)调大一点,则可从波形中发现在每6~12秒的周期中,整个卫星频段的信号会瞬间高出C/NldB~3dB,随后又立即恢复为原来的波形,此种现象即称之为雷达全频干扰。
干扰源通常来自机场雷达及军方雷达,如果在接收数字卫星电视信号时,当卫星电视信号被雷达波扫到后,画面就会完全停止2_3秒钟,只要雷达在工作,此现象就会一直持续下去。
2、自然界的干扰
(1)雨衰
指电磁波在雨中引起的衰减。
它包括雨粒吸收引起的衰减和雨粒散射引起的衰减。雨粒吸收衰减是由于介质损耗引起的;而雨粒散射引起的衰减,是由于电磁波碰到雨粒时,被雨粒反射而再向四面八方散射引起的。根据实测与统计,雨粒的吸收衰减要比散射衰减大一些。
雨衰取决于雨水滴直径与电磁波波长的比值.约正比于水滴直径的三次方,因此大雨和暴雨比连绵不断的细雨引起的衰减大。同样,工作频率越高(波长越短).雨衰损耗越大,对卫星信号接收的干扰就越大。因此,雨衰对Ku频段的影响特别大,极易导致信号衰减,使画面产生马赛克,甚至终断。降雨不仅会令电磁波衰减.还会引起噪声温度的增加和去极化的发生,从而影响到接收信号的载噪比,使正交极化信号的相互干扰加大。
(2)雪衰
指电磁波在雪中的衰减。大雪对卫星信号的干扰也很大,特别是卫星天线抛物面有很多积雪时,会严重影响到接收信号的强度,使电视信号无法正常收看。另外,浓云密布、冰雹等恶劣的天气环境,都会对卫星上下行信号造成一定的影响,频率高低不同产生的信号损耗也不一样。总之,各种水凝结物对电磁波的衰减是随着电波频率的提高而增加的,故一般对Ku波段的影响比对C波段的影响要大得多。
(3)太阳黑子对卫星接收信号的干扰和影响
太阳黑子活动达到高峰时会产生巨大的磁暴。在磁暴发生的过程中,太阳喷发出大量的带电粒子,干扰地球磁场,影响地球的电离层,干扰通信卫星的正常工作。每隔11.2个地球年,太阳黑子的活动就达到一个高峰。当太阳的位置处在卫星天线的主瓣或副瓣方向时,干扰磁场就会窜入接收系统影响卫星信号的正常接收。表现为在前端有时出现各频道图像的信号强度会慢慢减弱,画面出现黑白杂波点,雪花点慢慢增多,伴音噪声显得格外明显。当太阳黑子活动减弱,卫星电视信号又会慢慢恢复到原来的强度。
(4)日凌对卫星接收信号的干扰和影响
日凌是每年春分或秋分前后一段时间出现的一种自然现象。在这两个节气期间,太阳黑子运动的轨迹正好与卫星运行轨道重叠,卫星处在太阳与地球之间的直线上(见上图),这时卫星地球站天线在对准卫星的同时也对着太阳。太阳黑子产生强烈电磁波,该电磁波是一个巨大的电磁干扰源,会对其所接收的卫星信号造成干扰,从而使接收链路严重恶化甚至中断,导致卫星信号中断,每次大约10~25分钟左右。日凌每次持续时间的长短由地球站接收天线的口径决定,接收天线的口径越大.日凌持续的时间越短;反之,天线的口径越小,持续的时间就越长。太阳黑子活动高峰期日凌干扰最为严重;工作频带越宽收到的噪声越多,干扰也相对严重;工作频率越高,噪声强度也越大,干扰也就越严重,所以Ku频段的卫星信号受日凌干扰程度比C频段严重。
二、各种干扰的应对措施
在架设卫星接收天线时,要尽量避开微波干扰源,如果实在避让不开,应对微波干扰场强进行测试,以确定干扰源的强弱。干扰电平大小的测试方法是用一面抛物面天线,高频头可用一般的C频段高频头,终端可用高灵敏度频谱仪。使天线对准所要接收的卫星,上下俯仰或左右旋转天线,读出频谱仪测出的噪声电平值Pn:此时再旋转天线,当频谱仪指示打到峰值时,读数为干扰电平(PI)和噪声电平之和(PI+Pn),扣除Pn即为干扰电平值f注意不要把卫星信号误作干扰信号)。
若天线增益为Ga.高频头增益为Cr.连接电缆衰减为LF,则天线入口处的干扰电平为:
Pi=PI+Lf--Ga-Gr(dB)
LNB输入中频,频谱示意图如下图所示。
确定了干扰电平的大小,就可根据现场环境和具体情况来进行调整了,采取适当的方法来解决干扰问题。具体方法有以下几种:
1.寻找屏蔽
寻找屏蔽即寻找干扰电波的辐射死角。干扰波和卫星波都是成直线行进的,遇到障碍物就会被反射,而两种电波的差别在于干扰渡的场强是卫星波数的千万倍,卫星波如没被天线所反射,讯号就会被地表所吸收,而干扰波遇到障碍物及建筑物就会四处反射。因此找准屏蔽物和屏蔽位置,可大大降低电磁波的干扰。
2、架设防干扰网
就是在天线四周架设铁丝网,用来防止干扰波的进入。架设铁丝网时,铁丝网的高度必须超过LNB.并且不能挡住卫星信号的行进方向,示意图如右图所示。
3.防微波干扰器
在讯号进入LNB前加装一个微波滤波器,利用其特殊的材质和腔体吸收十部分微波,也可适当降低一些微波干扰。
4.自然界干扰的应对措施
下雨和下雪等天气,会对卫星接收信号造成一定的衰减。如果卫星接收天线没有完全校准,接收到的信号就比较弱,就会出现天气晴朗时可以正常接收:但遇上刮风、下雨、大雪等不良天气时便不能正常接收的情况。这时可重新调整卫星接收天线的方向,以提高卫星信号的接收质量。另外,克服雨衰等干扰,适当加大天线口径也是一种行之有效的办法。若遇大雪天气,应及时清除天线表面的积雪,这样影响就会降低。曰凌时天线的抛物面正对卫星,也正对太阳,太阳光会使高频头外壳的温度升高,易导致高频头的损害,此时,亦可暂时停止使用设备,待日凌过后再行使用。
三、小结
综上所述,卫星电视传输系统是一个复杂的系统.影响卫星电视信号传输和接收的因素也很多,特别是各种干扰的影响。因此我们必须对各种干扰源及其产生机理有一定的了解,有针对性地采取相应措施,才能确保卫星电视信号的正常接收和转播。