衛(wèi)星地面接收站的設(shè)置

文丨鄭英蘭

1 前言

為了解決邊遠(yuǎn)農(nóng)牧地區(qū)收聽(tīng)收看廣播電視難的問(wèn)題，原廣電部和國(guó)家計(jì)委于1998年初啟動(dòng)了廣播電視村村通工程。永春縣地處山區(qū)，地形復(fù)雜，海拔高度懸殊，人口居住分散，廣播電視村村通工程建設(shè)難度大。當(dāng)時(shí)邊遠(yuǎn)的自然村主要采取“村鍋”、“村網(wǎng)”等方式，就是廣播電視部門(mén)幫助村里把衛(wèi)星接收小前端建立起來(lái)，然后村民集體籌措資金建有線電視小片網(wǎng)，自行收取維護(hù)費(fèi)，自己維護(hù)管理。無(wú)論“村村通”還是“戶戶通”，都是利用衛(wèi)星提供廣播電視公共服務(wù)，這種技術(shù)手段具有見(jiàn)效快和投資少等優(yōu)點(diǎn)。

2 衛(wèi)星地面接收站站址的選擇

要修建衛(wèi)星地面接收站，首先必須選好站址。站址選擇要兼顧兩個(gè)主要因素，第一是接收站具有盡可能大的可視范圍，既可接收衛(wèi)星廣播節(jié)目的天線的方位角和仰角范圍，便于換星調(diào)節(jié)；第二是接收站應(yīng)盡量避開(kāi)地面大的干擾源。因此，站址選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。

1）天線在正南方向東西90°范圍內(nèi)盡量開(kāi)闊，不為高大建筑物或山丘所阻擋；為了減少噪聲，改善接收結(jié)果，天線仰角比天際線電軸仰角大于5°。如果站址的北方有山頭，可充分利用北方山頭的屏蔽作用，減少干擾。2）周圍有無(wú)微波站，雷達(dá)站及其它微波干擾設(shè)備，特別要注意避免同頻干擾。同時(shí)盡量遠(yuǎn)離高壓電力線、多雷區(qū)、飛機(jī)航道或其它不安全因素。在一般情況下，要求干擾信號(hào)比最小的接收信號(hào)低30dB以上才能保證衛(wèi)星接收站的正常工作。衛(wèi)星接收干擾源主要集中在C波段和Ku波段。地面射頻干擾問(wèn)題是另外問(wèn)題，不是接收衛(wèi)星干擾，是有線電視網(wǎng)頻道設(shè)置問(wèn)題。

表1 輻射干擾源的規(guī)定值與其頻率關(guān)系

當(dāng)有轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星電視節(jié)目需要時(shí)，要注意摸清地面電視臺(tái)、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)射頻道、發(fā)射功率及覆蓋區(qū)域等具體問(wèn)題。在這種情況下，測(cè)得的不同頻率范圍內(nèi)的電磁輻射干擾的大小應(yīng)能滿足表1要求，最好用電視場(chǎng)強(qiáng)儀實(shí)測(cè)。注意：表中V2、V2：V2=50f2-6000f2在130～150MHz內(nèi)；V2=600/19f2-19000/19f2208～470MHz；3）對(duì)于3米口徑以上天線安裝位置的選擇，必須考慮基礎(chǔ)重力負(fù)荷能力。此外，有必要對(duì)可能遇到的最大風(fēng)力作出估算，加以保護(hù)。固定牽引鐵此應(yīng)裝在堅(jiān)固地方，亂大風(fēng)時(shí)，有必要把天線反射面調(diào)成與風(fēng)力方向近乎平行狀態(tài)，盡量減少受風(fēng)面積。

3 衛(wèi)星接收天線三個(gè)角度的定義和計(jì)算

選好站址后，要想使衛(wèi)星地面站接收好衛(wèi)星廣播電視信號(hào)，應(yīng)根據(jù)本地的經(jīng)緯度，首先計(jì)算衛(wèi)星接收天線仰角EL、方位角AE及極化角α，然后根據(jù)計(jì)算進(jìn)行調(diào)整。

3.1 地面站天線的仰角的定義及計(jì)算公式

它是地面站天線指向衛(wèi)星時(shí)，天線的中心軸線與水平面構(gòu)成的夾角。地面站天線仰角EL的計(jì)算公式：

式中φr：接收點(diǎn)的緯度，λr：接收點(diǎn)的經(jīng)度，λs：衛(wèi)星的接度。

3.2 地面站天線的方位角及計(jì)算公式

地面站天線方位角的定義：通常以正北為基準(zhǔn)，由于我國(guó)位于北半球，接收赤道上空的衛(wèi)星信號(hào)時(shí)簡(jiǎn)化計(jì)算，我們以正南為基準(zhǔn)，這時(shí)計(jì)算結(jié)果和正北方向差180°。當(dāng)?shù)孛嬲窘邮仗炀€對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星時(shí)，地面站所在的點(diǎn)到衛(wèi)星的視線在地面站的水平面上有一條正投影線，以地面站所在點(diǎn)的正南方向開(kāi)始，順時(shí)針?lè)较虻竭@投影線（為銳角）的角度為正的（即南偏西），從正南方向開(kāi)始沿逆時(shí)針?lè)较蛑镣队熬€（為銳角）的角度（即南偏東）為負(fù)的。

地面站天線方位角的計(jì)算公式：以正北方0°時(shí)針?lè)轿唤堑墓剑?/p>

以正南為0°時(shí)求方位角的公式：

用公式 ③計(jì)算地面站天線方位角時(shí)會(huì)出現(xiàn)AE=0、AE>0、AE<0的情況。AE=0表示天線方位為正南；AE>0表示地面站天線南偏西的度數(shù)；AE<0表示地面站天線南偏東的度數(shù)。

3.3 地面站天線線極化波極化角的定義及計(jì)算公式

位于衛(wèi)星星下點(diǎn)的接收天線的極化與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器輻射電磁波的極化要匹配，而星下點(diǎn)之外的地區(qū)的接收天線因受地面天線所在地理位置與衛(wèi)星星下點(diǎn)經(jīng)緯度差和地球曲率的影響。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器輻射極化波的極化相對(duì)接收點(diǎn)衛(wèi)星天線的極化面有一定的夾角，這個(gè)夾角稱為極化角。極化角的計(jì)算公式：

注：式②③④中的λr、λs、φr與①中的含義相同。極化角計(jì)算沒(méi)有多大實(shí)際意義，因?yàn)榻鉀Q極化角問(wèn)題主要在于調(diào)整天線高頻頭位置角度，使之該波段接收信號(hào)最佳為止就行，因?yàn)檎{(diào)試時(shí)沒(méi)有根據(jù)該角度來(lái)調(diào)。

3.4 衛(wèi)星接收天線EL、AE、α角度的計(jì)算舉例

已知泉州地區(qū)的φr=24.9°、λr=118.6°，試求出分別接收亞太Ⅳ號(hào)λs=134°，亞洲3Sλs=105.5°亞洲5號(hào)λs=100.5°三星信號(hào)的AE、EL和α角。根據(jù)已知條件編程序用電腦計(jì)算：結(jié)果如表2所示。

4 加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星接收的管理

衛(wèi)星廣播電視接收使我國(guó)農(nóng)村實(shí)現(xiàn)“村村通”提供一種立竿見(jiàn)影的途徑，但它的無(wú)序發(fā)展也會(huì)給我們的生活帶來(lái)一些隱憂。目前，覆蓋我國(guó)的境外衛(wèi)星電視節(jié)目就有100多套。其中大多數(shù)帶有宣傳目的的商業(yè)行為，也有一些帶有文化滲透的性質(zhì)，一些節(jié)目甚至宣傳不適合我國(guó)國(guó)情的觀點(diǎn)、思想，我國(guó)有些集體和個(gè)人不顧國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)，非法私自銷售安裝衛(wèi)星接收設(shè)備，如不對(duì)其進(jìn)行規(guī)范管理則很有可能損害我國(guó)民族影視文化的發(fā)展，并且對(duì)國(guó)家的安全穩(wěn)定造成很大的影響。

表2 計(jì)算舉例

5 結(jié)束語(yǔ)

早日實(shí)現(xiàn)“村村通”任務(wù)，打擊非法銷售安裝衛(wèi)星電視接收設(shè)備，造福廣大農(nóng)村，維護(hù)穩(wěn)定發(fā)展局面，提供一個(gè)良好的社會(huì)氛圍，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)保駕護(hù)航，是我們廣電系統(tǒng)廣大工作人員義不容辭的責(zé)任。

[1] 王錫勝.有線電視技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，1998（8）：34-35.

[2] 戴志賢，官春華.衛(wèi)星電視與家庭接收技術(shù).福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，1992（5）：68-69.