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 第一章 电视基础知识
 第二章 彩色电视制式与彩色电视信号
 第三章广播电视系统
 第四章 有线电视系统
 第五章 数字电视与高清晰度电视
   第三章 >>第六节 电视信号的无线传输及扩大电视覆盖范围的方法 帮助



1. 电视信号的传播特性
2. 扩大电视覆盖范围的几种方法



3.6.1  电视信号的无线传输
3.6.2  扩大电视覆盖范围的方法

 
3.6.1 电视信号的无线传输
  1.电视信号的传播特性
       (1)视距传播

      电视信号属于超短波段,频率高,波长短,传播方式主要为空间波传播,沿直线方向传播到直接可见的地方,即视距传播。
    视距(最大直视距离)与发射天线和接收天线的高度有关。设发射天线和接收天线的高度分别为h1和h2,则视距d为式中,h1和h2以m为单位。实际上,大气层对电波会有一定的折射作用,从而会改变视距的大小。在正常折射时,有效传播距离d/比视距会稍远些,近似为

       (2)多径传播。
      电视信号经地面或遇到障碍物(如大建筑物等)会产生反射,直射信号和反射信号在接收天线上相互干扰,形成多径传播。多径传播的结果表现为重影(右重影)。

       (3)绕射传播。
      电视信号的绕射能力很弱,特别是UHF频段,几乎没有绕射能力。因此,在高大障碍物后面常常会形成“阴影区”。在“阴影区”,电视信号的接收质量较差。

  2.电视信号场强的估算 电视接收质量与接收到的电视信号的场强有关。离电视台越近,电视信号的场强越大。接收场强与图像质量的对应关系如表3-5所示。由表可知,要保证接收图像质量,电场强度要在54dBμ(YHF)或66dBμ(UHF)以上。

      接收点场强估算:
      式中,P为发射台辐射功率(kW);G为与半波振子天线增益之比的相对增益;r为收发问距离(km);λ为工作频带中心频率波长(m);h1和h2为发收、天线高度(m)。由于地球是一个球面,在实际中,估算电视信号场强时还要乘以球面修正系数。此外,场强在市区和郊区有很大差别,估算时也要加以考虑。
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3.6.2 扩大电视覆盖范围的方法
      电视广播的覆盖面主要限制在视距范围内,虽然提高发射天线的高度可以扩大广播的服务范围,但确实有限的。目前实现远距离传输的常用方式主要有三种:微波中继、电视差转和卫星电视广播。
  1.微波中继
      微波中继又称微波接力,它是在电视广播传送途中,建立许多微波中继(接力)站,用微波把电视信号一站一站地传送。每个接力站把前一站送来的微波信号接收下来,经过放大并变换载波频率再传向下一站。在平原地区,通常每隔50km设置一个接力站。
      微波接力信道由端站、中继站及传输空间构成,如图3-23所示。

      微波接力的结构
      端站是指在整个接力线路的两端,它只有一个传输方向,是通信线路的始点和终点。端站主要由电视调制解调器、微波收发信机和天线系统组成。如图3-24(a)所示。收发共用同一副抛物面天线,采用不同频率和不同的极化方式。
    中继站的主要作用是放大所传输的电视信号,补偿信号在传输过程中的衰减,同时还要向两个方向转发信号,将受到的信号经过变频、放大等处理再送至下一个接力站。中继站一般装有两部收发信机,对两个方向都有收、发功能,因此,可以把中继站看成两个端站的相背设置。中继站有两种形式,一种是枢纽站,另一种是分路站。枢纽站是需要干线分支的中继站。而分路站需要解调出所传输的电视信号,用功率分配器等把所接收的电视信号分成几路,其中一路是传向下一个微波接力站的。中继站的配置如图3-24(b)所示

      微波中继的优缺点:

  2.电视差转
      电视差转是电视差频转播的简称,电视差转的主要功能是将接收到的主台(或称骨干台)某频道的电视节目,经过差转机的频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。与中频调制器配合使用,差转机可成为一台电视发射机。如果配有摄录像设备,电视差转台可自办节目,也可转接微波干线信号或卫星广播信号。
       电视差转机一般包括接收和发射两大部分。根据工作方式和电路结构的不同,差转机可分为一次变频和二次变频、单通道发射和双通道发射等几种类型。
    (1) 一次变频单通道差转机。
      利用接收天线将主台信号接收下来,先经高放放大,再与本振产生的振荡信号在变频器中变频,输出经滤波和功放,送至发射天线,按另一频道信号辐射。如图3-25

      在一次变频差转机中,本振频率fL为接收频道和发射频道两个图像载频(或伴音载频)之差,即fL=|fPT - fPR|=|fST - fSR|。式中,fPT、fPR分别为接收和发射频道的图像载频,fST、fSR为发射和接收频道的伴音载频

      一次变频差转机电路结构简单、成本低,但易产生收发干扰。
    (2) 二次变频单通道差转机
      二次变频差转机是先将接收频道的高频信号变成中频信号,然后再由中频信号转换称发射频道的高频信号,再由发射天线发射出去。如图3-26

      二次变频差转机需要两个本振信号,且都比接收信号或发射信号高一个中频,这样,才能保证差转后的射频电视信号的频道结构不变。

      二次变频差转机的优点:本振频率高,谐波干扰小;中频频率低,中放可高增益稳定工作,便于AGC控制。但结构较复杂,成本也较高。
    (3)二次变频双通道差转机
      将图像信号和伴音信号分别进行处理的差转机成为双通道差转机, 图3-27示出了两种常见形式。
双通道差转机的特点

      图像信号和伴音信号分开处理,互调失真小
      分开处理的图像信号和伴音信号与原来的电视信号相比,频带变窄,易于处理
      对功能的要求降低
      结构复杂,造价高

  3.卫星电视广播
      利用地球同步卫星作为传递电视信号的中继站而实现的电视广播称为卫星电视广播。它是一种扩大电视覆盖范围、实现远距离电视传送的电视中继或转播方法。(包括电视直播卫星)
      卫星电视广播的优缺点:

      卫星电视广播系统主要由地面发射站和测控站、卫星星体及地面接收网等三部分组成。如图3-28所示

    (1) 卫星地面站
      卫星地面站主要指上行发射站与测控站。上行发射站有主发射站和移动站两种,其主要任务就是把电视中心的节目或某地区的实况节目送给广播卫星,同时接收卫星发回的电视广播节目,以便监视节目播出的情况和质量。上行发射站可以有多个,其中主发射站是固定的发射中心。
      测控站通常与主发射站设在一起,统称为主发控站。如图3-29所示

      其主要任务是遥测及遥控:对卫星在空间的位置、姿态及工作状态进行遥测;对测得的结果进行分析;必要时进行遥控,以保证卫星正常工作。

    (2) 卫星星体
      卫星星体是卫星广播电视系统的核心,也是技术难度最大的部分。星体主要由转发器、天线、星载电源及控制系统等组成。
      其中,转发器是完成卫星电视广播的最重要的组成部分,它有两种形式:

      一种是中频变换式,另一种是直接变换式。中频变换式是先将接收到的上行频率信号变为中频信号,经中频放大后再转换成下行频率信号,通过天线向地面发射。直接变换式是将接收到上行频率信号直接变换成下行频率信号,经放大后再向地面发射。直接变换式只经过一次频率变换,因而系统部件少,寄生信号少,可靠性高,因此,用得比较普遍。如图3-30

    (3) 地面接收网
      地面接收有三种形式。
      一种是供转播用

      它是用较大口径的抛物面天线和专业用高灵敏度卫星广播接收机,把接受到的微弱信号放大、解调后,作为地面发射机或差转机的调制信号。

      另一种是集体接收形式

      它是将卫星电视信号接收下来,把它变成中频或者UHF信号,再分配给用户,也可以把卫星电视信号解调后,再用与地面广播电视一样的调制方法调制,然后再分配给各用户。

      第三种是家庭直接接收卫星电视节目

      即个体接收形式,它是在普通家用电视机前加一个小型抛物面天线、一个室外微波头和一个室内单元。
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