Проектиране на антени за спътниково телевизионно приемане


Категория на документа: Други


спътник
Гаусов
QPSK, 8PSK 16APSK. 32APSK
широка-27-72 MHz
ниско
нима
DVB-T DVB-T2
наземна
мрежа
Гаусов
Рицеп
Релеев
OFDM
тясна -7 или 8 MHz
променливо
има


В DVB-S се използва енергетически ефективната квадратурна фазова манипулация QPSK в съчетание със съкратен Reed Solomon код и конволюционно кодиране с пет стойности на степента на кода. Модулацията QPSK и избраната защита от грешки осигуряват оптимално съотношение между ефективното използване на спектъра на транспондера и мощността на излъчването, което гарантира висока шумоустойчивост на системата при въздействие на смущения.

DVB е синоним на Цифрова Телевизия. Техниките за предаване заложени в DVB са прозрачни и изцяло съобразени с вида данни, които трябва да бъдат доставени до крайният потребител. Има възможност за бит-потоци с капацитет 38 Mbit/s в сателитна система или кабелен канал 24 Mbit/s за наземен канал. Цифров видео сигнал създаден в съвременно TV студио може да генерира 166 Mbit/s и този сигнал няма как да бъде пренесен през съществуващата преносна среда.Затова се прави т.нар "кодиране на източника" , което е задължително при цифровата телевизия. В DVB се използва MPEG-2 стандарта за канално кодиране. Три международни стандарта описват MPEG-2 системите, видео и аудио.Използването на MPEG-2 видео сигнал може да бъде компресиран до скорост за данни например 5 Mbit/s и при това все още може да бъде декомпресиран в приемника за получаване на изображение сходно на аналоговата телевизия. Следващата фиг 1.1 демонстрира ефекта от компресирането на данни.За DVB търсеното качество варира от SDTV ( standard definition TV) през EDTV ( enhanced definition TV) до HDTV ( high definition TV). SDTV означава образи , които (в измеренията на техническо качество) са грубо сравними с аналогово TV излъчване. EDTV е еквивалент до това , което видео инженерите в модерно студио могат да видят локално. HDTV е бъдещето на телевизионното рзпръскване с образи приближаващи се до качеството на кино- продукциите.

1.2. Спътноково разпръскване.

Спътниковите радио и телевизионни системи (СРТС) осигряват безпрепятствено предаване и приемане на радио и телевизионни програми независимо от разстоянията, сложността на релефа на местността и националните граници. Икономическата ефективност на СРТС се обуславя от възможността за приемане на сигнали от неограничен брой потребители, попадащи в зоната на обслжване на спътника; високата надеждност на спътника и малкият разход на енергия за подържането му в зададена точка на орбитата; икономичното захранване на ретланслаторите със слънчеви батерии, който използват денонощно енергията на Слънцето и др.

Спътниците се извеждат на геостационарна орбита, която представлява кръгова орбита, разположена в плоскоста на екватора на остояние 35 786 км от повърхността на Земята. Геостационарният спътник извършва един оборот околко Земята точно за едно денонощие, т.е. за същото време за което Земята се завърта около своята ос. Поради това спътникът се оказва неподвижно стоящ над дадена точка от повърхността на Земята, с което се осигурява денонощата му връзка с насочването на спътниковите и наземните антени. Благодарение на голямата височина зоната на видимост на спътника е около една трета от повърхността на Земята. Това означава, че Диаграмата на покритие върху Земята от спътника е много голяма и покрива цели континенти (Фиг.1.2). Зоната на покритие на спътника се дефинира като ,част от повърхността на Земята, от която той се вижда под ъгъл на място θ по-голям от една минимално допустима стойност (обикновенно 5°) при зададена продължителност на връзката. С отдалечаване на приемния пункт по геогравска дължина и ширина от точката на стоене на спътника, ъгълът на мястото намалява, с което се влошава и обслужването на тези райони. Малкият ъгъл на място предизвликва увеличаване на собствените шумове на приемните устройства (поради топлинните шумове, излъчвани от Земята ), а също така отслабване на приемния сигнал, вследствие на екраниращото действие на местни предмети - хълмове, здания, дървета и др.

За излъчване на телевизионни програми се използват обхватите:
- Обхват C - от 3,4 до 4,8 GHz;
- Обхват Ku - от 10,7 до 12,75 GHz.

Предвижда се също използването на обхвата Ka - от 27 до 40 GHz за разпространение на радио и телевизионни програми.

Предаването на сигналите по линията Земя-спътник (линия "нагоре") се извършва в по-високочестотен обхват от този, който заемат сигналите, предавани по линията спътник-Земя (линия "надолу" 17,3 - 18,1GHz).

Спътниковите телевизионни обхвати са разпределени на транспондери. Честотната лента на транспондера е 27 или 36 MHz. В новите генерации спътници се използват и транспондери с честотна лента 54 и 72 MHz. Във всеки един транспондер могат да се пренасят една или няколко служби (телевизионни програми). Съответно всяка една телевизионна програма освен видеосигнал има и сигнал на звуковия съпровод (монофоничен или стереофоничен до пет канала), сигнали на радиопрограми и на допълнителна информация).

Спътниците имат известен брой транспондери, които варират от няколко до десетина и повече. Във всеки един транспондер може да се пренася транспортен поток на груповият цифров сигнал, известен под названието мултиплекс, на телевизионните и радио програми. Мултиплекса може да се разглежда като контейнер, запълнен с цифров поток на няколко телевизионни програми, на радиопрограми и на други служби. Мултиплексът е основното ядро и при наземното и кабелно цифрово телевизионно разпръскване.

За разлика от аналоговото разпръскване на телевизионни програми, при което всеки оператор на програмата има свой честотен канал, при цифровото телевизионно разпръскване се появява нов оператор - на мултиплекса. Операторът на мултиплекса е разпространител (провайдер) на службите (услугите) със средствата на цифровата технология за разпръскване на телевизионни програми и услуги.

В C-обхвата се използва кръгова поляриация (ляво или дясно въртяща), а в Ku- и Ka- обхватите - линейна поляризация (хоризонтална и вертикална), като радиосигнала в следващите един след друг транспондери е с различна поляризация. Съседните транспондери се застъпват по честота.Това се вижда от фиг.1.3, на която е показано разпределението на каналите в обхвата 11,7 - 12,5 GHz съгласно световната радиоконференция WRC2000.

1.3 Обща представа за енергийните съотношения на СРПС

Поради ограничените енергийни ресурси на изкуствените спътници, които се захранват от слънчевите батерии, излъчената мощост на сигнала е сравнително ниска. Това определя неблагоприятно отношение сигнал/шум. Голямото разстояние от спътника до повърхността на земята и затихването на използваните сигнали с високи честоти още повече влошава шумовите характеристики на сигнала. Метереологичните условия - дъжд и мъгла, също влияят неблагориятно.

Освен за индивидуално приемане съобщителните спътници пренасят програмите до главните станции на кабелните разпределителни мрежи и до наземните предавателни - този тип връзки се наричат фиксирани.

Качеството на приеманите аналогови сигнали се оценява чрез отношението сигнал/шум (SNR), а на цифровите - чрез коефициентa на двоична грешка (BER - Bit Error Rate). BER е отношение на броя на погрешно приетите битове към общия брой приети битове.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Проектиране на антени за спътниково телевизионно приемане 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.