【正文】 線原理圖 卡塞格倫天線的工作原理：卡塞格倫天線的主反射面和雙曲面的焦點(diǎn)重合在 F 點(diǎn)上，并且位于軸線上，軸線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，由于衛(wèi)星發(fā)送來的電磁波方向和軸線方向平行，當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射的電磁波到達(dá) 時(shí)，首先由主反射面將電波進(jìn)行反射到副反射面，再由副反射面發(fā)射到饋源上并且聚焦于饋源上，饋源的位置位于副反射面的另一個(gè)焦點(diǎn)上。 4． 高頻頭 （ 1）室外單元的功能 衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的室外單元，又稱之為 高頻頭，它的位置是在室外衛(wèi)星電視接收天線的饋源之后。 衛(wèi)星電視接 收系統(tǒng)的室內(nèi)單元 室內(nèi)單元又稱衛(wèi)星電視接收機(jī)，通常是指衛(wèi)星電視接收裝置中放置于室內(nèi)的那一部分。 圖 模擬衛(wèi)星電視接收機(jī)的基本組成框圖 21 圖中各個(gè)部分的主要作用和信號(hào)流程簡(jiǎn)介如下： （ 1）電子調(diào)諧選臺(tái)器 其主要功能是從室外單元通過射頻電纜送來的第一中頻信號(hào)（ 950～1450MHz 或 950～ 2150MHz 等）中選出所要接收的某一衛(wèi)星電視頻道的頻率，并將它轉(zhuǎn)換成固定的第二中 頻頻率（通常是 ），送給后面的中頻放大與解調(diào)器。 由衛(wèi)星接收天線接收的數(shù)字衛(wèi)星電視信號(hào)，經(jīng)高頻頭進(jìn)行下變頻得到頻率較低的第一中頻信號(hào)，通過射頻電纜送給數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)。 （ 2）信道解調(diào)和解碼 該模塊對(duì)應(yīng)于發(fā)射系統(tǒng)的信道解碼模塊，其功能是對(duì)輸入的零中頻的 23 模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，并進(jìn)行載頻和時(shí)鐘的恢復(fù)，校正在模數(shù)轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生誤差，產(chǎn)生正確的抽樣值。音頻解碼恢復(fù)出的信號(hào)也是數(shù)字形式，也通過 D/A 變換器將它轉(zhuǎn)化成模擬的音頻信號(hào)，送給電視機(jī)重現(xiàn)伴音。 24 衛(wèi)星電視接收技術(shù)的發(fā)展 略 主要內(nèi)容有： C 波段向 KU波段過渡； 模擬向數(shù)字過渡； 調(diào)制器有 高頻 (直接 )調(diào)制和中頻調(diào)制 兩種方案 ,在中高檔調(diào)制器中常使用后者。在全頻道有線電視系統(tǒng)中 ,可以用 VU 轉(zhuǎn)換器把 VHF 的電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為 UHF 的電視信號(hào)。 26 一次變頻頻道轉(zhuǎn)換器 二次變頻頻道轉(zhuǎn)換器 頻道處理器 有兩種類型 ,即外差型和解調(diào) 調(diào)制型。其作用往往是用于改善原射頻信號(hào)中電視信號(hào)的品質(zhì)。 NF 比較大。對(duì)應(yīng)電纜衰減量的變化來控制放大器的增益，它是自動(dòng)電平控制的一種方式。 根據(jù)實(shí)際的用途，前端的設(shè)計(jì)可有多種，但都應(yīng)具備上述的功能。 介質(zhì)絕緣層的作用 是絕緣與支撐，但它的存在也形成了對(duì)電磁波傳輸?shù)淖璧K作用。 5)回路電阻 回路電阻是指單位長(zhǎng)度內(nèi)外導(dǎo)體形成回路的電阻值，通常以 ?/km 表示 回路電阻小，則在對(duì)放大器供電時(shí)就能多供幾個(gè)放大器工作。 又稱它為定向耦合器 。 lg ( )lg ( )1010indou tincBRPL dBPPL dBP?? 37 圖 均衡器的原理圖 L C1組成串聯(lián)諧振， L C2組成并聯(lián)諧振電路，這兩個(gè) LC 諧振電路是阻抗互為倒置的網(wǎng)絡(luò)，諧振頻率均在信號(hào)的高頻端。它多 38 用于放大器的輸入端 和輸出端，調(diào)節(jié)并控制放大器的輸入，輸出電平、也可以改善其阻抗特性。選擇放大器，要根據(jù)干線的傳輸距離、系統(tǒng)的上限頻率、環(huán)境溫度的變化及投資建設(shè)等不同的要求來確定。自動(dòng)電平控制放大器的結(jié)構(gòu)方框圖如圖 所示：從分支器取出的一部分信號(hào)，經(jīng)過兩個(gè)帶通濾波器將低導(dǎo)頻信號(hào)和高導(dǎo)頻信號(hào)分離出來，再經(jīng)過各自的放大、檢波、比較放大，分別控制可變衰減器和可變均衡器，保持各頻率電平基本不變，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電平的控制。 （２）干線放大器的增益是可調(diào)的。也可以在前端或干線中的任何一點(diǎn)集中供電，所謂集中供電就是通過同軸電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離供電。 （ 1）干線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與路由選擇 有線電視的線路結(jié)構(gòu)有樹枝型、星型和兩者結(jié)合型等。 （ 2）干線放大器的間距與級(jí)數(shù) 信號(hào)在干線中傳輸?shù)膿p耗由放大器來補(bǔ)償，兩個(gè)干線放大器之間的距離與放大器的增益有關(guān)，還與傳輸干線使用的電纜衰減特性及傳輸信號(hào)的上限頻率有關(guān)。因而要選用損耗較低的同軸電纜來減少放大器的串聯(lián)級(jí)數(shù)。 例題 以下圖為例來計(jì)算 M 點(diǎn)和 N 點(diǎn)的電平值。光信號(hào)在光纖傳 輸中的各種損耗包括：吸收損耗、散射損耗、凸凹散射損耗、彎曲損耗、連接損耗以及與器件的耦合損耗等，如下圖所示。 （ 5）光纖傳輸質(zhì)量高。光檢測(cè)器用于光接收機(jī)，主要有兩種，即 PINPD光二極管（ PIN Photo Diode，簡(jiǎn) 稱 PINPD）和 APD光二極管（ Avalanche Photo Diode，簡(jiǎn)稱 APD）。 CATV 用 AMVBS 光發(fā)射機(jī)主要有兩種類型：一種是直接調(diào)制方式；另一種是外調(diào)制方式。 三、光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)備概述 1．光發(fā)射機(jī) 光發(fā)射機(jī)的組成 光發(fā)射機(jī)是將電信號(hào)變成光信號(hào)的設(shè)備。 （ 1）使用自然發(fā)光的二極管（ Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱 LED）； （ 2）受激發(fā)的激光二極管（ Laster Diode，簡(jiǎn)稱 LD）。 （ 3）光纖頻帶寬，傳輸容量大。 光纖主要有兩個(gè)特性指標(biāo)：一是損耗，二是色散。 N t 是將 Ft 轉(zhuǎn)化為分貝數(shù)。干線傳輸系統(tǒng)主要性能參數(shù)如表所示： 干線傳輸系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)： 項(xiàng)目 主要性能參數(shù) 備注 載 噪比（ C/N） ≥ 46dB 交擾調(diào)制（ GM） ≥ 52dB 中型系統(tǒng) ≥ 56dB 大型系統(tǒng) 信號(hào)交流聲比（ HM） ≥ 46dB 回波值（ E） ≤ 7% 干線傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，為補(bǔ)償電纜的衰減，需要級(jí)聯(lián)若干臺(tái)干線放大器，每臺(tái)放大器本身會(huì)產(chǎn)生一些噪聲，而且前面的噪聲與信號(hào)一起被后面的放大器放大，使噪聲在干線中被積累和疊加。 路由選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況，如道路情況、用戶情況及系統(tǒng)信號(hào)特性等問題綜合來考慮。 1）． 干線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 信號(hào)在電纜中傳輸是要衰減的，傳輸距離越遠(yuǎn)，衰減量越大；電纜的頻率特性又使頻率越高的信號(hào)衰減的程度越大。 41 3． 干線放大器的供電 放大器是一個(gè)有源的器件，干線放大器被安裝在干線傳輸?shù)耐局?，因此供電也是一個(gè)大的問題。橋接放大器的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示： 圖 橋接放大器框圖 干線放大器的特點(diǎn) 由上述幾種類型的放大器可以看出，放大器有如下的幾個(gè)特點(diǎn)： （１）干線放大器是一個(gè)寬帶放大器。 （ 2）自動(dòng)電平控制（ ALC）干線放大器 自動(dòng)增益（ AGC）放大器，只能控制增益，而自動(dòng)斜率（ ASC）放大器也只是在增益控制的基礎(chǔ)之上作一定程度的斜率補(bǔ)償。針對(duì)這兩個(gè)方面，干線放大器的任務(wù)不僅要彌補(bǔ)信號(hào)的平均損失，同時(shí)也要注意溫度和頻率的影響，所以一般高性能的干線放大器具有自動(dòng)增益控制（ AGC）和自動(dòng)斜率控制（ ASC）實(shí)現(xiàn)溫度和頻率的自動(dòng)補(bǔ)償。 衰減器的電路結(jié)構(gòu)如圖 所示，它有不同的電路結(jié)構(gòu)， T 型、 H 型、π型、 O型、橋 T 型以及橋 H 型等，它們均由電阻組成，而且電路是對(duì)稱的，輸入端和輸出端可以互相對(duì)換。 分支器的主要性能指標(biāo)有插入損耗 Ld、分支損耗 Lc、相互隔離度 S 和反向隔離度Sr 等 ,其中 : 其它 無源器件 衰減器、均衡器、輸出口等 P5455 附： （ 1）均衡器 在有線電視系統(tǒng)中，電纜對(duì)傳輸信號(hào)的衰減量與信號(hào)頻率的平方根成正比，即電纜的衰減隨著信號(hào)頻率的升高而增加，均衡器則是對(duì)同軸電纜的衰減特性進(jìn)行頻率補(bǔ)償，也就是說均衡器是一個(gè)與電纜頻率特性相反的衰減器，對(duì)較低頻率的信號(hào)衰減較大，而對(duì)較高頻率的信號(hào)衰減較小。 4） 電壓駐波比 電壓駐波比（ VSWR）又稱駐波比，它反映了阻抗匹配的狀況。見 P49. 3）溫度系數(shù) 同軸電纜的衰減量隨溫度的變化而變化，優(yōu)質(zhì)電纜的衰減值的溫度變化量大約為%～ %（ dB） /℃，即溫度變化 1℃衰減值變化 %～ %（ dB）。它是由內(nèi)導(dǎo)體（芯線）、絕緣層、外導(dǎo)體（屏蔽網(wǎng)筒）及護(hù)套由里向外層層組合而成。 前端類型與組成形式 ? 傳統(tǒng)的有線電視系統(tǒng)前端的主要功能如下所述。同時(shí)，由于干線可能長(zhǎng)達(dá)幾千米，電纜中傳輸?shù)碾娨曅盘?hào)的衰減和幅頻特性的傾斜都要發(fā)生變化。 (1) 天線放大器 對(duì)于天線放大器，輸出信號(hào)可達(dá)到 Sa≤ 57~60dBμ V ●寬帶型天線放大器 同時(shí)接收幾個(gè)頻道，噪音系數(shù)較小，約 2dB ●頻道型天線放大器 一般可由寬帶天線放大器 +頻道濾波器構(gòu)成，或采用參差調(diào)諧放大器。 解調(diào) 調(diào)制型頻道處理器主要用于通過微波中繼的超大型系統(tǒng) ,而一般常用的是外差型。 一次變頻的頻道轉(zhuǎn)換器的原理框圖示如下。采用增補(bǔ)頻道進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)需要 UZ 轉(zhuǎn)換器。根據(jù)組成的有線電視系統(tǒng)的不同 ， 有選擇的使用以上的設(shè)備來構(gòu)成前端 。 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字衛(wèi) 星接收機(jī)的整機(jī)構(gòu)成芯片數(shù)量越來越少。按照 MPEG2 的解碼算法分別對(duì)壓縮的 視頻碼流和音頻碼流進(jìn)行編碼，從而得到正常的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)碼流。該基帶信號(hào)可直接送到后面的數(shù)字解調(diào)和解碼電路進(jìn)行處理。其基本功能是將室外單元通過射頻電纜傳送下來的第一中頻信號(hào)（ 950～ 2150MHz），經(jīng)本機(jī)變換器處理后輸出視頻和音頻信號(hào)，提供給用戶的電視機(jī)、監(jiān)視器或其他調(diào)制轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。模擬衛(wèi)星電視接收機(jī)通常包括以下幾個(gè)部分：電子調(diào)諧選臺(tái)器、中頻放大與解調(diào)器、圖像信號(hào)處理器、伴音信號(hào)解調(diào)器和射頻調(diào)制器。為了克服不同長(zhǎng)度電纜對(duì)直流供電產(chǎn)生不同壓降的影響，保證高頻頭各級(jí)電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定，并抑制外部干擾，在高頻頭內(nèi)部要增加一個(gè)二次穩(wěn)壓電路。 圖 偏饋天線的示意圖 偏饋天線并不是故意將饋源位置放偏，而是將拋物面天線的反射面截取一部分作為天線的反射面，饋源的相位中心仍在原拋物面的焦點(diǎn)上，但饋源的最大接收方向指向偏饋反射面的中心。所以，當(dāng)天線的軸向?qū)?zhǔn)衛(wèi)星時(shí)，能獲得電波能 量的最大值。如圖 所示， 圖 衛(wèi)星電視地面接收站的基本組成 室外部分主要有天饋系統(tǒng)和高頻頭組成，天饋系統(tǒng)包括拋物面接收天線、饋源、波導(dǎo)變換器等組成；室內(nèi)部分主要是衛(wèi)星電視接收機(jī)和接收終端組成。特別是我國(guó)幅員遼闊，地域復(fù)雜，用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器就能均勻地覆蓋整個(gè)國(guó)土。如廣播電視大學(xué)的遠(yuǎn)程教學(xué)接收點(diǎn)或一些單位的辦公大廈等。其特點(diǎn)是 13 設(shè)備移動(dòng)性好，方便靈巧。僅從理論上分析，有三顆衛(wèi)星可進(jìn)行全球通信覆蓋。 再看阻抗方面，由于 A、 B 兩點(diǎn)的對(duì)地阻抗均為 150 歐，那么合成在一起后， A 點(diǎn)的阻抗應(yīng)為兩饋電點(diǎn)的并聯(lián)值即 150/2=75 歐，所以阻抗也是匹配的。 不對(duì)稱 U 型環(huán)平衡變換 如圖 2 所示，它由兩段特性阻抗均為 75 歐的同軸線構(gòu)成，其中一段為 λ/4 ，另一段為 3λ/4 ，兩段同軸線的內(nèi)導(dǎo)體分別與半波振子的兩臂 A、 B 相連，另一端與主饋電纜相連于 C 點(diǎn)，可見主饋線到振子兩饋電點(diǎn)路徑的波程相差為 3λ/4 λ/4=λ/2 ，即兩饋電點(diǎn)的信號(hào)電壓大小相等，方向相反。為了表征和測(cè)量天線系統(tǒng)中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，人們建立了 “ 駐波比 ” 這一概念， SWR=R/r=(1+K)/(1K) 反射系數(shù) K=(Rr)/(R+r) (K 為負(fù)值時(shí)表明相位相反 ) 式中 R 和 r分別是輸出阻抗和 輸入阻抗 。當(dāng)功率密度下降一半，場(chǎng)強(qiáng)則相應(yīng)地降至 倍。以天線為原點(diǎn)，向各方向作射線，在距離天線同樣距離但不同方向上測(cè)量輻射（或接收）電磁波的場(chǎng)強(qiáng)， 使各方向的射線長(zhǎng)度與場(chǎng)強(qiáng)成正比，即得天線的三維空間方向分布圖。 天線通過傳輸線與發(fā)射機(jī)相連，天線作為傳輸線的負(fù)載，與傳輸線之間存在阻抗匹配問題。由于對(duì)于 RF 信號(hào)頻率高不宜處理，一般多采用中頻處理方式。這一技術(shù)現(xiàn)在只在一些小型自辦電視臺(tái)中使用如學(xué)校，廠礦 對(duì)節(jié)目數(shù)要求不高的場(chǎng)合。 VoIP 最大的優(yōu)勢(shì)是能廣泛 地采用 Inter 和全球 IP 互連的環(huán)境，提供比傳統(tǒng)業(yè)務(wù)更多、更好的服務(wù)。 可擴(kuò)展成多媒體寬帶網(wǎng)，提供多種服務(wù)業(yè)務(wù) 作為一個(gè)已進(jìn)入千家萬(wàn)戶的大型寬帶網(wǎng)絡(luò)，通過對(duì)有線電視系統(tǒng)進(jìn)行必要的擴(kuò)充和 實(shí)施以雙向化為代表的技術(shù)改造 。 用戶接收的電視節(jié)目數(shù)量顯著增加 頻譜資源獲得充分利用 有線電視系統(tǒng)本身是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。然而對(duì)有線電視臺(tái)來說，則可以通過選用高增益天線，增加天線放大器、加高接收天線高度和選擇合適的位置安裝天線等措施提高接收信號(hào)的質(zhì)量，再通過有線電視系統(tǒng)傳輸給用戶，從而改善了處于不利地理位置和接收環(huán)境下用戶的收視效果 進(jìn)而擴(kuò)大了電視的覆蓋范圍。 從而取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 電磁波的發(fā)射與接收 天線的可逆 水平與垂直極化波的天線位置 二、信號(hào)的分貝表示 分貝的定義 使用分貝的好處 三 電平的表示 相對(duì)電平 絕對(duì)電平 幾種絕對(duì)電平的單位 3 如 dBmW dBuV 及 0dB 10dB 20dB 的含義 四 噪聲 信噪比 與噪聲系數(shù) 信噪比 =10lg(S/N)=SN 2/載噪