- •Оглавление
- •Спутниковое телевидение
- •1.1Стабилизация положения спутника на геостационарной орбите
- •1.2Структура спутников-ретрансляторов телевизионного вещания
- •1.3Антенны спутника-ретранслятора
- •1.4Приемопередающий блок спутника-ретранслятора
- •1.5Некоторые параметры типового спутника-ретранслятора
- •2Терминология, определения
- •2.1Структура ретрансляции телевизионного сигнала по спутниковым каналам
- •2.2Потери при распространении электромагнитных волн от спутника к Земле и обратно
- •2.3Плотность потока мощности и эквивалентная изотропная излучаемая мощность
- •2.4Требования к равномерности спектра передаваемого телевизионного сигнала.
- •2.5Преимущества телевизионного вещания на свч через спутники-ретрансляторы
- •2.6Правовые вопросы телевизионного вещания по спутниковым каналам
- •2.7Распределение частотных диапазонов для спутников-ретрансляторов
- •2.8Индивидуальный и коллективный прием спутникового телевизионного вещания
- •2.9Спутники фиксированных средств связи — распределительные спутники фсс
- •2.10Передача телевизионной цифровой информации по спутниковым каналам
- •3Телевизионные сигналы, передаваемые по спутниковым каналам
- •3.1Способы модуляции при передаче телевизионной информации по спутниковым каналам
- •3.2Частотная полоса сигнала яркости
- •3.3Частотная полоса спутникового телевизионного канала
- •3.4Цифровая обработка аналогового сигнала
- •3.5Преобразование аналогового сигнала в цифровой
- •3.6Коды кодирования источника информации
- •3.7 Коды кодирования данных канала
- •3.8Свертка, сверточный код (convolution code)
- •3.9Квадратурная фазовая манипуляция 4-фм (qpsk). Квадратурная амплитудная манипуляция кам (qam)
- •3.10Основной принцип преобразования аналогового сигнала в цифровой код
- •3.11Частота дискретизации (частота отсчетов, выборок) видеосигнала
- •3.12Уровень отношения сигнал /шум для звукового сигнала в цифровом коде
- •4Устройства для приема со спутников-ретрансляторов
- •4.1Выбор устройств для приема со спутников-ретрансляторов
- •4.2Состав и назначение узлов внешнего блока приемного устройства
- •4.3Преобразователь (конвертер) частот: смеситель, гетердин, предварительный усилитель сигналов промежуточных частот
- •4.4Особенности внешнего блока для приема телевизионной информации, передаваемой цифровым способом
- •5Антенны для приема со спутников-ретрансляторов
- •5.1Требования, предъявляемые к антеннам для приема со спутников-ретрансляторов
- •5.2Основные определения параболоидных антенн для приема электромагнитных волн свч
- •5.3Основные параметры антенн для приема со спутников
- •5.4Наиболее распространенные типы параболоидных антенн для приема со спутников
- •5.5Антенны с передним питанием — прямофокусные, осесимметричные
- •5.6Направленные свойства параболоидных антенн
- •5.7Неосесимметричные (офсетные) антенны
- •5.8Активные фазированные антенные решетки (афаРы)
- •5.9Сферические антенные системы
- •5.9Первичные облучатели
- •5.10Требования, предъявляемые к собственной диаграмме направленности первичного облучателя
- •5.11Влияние положения первичного облучателя на направленность излучения антенны
- •5.12Поляризаторы электромагнитных волн
- •6Малошумящий предварительный усилитель сигналов свч
- •6.1Общие положения
- •6.2Требования по превышению уровня сигнала над уровнем шума
- •6.3Способы минимизации коэффициента шума
- •6.4Коэффициент усиления предварительного усилителя
- •6.5Структура предварительного малошумящего усилителя сигналов свч
- •6.6Особенности применения полевых арсенид-галлиевых свч транзисторов в малошумящем усилителе
- •7Преобразователь-конвертер внешнего блока
- •7.1Назначение
- •7.2Диоды в смесителе сигналов диапазона свч
- •7.3Физические процессы смешивания при частотном преобразовании сигналов
- •7.4Однодиодные смесители
- •7.5Двудиодные балансные смесители
- •7.6Смесители на транзисторах
- •7.7Гетеродин
- •7.8Усилитель сигналов промежуточных частот
- •7.9Результирующие коэффициенты шума и усиления внешнего блока
- •8Спутниковый телевизионный приемник аналоговых сигналов
- •8.1Основная структура
- •8.2Повышение помехоустойчивости чм сигналов при применении частотных демодуляторов
- •8.3Параметры и помехоустойчивость частотных демодуляторов
- •8.4Типовые, традиционные чм демодуляторы Частотный демодулятор с двухтактным дискриминатором на двух взаимно расстроенных контурах
- •8.5Частотные демодуляторы с фапч для выделения цифрового сигнала
- •8.6Частотно-обрабатывающие цепи видеосигнала и сигнала звука
- •8.7Способы выделения сигнала звукового сопровождения и другого звукового "материала"
- •8.8Недостатки аналоговых систем телевизионного вещания по спутниковым каналам
3.2Частотная полоса сигнала яркости
В общепринятых системах цветности SECAM и PAL число строк в кадре соответственно равно 625 и 525. Следовательно, достижимое максимальное разрешение по вертикали составляет 625 и 525 элементов. По горизонтали логично иметь такое же разрешение, как и по вертикали. Формат изображения современных телевизоров 4:3 или 16:9 и количество элементов по горизонтали равно 625x4/3=833. Если принять во внимание, что на экране телевизора видно только 575 строк из 625, то разрешение по горизонтали составляет 575x4/3=765 элементов. Нужно учесть, что кадр состоит из двух полукадров (полей), которые меняются с частотой 25 раз в секунду (25 Гц). Максимальное количество элементов в каждом кадре составит 625x833x25=13015625. Это количество элементов нужно передавать каждую секунду, что со- ответствует частоте 13 МГц.
В общем случае выполняется следующее соотношение: разрешение в элементах по горизонтали деленное на 128 соответствует полосе пропускания в МГц, т. е. 833: 128=6,5 МГц.
Однако необходимо учесть, что одно колебание может вызвать различную градацию яркости двух элементов. Например, соседние элементы изображения можно получить белыми и черными при одном колебании. Поэтому предельная частота сигнала яркости составляет 6,5 МГц (для системы PAL — 5,25 МГц). Ясно, что для передачи изображения крупных деталей нужны более низкие частоты. Частота сигнала яркости при передаче изображения самых крупных деталей и самых мелких изменяется в полосе от 10 Гц до 6,5 МГц.
3.3Частотная полоса спутникового телевизионного канала
Для ретрансляции через спутники в диапазоне частот от 11,7 до 12,5 ГГц девиация частоты видеосигнала составляет +6,0 МГц. Такая относительно небольшая величина девиации необходима для размещения в выделенном частотном диапазоне возможно большего количества частотных каналов и, с другой стороны, эта ширина полосы обеспечивает передачу всех высокочастотных сигналов, формирующих мелкие детали изображения. В диапазоне 11,7...12,5 ГГц передачи ведутся со спутников НТВ, которые создают большую плотность потока мощности. Поэтому необходимое отношение сигнал/шум на выходе частотного демодулятора для приема изображения хорошего качества получают за счет высокого отношения несущая/шум на его входе.
В диапазоне частот 10,7...11,7 ГГц ретранслируют телепередачи спутники ФСС. Мощность их передатчиков ограничена из-за работающих в этой полосе частот радиотелефонных, радионавигационных и других служб, для которых при значительной мощности передатчиков спутника ФСС будет создаваться недопустимый уровень помех. Так как мощность передатчиков спутников ФСС примерно меньшая в 10 раз по сравнению с мощностью передатчиков спутников НТВ, то для получения приемлемого отношения сигнал/шум (на выходе частотного демодулятора в приемном устройстве) девиация частоты для ретрансляции через спутники ФСС выбрана более высокой, чем для НТВ, и составляет+15 МГц.
Частотная полоса пропускания спутникового телевизионного канала рассчитывается по приближенному соотношению:
В=(261 +2hf1)
где 2 — удвоенная девиация частоты несущей видеосигнала (от пика до пика);
f1, — самая верхняя частота несущей звукового сопровождения, называемая поднесущей, располагается выше частот видеосигнала, т. е. выше 6,0 МГц. Для поднесущих звука могут быть выбраны частоты 7,02; 7,2; 7,5; 8,2 до 9,0 МГц.
В рассчитанной по формуле (3.1) полосе частот сосредоточены все существенные составляющие спектра телевизионного частотно модулированного сигнала и, как видно, ширина ее довольно значительная, т.е. возможность снижения уровня шума требует занятия широкой полосы частот.
Ширина частотной полосы для каждого спутникового meneeuзионного канала определена BAKP: для спутников НТВ (диапазон частот 1 1,7... 12,5 ГГц, девиация +6 МГц) в 27 МГц, а для спутников ФСС (диапазон частот 105... 1 1,7 ГГц, девиация +15 МГц) в 36 МГц.