電視廣播衛(wèi)星有星體、轉(zhuǎn)發(fā)器及其接收與發(fā)射天線、太陽能電源系統(tǒng)、姿態(tài)控制與軌道控制系統(tǒng)、遙測(cè)與遙控系統(tǒng)等組成。星體是整個(gè)衛(wèi)星的骨架;轉(zhuǎn)發(fā)器及其天線是電視廣播衛(wèi)星的核心;其它部分則提供一些必要的輔助功能,以保證轉(zhuǎn)發(fā)器可靠工作。
衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器作為空間中繼站,具有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)發(fā)廣播電視信號(hào)的能力。它是一部高靈敏度、寬頻帶和大(中)功率的收發(fā)信機(jī),以最低附加噪聲和失真來放大、變頻及轉(zhuǎn)發(fā)廣播電視信號(hào)。轉(zhuǎn)發(fā)器性能的好壞是決定衛(wèi)星廣播電視質(zhì)量的關(guān)鍵。
目前,在衛(wèi)星通信與廣播電視中,常用的轉(zhuǎn)發(fā)器在電路上大體有一次變頻(直接轉(zhuǎn)發(fā))和二次變頻(中頻轉(zhuǎn)發(fā))兩種方式。
一次變頻方式是轉(zhuǎn)發(fā)器將星上天線接收的上行信號(hào)6GHz(C波段)經(jīng)環(huán)行器?穴收發(fā)分離?雪輸出至低噪聲放大器進(jìn)行寬頻放大后,送變頻器直接變換成4GHz的下行信號(hào),最后經(jīng)行波管放大器進(jìn)行功率放大,由星上天線向地球轉(zhuǎn)發(fā)。
二次變頻方式的轉(zhuǎn)發(fā)器將星上天線接收的上行信號(hào)6GHz(C波段)低噪放大后,然后進(jìn)行下變頻,將上行信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào),中頻信號(hào)經(jīng)放大后,再進(jìn)行上變頻(4GHz)經(jīng)功放由星上天線向地球轉(zhuǎn)發(fā)。
一次變頻比二次變頻少一次變頻,線路簡(jiǎn)單,但是由于工作頻率高,對(duì)元器件要求高,但通信容量大,在現(xiàn)代大容量通信衛(wèi)星和廣播衛(wèi)星中得到廣泛應(yīng)用。二次變頻方式電路工作在中頻,對(duì)元器件要求不高,易實(shí)現(xiàn)高增益放大,容易實(shí)現(xiàn)AGC(自動(dòng)增益)控制,可以有效利用衛(wèi)星功率。
另外,還有一種叫做處理轉(zhuǎn)發(fā)器,其除了進(jìn)行頻率變換信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)外,還具有信號(hào)處理功能。上行信號(hào)經(jīng)過放大、變頻后,解調(diào)出基帶信號(hào)(編者注:即電視信號(hào)),轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行處理后,再進(jìn)行上變頻、功率放大后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。由于上行信號(hào)在轉(zhuǎn)發(fā)器上進(jìn)行解調(diào),尤其對(duì)于數(shù)字信號(hào),進(jìn)行數(shù)字信號(hào)再生,可以濾除上行鏈路的噪聲,避免噪聲疊加積累。
衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的參數(shù)主要有EIRP、SFD和G/T。EIRP稱為等效全向輻射功率,它代表衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射能力,其值等于天線所發(fā)射的功率與該天線增益的乘積,它表明了定向天線在最大輻射方向?qū)嶋H所輻射的功率。它是全向輻射時(shí)在這個(gè)方向上所輻射的功率的G(天線的增益)倍。名稱上“等效”也就是這個(gè)含義。它通常由衛(wèi)星公司提供,在進(jìn)行地面衛(wèi)星接收計(jì)算鏈路時(shí)使用。有時(shí)候衛(wèi)星公司還提供SFD飽和通量密度這個(gè)參數(shù),即上行載波將轉(zhuǎn)發(fā)器推到飽和時(shí),在接收天線口面所達(dá)到的通量密度。換句話說,就是為使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器單載波飽和工作,在其接收天線的單位有效面積應(yīng)輸入的功率。G/T值為轉(zhuǎn)發(fā)器的接收天線增益與接收系統(tǒng)噪聲溫度T的比值。G/T值又稱衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)或優(yōu)值其決定了衛(wèi)星接收系統(tǒng)的性能,衛(wèi)星接收天線的增益越高,系統(tǒng)噪聲越低,其接收系統(tǒng)性能質(zhì)量越好。通常衛(wèi)星收發(fā)共用一面天線,有的衛(wèi)星使用收、發(fā)兩面天線。(編者注:若衛(wèi)星向地面幅射為多波束時(shí),衛(wèi)星便會(huì)有多面天線)
廣播電視衛(wèi)星通常工作于6/4GHz的C波段和14/12GHz的Ku波段,Ku波段的EIRP高,同等工作條件下可用較小的天線接收,但雨衰較嚴(yán)重。
摘自《衛(wèi)視傳媒》