第三节 电视信号的无线传输及扩大电视覆盖范围的方法 二 扩大电视覆盖范围的方法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， 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。 中央电视台第一套节目就是通过这种方式传送到全国各地 的。 微波接力信道由端站、中继站及传输空间构成，如图 3-9 所 示。 4 图 3-9 微波接力信道的构成 端站设置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机、微波收发 信机和天线系统组成，如图 3-10（a）所示。收发共用一副抛物 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，将收到的信号 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微波接力站的。中继站的配置 如图 3-10（b）所示。 5 图 3-10 微波接力站的结构 （a）端站 （b）中继站 微波中继有以下优点： 直射性好。微波的波长非常短，在 cm 或 mm 数量级，因 此，其直射性能很好。 传输信号质量高。微波线路传送的电视信号的质量比用短 波或超短波传送的质量要高。这是由于微波的直射性好，性能稳 定，抗干扰能力强，且微波中继线路通常为专用线路。 可双向传输。双向传输可以实现中央台和地方台的各种电 视节目的双向交流，而不互相影响。 但是，微波中继也存在一些缺点，主要表现在中继站数目多， 中间环节多，中继设备复杂，造价昂贵。 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 6 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。 (1) 一次变频单通道差转机 一次变频单通道差转机如图 3-11 所示。 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 分别为接收频道 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。 图 3-11 一次变频单通道差转机图 一次变频单通道差转机电路结构简单，成本低，但由于收、 发隔离度差，容易产生收、发干扰。特别是当发射频道较低时， 本振频率也较低，其频谱成分容易落入发射频道，造成网文状干 扰，影响接收效果。 (2) 二次变频单通道差转机 二次变频单通道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成发射信道的高频信号，再由发射 天线发射出去，如图 3-12 所示。 7 图 3-12 二次变频单通道差转机图 二次变频单通道差转机的优点：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 二次变频双通道差转机是将图像信号和伴音信号分别进行处 理，如图 3-13 示出了常见的两种形式。 图 3-13 二次变频双通道差转机 8 二次变频双通道差转机特点如下： 图像信号和伴音信号分开，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； 对功率的要求降低； 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，来实现的电 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)但与 其它方式相比，它具有更多的优点： 覆盖面更大。由于同步卫星距地面很高（约 35800km） ， 相当于极大地提高了电视发射天线的高度，因此，卫星电视广播 有效地解决了电视广播的超远距离传输问题。 转播电视节目质量高。电视信号在卫星与地面站之间直接 传送，省去了中间环节，避免了地形、地物等干扰，且卫星电视 广播都采用调频制，抗干扰能力强。因此，转播的电视节目质量 较高。 费用低。要达到同样的覆盖面积，建造卫星电视广播系统 的投资只是地面中继站投资的几分之一，且工作人员大为减少。 因此，相对来讲，建造卫星电视广播系统的费用较低。 适应性强。卫星电视广播不受地理条件的限制，可以使条 9 件十分恶劣的地区 （如沙漠、 海洋等） 也能接收到电视广播节目。 效率高。卫星电视广播采用调频制，带宽宽。在相同信噪 比的条件下，比地面调幅电视广播节目节省几十倍的功率，效率 较高。 卫星电视广播系统也存在缺点，主要是卫星转发器的损坏将 会使整个系统停止工作。 此外， 卫星的寿命也较短， 一般只有六、 七年。 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 地面接收网三部分组成。 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 3-14 所示。 图 3-14 卫星电视广播系统组成 (1) 卫星地面站 卫星地面站主要指上行发射站与测控站。 10 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。 测控站通常与主发站设在一起，统称主发控站。其主要任务 是遥测和遥控，即对卫星在空间的位置、姿态及工作状态进行遥 测；对测量的结果进行分析；必要时进行遥控，以保证卫星正常 工作。 图 3-15 为主发控站简化框图。 图 3-15 主发控站简化框 (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（太阳能电池）及控 制（定位控制、热控制等）系统等组成。其中，转发器是完成卫 11 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为下行频率 信号，经过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。图 3-16 便是一种直接变换式卫星转发器的原理框图。 图 3-16 直接变换式转发器方框图 (3) 地面接收网 地面接收有三种形式。 一种供转播用，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，把接收到的微弱信号放大、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（1GHz）或者 UHF（FM）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 12 法调制，然后再分配给各地用户。 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。 应当指出，电视转播台也是一种扩大电视覆盖范围的有效方法。 它是指信号源由靠近的电视发射台或微波中继站或卫星提供的 发射台， 其组成与电视发射台类似， 但增设了接收天线和接收机。 接收机对微波中继或卫星电视信号通常要进行解调， 而对其它信 号一般不进行解调就直接差转。