從廣義講,是指一種利用人造地球衛星空間電臺轉發電視廣播或發射其他資訊,供公眾直接接收的無線電通信手段。但通常僅指利用地球同步衛星轉發電視廣播信號供公眾直接接收的電視廣播業務。為此目的而發射到赤道同步軌道(也稱靜止軌道)上的地球同步衛星,稱為廣播衛星。

  衛星廣播發展簡史 自從1963年7月美國發射成功世界上第1顆同步通信衛星“同步Ⅱ號”後,衛星通信得到很快發展。隨著空間間技術的進展及衛星用大功率行波管的試制成功,到瞭20世紀70年代中期,各國開始發射實驗用的廣播衛星。1974年5月美國發射瞭“應用技術衛星-6號”。1976年1月加拿大與美國發射瞭“通信技術衛星”,定點於西經116°,進行12吉赫頻段的個體接收實驗。同年10月,蘇聯發射瞭“熒光屏”廣播衛星,定點於東經99°,進行700兆赫頻段的集體接收實驗。1978年4月日本發射瞭“實驗廣播衛星”,定點於東經110°,進行12兆赫頻段的個體接收實驗。到瞭80年代,衛星廣播進入實用階段。1985年底,在赤道同步軌道上工作的專用廣播衛星,有日本12吉赫頻段的“廣播衛星-2a”、“廣播衛星-2b”,為個體接收。蘇聯700兆赫頻段的“熒光屏”廣播衛星,服務於蘇聯西伯利亞等地區,為集體接收。有的國傢發射瞭通信和廣播綜合使用的衛星,其中有印度的“印度衛星 -1B”和阿拉伯國傢的“阿拉伯衛星”,星上都裝有2.5吉赫頻段的電視轉發器,為集體接收。1985年發射的澳大利亞綜合衛星“澳星”,星上裝有12吉赫頻段的電視轉發器,為集體接收。

  衛星同步軌道 廣播衛星是一種同步衛星,它被發射到地球赤道上空實際高度為35786千米的赤道同步軌道上。衛星運行方向與地球自轉方向相同,衛星繞地球一周的時間恰好等於地球自轉的周期23小時56分4秒。從地面看,衛星好象停留在赤道上空某一經度位置靜止不動,所以可用固定天線接收衛星廣播,不必使用復雜的跟蹤系統。如果在赤道上空的衛星同步軌道上每隔120°設一個廣播衛星,就能進行全球通信和實現全球電視廣播。如圖1。

圖1 衛星電波對地球的覆蓋示意圖

圖2 衛星電視廣播系統示意圖

  衛星廣播系統 衛星廣播系統的構成如上圖2所示,包括上行發射站和測控站、星體、接收網三大部分。

  上行站的主要任務是把電視廣播節目傳送給衛星上的轉發器,同時也接收衛星發回的電視廣播節目,以監視節目質量情況。上行站可以是一座或多座,多座上行站中的主發射站是固定的,其他可以是移動車載型的。測控站通常與主發射站設在一起,對衛星的軌道位置進行跟蹤測定,對衛星上各種設備的參數進行遙測。經計算機處理後,發出遙控指令,使衛星保持一定的軌道定位精度和天線指向精度,進行必要的操作和設備工作狀況的校正,以完成規定的任務,維持正常工作。

  星體是衛星廣播系統的核心,其主要功能是轉發上行站送來的節目信號。衛星的星載設備主要包括轉發器、天線、電源、遙測指令系統和控制系統等。轉發器的任務是把上行站送來的電視信號進行變頻,將接收頻率(也稱上行頻率)變換成發射頻率(也稱下行頻率),經過放大後,通過定向發射天線向地面發射。

  地面接收網是衛星廣播系統的最後一環,由衛星廣播服務區內大量的集體接收站或千千萬萬個傢庭個體接收機所組成。

  衛星地面接收分為個體接收和集體接收這兩種方式。個體接收是衛星廣播的高級階段,每個傢庭隻需在普通電視機前配置一臺簡單、價廉的衛星接收附加器(變頻器—調制轉換器 )和一副直徑較小的衛星接收天線,就能直接觀看衛星轉發下來的節目,省去瞭地面電視轉播發射臺或電纜分配系統的建設。為瞭實現個體接收,需要有發射功率大的廣播衛星,使地面獲得較強的電波,因此空間費用大。

  集體接收是用直徑稍大的接收天線和專用的衛星接收機接收衛星信號,經轉換後送給電纜電視系統,或送給小型發射機轉發出去,供一定范圍內的用戶接收。以集體接收為對象的廣播衛星轉發功率較小,空間費用較省。

  衛星廣播的優點 衛星廣播系統與地面廣播系統相比,有許多優點。接收赤道同步軌道上的廣播衛星轉發的信號時,由於仰角高,電波受高山或建築物阻擋少,所以衛星廣播能直接覆蓋全部國土,不需要在地面上再建設全國性的微波中繼節目傳送網,從宏觀上節省瞭建設資金。與地面微波中繼網相比,衛星廣播的傳輸環節少,不易受自然災害的破壞,接收的圖像不會出現重影。再加上寬頻帶調頻的調制方式,具有清晰度高、失真小的特點,比地面采用的殘留邊帶調幅的電視廣播質量高。衛星廣播增加瞭新聞報道的靈活性和及時性,可以利用現場已架設好的移動上行站直接把節目送往衛星。外地節目也可直接送往衛星,或由全國若幹個電視中心定時輪流地把節目送上衛星向全國廣播。

  衛星廣播的頻段 國際電信聯盟按規定把全世界劃分成3個區域,按區分配各電信業務使用的頻段。第1區包括非洲、歐洲、蘇聯的亞洲部分、蒙古以及伊朗西部邊界以西的亞洲國傢;第2區包括南、北美洲;第3區包括亞洲的大部分和大洋洲。中國在第3區。

  衛星廣播的頻段大部分是與其他的電信業務共用的,為瞭避免幹擾,國際電信聯盟規定瞭各衛星廣播頻段的最大地面功率通量密度。1979年國際電信聯盟召開瞭修訂“國際無線電規則”的世界無線電行政大會,劃分瞭各區域的衛星廣播下行(從衛星到地面) 線路使用的頻段,如表。

衛星廣播

  關於從地面向廣播衛星傳送節目的上行線路,屬於衛星固定通信業務。使用的頻段要從衛星通信上行線路的可用頻段中選取,例如,5.925~6.425、14.0~14.5、17.3~18.1吉赫等。

  

參考書目

 M.P.Brown,Compendium of Communication and Broadcast Satellites1958 to1980,IEEE Press.

 周才夫、趙金果:《衛星電視廣播地面接收站》,北京出版社,北京,1984。