陆用与船载共用天线电视系统的探讨

陆用与船载共用天线电视系统的探讨

（黎培聪广州广船国际股份有限公司511462）

摘要：本文简述了共用天线电视的基本原理、系统组成，以及陆用与船载共用天线电视系统的特征，对其共同点及不同点进行了一系列探讨。

关键词：共用天线CATV 卫星电视船载

1 概述

共用天线电视(Community Antenna Television，缩写为CATV)系统是指用一副或一组公共天线将接受到的电视信号先经过适当处理(如：放大、混合、频道变换等)，然后采用同轴电缆将信号传输、分配给各电视机用户的电视接收系统。

当今社会，电视节目已经深入生活每个角落，人们在家里可以足不出户就知晓天下事，还可以娱乐消遣时间，放松心情。船舶出海短则数周，长则一年多，甚至更久。海上的生活是一种常人无法忍受的煎熬,很有必要提供一套娱乐设施，以保持斗志和身心健康,所以几乎所有船舶都会配置CATV系统。

2 CATV系统的组成

CATV系统主要由前端系统、传输系统、分配系统三部分组成。

（1）前端系统

前端系统主要是对信号进行接受和处理。

前端系统的信号源部分主要有天线、卫星电视接受机、光缆信号源、各类摄录放像机、多媒体计算机等设备。它对系统提供视频、音频及射频信号（视频、音频等信号的混频信号）。

前端系统的信号处理部分主要有天线放大器、卫星接受器、频道变换器、衰减器、混合器以及调制解调器等。它主要对系统提供的信号进行必要的处理和控制。

（2）传输系统

传输系统主要是将前端系统输出的高质量信号可靠的传输给用户分配网络。它主要有干线放大器、光缆或同轴电缆、均衡器等。

（3）分配系统

分配系统主要是将干线传输来的射频信号分配给所有用户，并保证各用户的信号质量及各用户终端的电平衡度。它主要有同轴电缆、线路延长放大器、分支器、分配器及用户终端（即电视出口插座）等。

3 陆用与船载CATV系统特征

3.1陆用CATV系统

图1所示陆用共用天线系统图，可以看出信号源前端系统由高增天线、天线放大器、滤波器、频率变换器、自办节目、调制器、混合器、放大器等组成；用户传输分配网络由传输线路传输到各分支器及分配器组成。

3.2船载CATV系统

图1陆用共用天线电视系统图

图2 船载共用天线系统的组成

图2所示的船舶共用天线系统中，可以比较直观地看出其系统室外部分为天线，室内同电视控制器、播放机源及各分支路和用户终端盒组成。其中电视控制器集合了放大、调制、扩展、混合等功能。VCD和DVD播放机源相当于自办节目，在船舶在可以根据工作及生活所需播放一些视频节目。

共用天线系统无论是陆用还是船载，原理都是一样的，但不一定在每一个CATV系统都出现，而是视系统的大小、对质量要求的高低而定。

4 共用天线的安装与对星

4.1陆用共用天线的安装与对星

陆用天线前端一般建在网络所在的中心地区，且设在比较高的地方，这样既可避免某些干线传输太远造成传输质量下降，又有利于卫星信号和微波信号的接收。

卫星电视接收天线在实施安装之前，须根据卫星的经度和接收站的地理经纬度确定天线的仰角、方位角，以便选择站址，并使天线迅速对准卫星。天线的仰角、方位角其计算公式在相关刊物上多有介绍，在此不例举了。陆用天线可以根据计算出来的仰角、方位角进行天线的安装，确定指向。

陆用天线安装确定指向后，一般都是不会改变的，而船载卫星电视天线与普通的陆用卫星天线有着本质的不同，因为船舶是移动的，这就是船载卫星电视天线的本质区别所在，所以在对于船用卫星电视天线的选择是需要首先了解船舶航行的区域的。如果船舶是进行全球航行的，则在航行到特定区域时是需要对卫星天线进行调整的。为了提高船用卫星电视天线的卫星捕捉能力，常将GPS定位信号引入卫星电视天线。

4.2船载共用天线的安装与对星

船用天线同样安装用船舶的较高位置，一般都位于罗经甲板上，以便于接收到卫星信号。

船舶始终处于航行、漂泊的动态，陆地上的固定卫星通信设备无法在船舶使用。只有专用的移动船载卫星天线，才能够自动搜索、自动跟踪卫星信号，实现船舶无阻碍地接收电视节目。

船载天线系统从结构上，可分为稳定系统和自动捕获跟踪系统两大部分。稳定系统是通过传感器、计算机软件、天线驱动机构和步进电动机，随时调整天线座姿态，使天线一直处于一个稳定的基础上；自动捕获跟踪系统是根据GPS天线提供的运动物体的实时纬度、传感器提供的航偏角，通过计算机运算后，指示天线驱动机构和步进马达，迅速捕获目标卫星。捕获到卫星后，再进行“和波束”极大值判断或“差波束”极少值判断，保证天线波束始终对准卫星，对卫星进行持续跟踪。

可以说船载CATV系统实现的智能化，其产品综合了微波天线，伺服跟踪系统，数字电子线路，自动控制，以及计算机应用软件等方面的技术，实现了天线自动搜素，以及高精度的实时跟踪，保证在移动环境下，依旧可以接收到信号源。

5 卫星电视频道划分

5.1系统工作原理

电视节目由电视台通过卫星地面发射站，用定向天线通过上行频率向太空中的卫星发射电视信号，卫星转发器接收到来自地面的电视信号后，经过放大、变换等一系列处理，再用下行频率向地面服务区转发电视信号。这样，服务区众多的地面卫星接收站便可接收到电视台发出的电视节目。

5.2电视频段

卫星转发器发射的信号可以是C波段，也可以是Ku波段。卫星地面接收天线的作用是接收从空间传播到地面的微弱的卫星信号，并还原成高频电流，而后送至接收机进一步放大和处理，最终在电视机上获得图像和伴音。

目前各国卫星电视普遍采用C频段（3.7～4.2GHz）和KU频段（11.7～12.75GHz）。相对C频段，KU频段的特点是频率高、频率范围宽、信道容量大，是卫星电视的优选频段。卫星发射KU频段到地面，其功率通量密度不受限制。加上信号波长短，同样口径天线的增益要比C频段高，这也是世界各国卫星电视的发展方向。

5.3电视频道

为了充分利用频段内的无线电频率，防止相互干扰，每个频段又分成若干频道。如果不采用数字视频压缩技术，由于每两个相邻频道之间的信号频带就相互重叠，形成相互干扰。因此，邻国或相邻地区之间，常采用不同频道和不同极化方式进行卫星电视广播，以削弱相邻频道之间的相互干扰。各国电视频道都不一样，因而采用的制式也不一致。我国在电视频道上规定每8MHz为一个频道所占用的带宽。目前已规定“Ⅰ”频段划分为5个频道；“Ⅲ”频段划分为7个频道；“Ⅳ”频段划分为12个频道；“Ⅴ”频段划分为44个频道。总共在甚高频（VHF）段有12个频道；在特高频（UHF）段有56个频道，其具体频率可参阅相关手册。

现在电视频道成千上万，每个地区会根据实用需要结合本地特性去选择相关频道。而船载卫星电视也不必要接收过多的频道，一般要求能接收十多个频道就可以满足生活娱乐需求了。

6 结束语

随着全球信息化的飞速发展，尤其是人们生活水平的提高，精神生活的要求也随之增加，必将加快电视的发展给我们的生活带来巨大的变化。

参考文献

【1】彭明全，有线电视技术教程．电子工业出版社，1999-5

【2】陶宏伟，有线电视技术.电子工业出版社，2007

【3】中国船级社，钢质海船入级规范.第4分册. 北京：人民交通出版社，2009

【4】李海凤，船舶通信与导航．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.2

【5】船舶设计实用手册.电气分册/中国船舶工业集团公司北京：国防工业出版社，2013.8

作者简介：黎培聪（1982.4），本科，从事船舶电气设计工作