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卫星广播

卫星广播(satellite broadcasting)利用广播卫星向地面转播电视或声音广播信号,供一般公众直接接收的广播方式。自从1963年7月美国发射成功世界上第1颗同步通信卫星“同步Ⅱ号”后,卫星通信得到很快发展。到20世纪70年代中期,各国开始发射实验用的广播卫星。到80年代卫星广播进入实用阶段。

卫星广播( Satellite Radio)将无线广播数据从卫星发送到家用接收终端、车载接收终端与其他的便携式接收设备中。数据信息发送时,整个过程中不需要任何地面广播电台基站的参与。数字广播数据通过地面广播电台上传到卫星,然后再由卫星从高空中向下辐射,全面覆盖地面区域。有时,在城市中的一些区域由于无线信号构成复杂,因而可能导致卫星信号受到干扰,这时候地面转发站会将同步的数据信号直接传送给无法正常接收卫星数据的用户。因为卫星广播传输的是数字信号,因此在声音的音质上要大大优于传统的调幅或调频广播。

1997年,美国联邦通信委员会( FCC)分别授予天狼星广播公司(Sirius Satellite Radio)和XM广播公司从事卫星广播的权限。2008年7月,在美国联邦通信委员会的再次授权下,两家公司合并成为一家独立的卫星广播公司,取名为天狼星XM广播公司(Sirius XM Radio)。该公司的用户通过缴费能够从卫星广播服务中收听到数百个频道,包括音乐、新闻、访谈、体育以及文艺娱乐等节目类型。并且,很多频道都在不同的时段对一些热门栏目进行转播。大多数的频道不会对已经缴纳过服务费的用户再收取任何附加费用,但卫星广播也会在节目中加入一些冠名的商业广告,其所占比重大体与传统地面广播相同。曾经只在传统广播电台播出的节目,也都跟上了时代的潮流,移植到了卫星广播平台之中, 《霍华德脱口秀》( TheHoward Stem Show)就是一个很好的例子。由于卫星广播相比于传统无线广播占用的是不同的波段,因此用户要想收听卫星广播还需要购置专门的接收器。卫星广播接收终端分为家用、车载和便携移动等几类,价格也并不昂贵。许多汽车制造商已将卫星收音机作为新车出厂时的标准配置。当然,计算机用户完全可以通过互联网收听到卫星广播。

卫星广播接收包括个体接收和集体接收两种:个体接收系统卫星的发射功率较大,到达地面的电波较强,用直径1米以下的小型天线和简单的设备即可接收,这是卫星广播的主要形式;集体接收系统卫星的发射功率较小,地面要用较大的天线和较复杂的设备来接收。卫星广播系统由广播卫星、地面接收网、上行站和测控站组成,具有覆盖面积大,广播质量高,投资和维护费用低等特点。

自从1963年 7月美国发射成功世界上第1颗同步通信卫星“同步Ⅱ号”后,卫星通信得到很快发展。随着空间技术的进展及卫星用大功率行波管的试制成功,到了20世纪70年代中期,各国开始发射实验用的广播卫星。1974年 5月美国发射了“应用技术卫星-6号”。1976年1月加拿大与美国发射了“通信技术卫星”,定点于西经 116°,进行12吉赫频段的个体接收实验。同年10月,苏联发射了“荧光屏”广播卫星,定点于东经99°,进行700兆赫频段的集体接收实验。1978年4月日本发射了“实验广播卫星”,定点于东经 110°,进行12兆赫频段的个体接收实验。到了80年代,卫星广播进入实用阶段。1985年底,在赤道同步轨道上工作的专用广播卫星,有日本12吉赫频段的“广播卫星-2a”、“广播卫星-2b”,为个体接收。苏联700兆赫频段的“荧光屏”广播卫星,服务于苏联西伯利亚等地区,为集体接收。有的国家发射了通信和广播综合使用的卫星,其中有印度的“印度卫星-1B”和阿拉伯国家的“阿拉伯卫星”,星上都装有 2。5吉赫频段的电视转发器,为集体接收。1985年发射的澳大利亚综合卫星“澳星”,星上装有12吉赫频段的电视转发器,为集体接收。

广播卫星是一种同步卫星,它被发射到地球赤道上空实际高度为35786千米的赤道同步轨道上。卫星运行方向与地球自转方向相同,卫星绕地球一周的时间恰好等于地球自转的周期 23小时56分 4秒。从地面看,卫星好象停留在赤道上空某一经度位置静止不动,所以可用固定天线接收卫星广播,不必使用复杂的跟踪系统。如果在赤道上空的卫星同步轨道上每隔120°设一个广播卫星,就能进行全球通信和实现全球电视广播。

卫星广播系统的构成包括上行发射站和测控站、星体、接收网三大部分。

上行站的主要任务是把电视广播节目传送给卫星上的转发器,同时也接收卫星发回的电视广播节目,以监视节目质量情况。上行站可以是一座或多座,多座上行站中的主发射站是固定的,其他可以是移动车载型的。测控站通常与主发射站设在一起,对卫星的轨道位置进行跟踪测定,对卫星上各种设备的参数进行遥测。经计算机处理后,发出遥控指令,使卫星保持一定的轨道定位精度和天线指向精度,进行必要的操作和设备工作状况的校正,以完成规定的任务,维持正常工作。

星体是卫星广播系统的核心,其主要功能是转发上行站送来的节目信号。卫星的星载设备主要包括转发器、天线、 电源、遥测指令系统和控制系统等。转发器的任务是把上行站送来的电视信号进行变频,将接收频率(也称上行频率)变换成发射频率(也称下行频率),经过放大后,通过定向发射天线向地面发射。

地面接收网是卫星广播系统的最后一环,由卫星广播服务区内大量的集体接收站或千千万万个家庭个体接收机所组成。

卫星地面接收分为个体接收和集体接收这两种方式。个体接收是卫星广播的高级阶段,每个家庭只需在普通电视机前配置一台简单、价廉的卫星接收附加器(变频器调制转换器 )和一副直径较小的卫星接收天线,就能直接观看卫星转发下来的节目,省去了地面电视转播发射台或电缆分配系统的建设。为了实现个体接收,需要有发射功率大的广播卫星,使地面获得较强的电波,因此空间费用大。

集体接收是用直径稍大的接收天线和专用的卫星接收机接收卫星信号,经转换后送给电缆电视系统,或送给小型发射机转发出去,供一定范围内的用户接收。以集体接收为对象的广播卫星转发功率较小,空间费用较省。

卫星广播系统与地面广播系统相比,有许多优点。接收赤道同步轨道上的广播卫星转发的信号时,由于仰角高,电波受高山或建筑物阻挡少,所以卫星广播能直接覆盖全部国土,不需要在地面上再建设全国性的微波中继节目传送网,从宏观上节省了建设资金。与地面微波中继网相比,卫星广播的传输环节少,不易受自然灾害的破坏,接收的图像不会出现重影。再加上宽频带调频的调制方式,具有清晰度高、失真小的特点,比地面采用的残留边带调幅的电视广播质量高。卫星广播增加了新闻报道的灵活性和及时性,可以利用现场已架设好的移动上行站直接把节目送往卫星。外地节目也可直接送往卫星,或由全国若干个电视中心定时轮流地把节目送上卫星向全国广播。

国际电信联盟按规定把全世界划分成3个区域,按区分配各电信业务使用的频段。第1区包括非洲、欧洲、苏联的亚洲部分、蒙古以及伊朗西部边界以西的亚洲国家;第2区包括南、北美洲;第3区包括亚洲的大部分和大洋洲。中国在第3区。

卫星广播的频段大部分是与其他的电信业务共用的,为了避免干扰,国际电信联盟规定了各卫星广播频段的最大地面功率通量密度。1979年国际电信联盟召开了修订“国际无线电规则”的世界无线电行政大会,划分了各区域的卫星广播下行(从卫星到地面) 线路使用的频段,

关于从地面向广播卫星传送节目的上行线路,属于卫星固定通信业务。使用的频段要从卫星通信上行线路的可用频段中选取,例如,5.925~6.425、14.0~14.5、17.3~18.1吉赫等。


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