数字电视信号的发射与接收技术探析

谭静伦

【摘要】现今的娱乐活动丰富多样，电视因其方便性以及很广泛性深受人们的喜爱。本文从电视发射机、数字卫星电视信号的发射系统、数字电视信号地面接收站及数字电视信号的接收系统及其技术四个方面进行分析研究，并且对上行发射站的的两种方式进行具体分析。通过本文的分析发现，现今的数字电视信号的发射与接收技术还存在一些问题，不能够满足高质量追求。相关部门已经加强对数字电视信号的发射与接收技术的重视。

【关键词】数字电视信号;发射技术;接收技术

中图分类号：TN929                    文獻标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.010

在科学技术的不断进步下，数字电视信号的发射与接收技术也在大跨步向前，

虽然现在的节目质量已经相比之前有了很大的提升，但还是具有一些技术问题。在收看节目的时候，通常会出现节目信号不稳定、画面的清晰度不佳的问题。因此，就需要不断的提高数字电视信号的发射与接收技术，来提高在收看节目时的质量。对于在进行节目收看时出现的问题，可以从数字电视信号的传输过程进行入手分析，以此来增强数字电视信号的传输抗干扰能力。数字电视信号的发射到接收，这是一次完整的信号工作流程，涉及到数字信号的传输技术、发射技术以及接收技术，这就要求不断进行技术的完善。

1. 电视发射机的总体概述

传统的电视发射机与现今的数字发射机相比，有一定的异曲同工之处，相同处是两种发射机所采取的信号发送通道形式都是全固态的单通道，现今的数字发射机采取新型的智能技术，从而使得电视行业迈上新的阶段。

电视发射机数字化技术能够进行多媒体的传输，并且还可以使频谱的利用率提高，数字发射机的特点是能够将输入的数据通过码流的转化转变为传输通道的电视信号。电视发射机是通过图像发射机以及伴音发射机组成的，需要符合电视广播的标准要求，经过调频转化以及功率的放大，使之达到规定的等级功率，最后送至指定的负载天线，图1为发射机的功能原理图。

电视发射机在经历长时间的改进之后，形成现在具有高可靠性、高效率性、自动化的特点。电视发射机的主要性能要求是高可靠性，这也是相关企业一贯以来的追求。随着技术的不断发展，其寿命也在不断延长，从最开始的调速管到现今的晶体管，可靠性已经取得了很大的突破。电视发射机与其他的通信发射机相比，频带的占用比较宽，对于发射机而言，更高的效率可以节约能源的消耗。发射机的可靠性提高的同时，发射台现今已经具有无人值班的功能，因为发射台的设置位置比较艰苦，所以为了减小劳动强度，必须促进发射机的自动化性能。

2. 数字卫星电视信号的发射系统及其技术

卫星广播电视系统主要由上行发射站、星载设备和地面接收系统组成。数字信号的发射阶段主要组成部分是上行发射站，主要进行信号的发送，在信号的收发系统中，起到不可忽视的作用。相比于传统的电视收发系统，数字电视信号的收发系统的内部结构比较复杂。上行发射站是将制作中心的信号传送至卫星，对视频数据进行转化，并且对卫星进行发射指令、遥控，在进行信号的发射时，主要是单载波和多载波的发射。

2.1 上行发射站

2.1.1 单载波方式

单载波调制技术就是在一个固定的频段内只需要采用一个波载的调制技术，每个载波只能够进行一套广播电视信号的传输，使用一套单路的复用器就能够对单一的视频信号实现视频变换和传输。这种方法就是单路单载波的一种传输方式，每一路的电视信号都会通过一个独立的上行站被发送往卫星，如果我们需要同时进行多套电视信号的传输，那么需要同时传输几套电视信号，转发器就会因此需要同时具备几套电视载波，这就会直接导致操作的不便性，从而造成工作效率也就大大降低。单路的单载波系统不能够对卫星的传输频率和效率进行精确控制充分利用。对于中央电视套而言，常采用多载波的方式进行传输，但是国内省台大部分都是采用单载波方式进行传输。

2.1.2 多载波方式

对于多载波方式的发射而言，每一个节目源都会有专用的节目复用器，在经过压缩以及复用之后，形成属于自己的节目码流，在传输复用器之内混合形成一个传输码流。对于节目复变器而言，是将输出的传输包送到卫星信道内。四相移相键控制，是将调制器输出的中频调制信号经过上变频器的调制，转变为中高频的射频信号，在经过高频功率的放大器放大之后，经过发射天线发送至星载转发器。目前，多载波发射虽然已经投入使用，但是由于技术以及各个方面的问题，其实际应用仍在探索阶段。

2.2 星载系统

星载系统的作用是能够有效保障数字信号的传输质量，系统的主要有以下几个部分组成，电源、收发天线、信号转发器等，其内部组成系统的结构比较复杂，要素较多，为了提高数字信号的质量问题，就需要对其进行技术优化，具体的优化措施，可以从体积以及信号转发效率等方面进行考虑。

对信号的发射以及转化产生影响的是体积以及重量过大的问题。因此，必须将体积以及重量控制在标准的范围值内，不能超过要求的标准值。接着对信号的转发效率进行说明，在工作的过程中，对整体信号产生影响的不仅仅是周围的环境，同时依靠一副天线也很难保证整体信号。为了保证收发信号的质量，需要通过星载系统之间进行相互的配合协调，对组成的各个部分进行不断的优化，从而提高工作的灵敏度，满足工作需求，保证整体星载系统的质量和效率。图2为星载和地球站的设备图。

3. 数字电视信号地面接收站

数字电视信号地面接收站主要包括室外接收部分以及室内接收部分。室外的组成部分主要有天线、高频头。室内设备主要组成部分是数据电视或广播接收机。

对于室外的接收组成部分，将在下文内进行说明，本段主要对室内接收部分进行描述。

3.1 广播电视接收机

天线接收信号，经过高频头的作用，变成中频信号，接着送入接收机，经过图像以及声音信号处理之后，直接送入电视机内，通过这样的流程，可以获得图像以及声音。

地面的接收站可以根据使用类型的不同，分为三种。分别是个体站、集体站以及转播站。这三种类型之间的相同之处在于电视信号的的接受部分相同，不同之处在于，对于集体站和转播站来说，需要对接收的信号再次进行调制传输。个体接收站是将输出端与电视机进行直接连接，图3为个体接收站示意图。

集体接收站是指，信号先经过天线以及高频头这些室外设备，接着通过功率分配器的作用，这样就变成中频信号，这样就可以提供给室内设备，室内设备就可以进行观看。

对于有线电视的接收系统而言，前端进行接收的部分与个体站相同，不同之处在于输出的部分，不是直接传送至电视机上，而是调制至有线电视的频道之上，接着通过有线网络然后传送给电视机用户。

3.2 地面接收机

在经历高频头的作用下，将输出的信号送至接收机内，在计算机中设置接收节目信号的相关参数，通过控制接口可以输入接收机内，接着按照接收机排列的节目名稱进行选择。地面接收机各部分的连接示意图如图6。

4. 数字电视信号的接收系统及其技术

数字卫星电视信号的接收主要由接收机、高频头以及收发天线组成。接收系统一般采用的是抛物面天线，利用抛物面天线将数字卫星电视信号的电磁波接收下来，并且进行反射，将电磁波的反射设置在天线叫焦点的溃源上。下面主要介绍常用的电视接收天线。

4.1 接收天线

4.1.1 抛物面天线

抛物面天线是由抛物面的反射器以及焦点溃源组成的面天线。使用金属的旋转抛物面或者柱形抛物面作为反射器。溃源通常采用反射器的对称振子。图7为抛物面的天线示意图。

从上图可以看出，发射出来的电磁波在经历长时间的运输之后，在到达接收天线时，会通过抛物面天线的轴向方向进行传播，接着聚焦至焦点溃源上，这样可以有效提高天线的方向性。除此以外，抛物面天线还具有如下的优点，结构简单、安装以及制造都比较方便以及成本低等。

4.1.2 偏溃天线

偏溃天线的反射面，是将抛物面天线的反射面截取一部分。溃源的相位中心是在抛物面的焦点上，溃源的最大接收方向指向溃源反射面的中心。

4.2 高频头

在数字信号的接收系统中，对高频头进行选择是至关重要的，高频头的主要组成是：下变频器、带通滤波器、低噪音放大器。高频头的主要功能是将天线接收的信号做出相应的处理，例如变频处理以及低噪音放大处理，这样以便电视机能够进行高频信号的接收。

高频头的主要作用不仅仅为了放大视频信号，还可以进行图形的变形处理，这样能够保持图形的质量以及视频的稳定性。由于高频头的工作环境主要在室外，如此一来，外界环境就会很容易对高频头产生影响。因此，为了确保高频头在工作状态时保持稳定的作用，选择的高频头应该具有噪音低、振动小的特点。

4.3 接收机

接收机的主要作用之一是进行两种信号之间的调试以及相互的转化，其主要是由以下模块组成，调谐器、视频转码以及进行信源解码。在我们开始对信号进行调制的过程中，选择了以中频信号作为转化的主体，在对中频信号进行转化工作完成之后，然后将其进行转出。调谐器是由前端调谐电路以及后端调谐电路共同组成，前端调谐电路主要进行射频的接收、变频等，后端调频电路主要进行纠错编码、解调等。

在对信号进行调节时，首先应该选择一个电视频道的频率，然后根据频率进行信号的转化，接着对转化的信号进行解码，按照数据进行复位，接着从模型中进行调整，以此达到合适的范围，这样能够保证信号传输的稳定准确性。

5. 结束语

综上所述，虽然我国的数字电视应用技术以及非常成熟，并且已经走在世界的前端。但是，在进行节目的观看过程中，依旧会存在数字电视信号不稳定的情况。因此，需要从根本上解决数字电视的问题，这样才能提升电视行业的用户体验，这样也会有利于增加数字电视的覆盖范围。通过不断的进行科研创新，以此来推动我国数字电视的发射以及接收技术，提升数字电视的质量以及信号的稳定性，更好的服务观众。

参考文献

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