泸州市广电发射和监测台便携式卫星系统的运用

何涛

【摘要】便携式卫星通信用户站是集卫星通信、数字程控交换、模拟和数字中继、模拟用户接口等功能于一体、支持本地和异地多路话音、数据和G3传真等综合业务的便携式通信系统。它能满足不同用户远距离、大范围、任何时间、任何地点、任何气象条件下的通信需求。尤其在西藏偏远地区高海拔、缺氧、昼夜温差大、自然环境恶劣的情况下，便携式卫星系统对于电视台在新闻信息传播及时、准确的要求下变得更加重要，具有其它通信系统无可替代的重要性。

【关键词】便携式;便携;通信;卫星;卫星通信

中图分类号：TN929                                  文献标识码：A                          DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.03.024

泸州市广播电视发射和监测台主要负责转播中央、省、市广播电视节目的无线发射任务，做好无线广播电视发射的运行、管理的技术工作，推进广播影视重点基础设施建设，推进公共文化体系建设工作。严格按照上级业务主管部门所批准的各类无线发射设备的设置使用。定期检测无线电台站发射频率及功率的稳定性，定期审验无线电台执照。研究提出泸州市无线覆盖建设的规划意见，承担无线台新技术开发工作，同时，需做到应对突发事件大主题宣传及相关配合报道。泸州市一些无线基站离泸州市广播电视发射和监测台所在地学士山公园要五个多小时的车程，甚至一些边境偏远的乡镇到泸州市区要一两天，很多的野外报道，交通、电力、通信等生命线工程几乎得不到保证，卫星通信几乎成为唯一对外联络的手段。泸州市广播电视发射和监测台结合泸州市的自然环境、报道使用情况，经过仔细的研究和分析，便采用便携式卫星系统作为泸州市广播电视发射和监测台及其重要的通信设备。

1. 通信卫星参数

极化方式（Polarization）：V垂直极化;H水平极化，即电磁场的振动方向，卫星向地面发射信号时，所采用的无线电波的振动方向可以有多种方式，目前所使用的有：

水平极化（H）：水平极化是指卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是水平方向。例如：我们拿一条绳子左右抖动，产生的波是左右波动。

垂直极化（V）：垂直极化是指卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。例如：我们拿一条绳子上下抖动，产生的波是上下波动。信标：卫星的信标信号是由卫星上发射的一个频率和幅度都固定的信号，主要用于卫星上行地球站的天线对星和自动跟踪;

DVB常用载波：地面站发送的调制载波，长期发射;

上行频率：地面站发射频率/卫星接收频率;

下行频率：卫星转发频率/地面站接收频率;符号率Symbol rate：指数据传输的速率，当一个载波信号携带的节目数越多时，此值越大。

LNB本振频率：指高频头的本振频率。Ku频段高频头的本振频率各不相同，在接收时要根据接收天线高频头上的本振频率参数进行设置重新输入参数。通常为11300。

功放本振：提供上行变频，通常为13050、12800。

PID码：指在一个单节目或多节目的传送码流中用于伴随基本码流的一个特定整数值，供解码端识别码流性质。

滚降系数Roll off：滚降系数越大，波形越斜，带宽越大;通常为0.15、0.20、0.25、0.30等。

前向纠错FEC：通过对信源数据增加校验码的方式，在牺牲带宽的情况下获得可以接受的误码率要求的技术。通常为1/2、2/3、3/4、5/6、7/8。

2. 泸州市广播电视发射和监测台便携式卫星系统组成部分

卫星站主瓣：与旁瓣组合成天线面;卫星站主机：包括控制、编码及调制;面板接口：所有输入及输出;馈源部分：功放、馈源喇叭等;天线支撑架;电源模块;外置直流电池。

3. 便携式卫星系统对星工作原理

3.1 便携式卫星系统的天线种类和作用

无线电通信用的天线种类繁多，分类各不相同。通常按照天线的几何形状把天线分为线天线与面天线两大类。线天线是由导线组成，导线的长度比导线的截面积大得多。为了使天线呈现出更好的特性，往往所截取的导线的长度与无线电信号的波长呈一定的关系（如半波长等）。其工作原理是利用空中电磁波能在与其电场方向相切的导线上感应出最大高频电流这一机理来构成的。线天线一般用在长波、中波和短波等工作频率比较低的波段上。面天线则是由整块金属板（或金属网）组成的，面天线的面积比天线电信号的波长的平方大得多，其工作原理则是利用高频无线电波的似光传播特性来构成的。通过增大面天线的面积，来提高所截获电磁波的能量，从而可达到获得足够强的接收信号的目的。面天线一般用在超短波、微波和毫米波等频率较高的波段。卫星电视的特点是工作频率高（处于微波频段）、地面接收信号十分微弱、要求接收天线有很高的增益，因此，使用普通的线天线将无法接收到足够强度的信号，必须采用面天线。

面天线一般由反射面、馈源和支架等部分组成。反射面可采用金属板、金属网或玻璃钢等材料经过机械成型而成;馈源一般采用各种形式的渐变波导段来构成。若按照反射面与馈源所处相对位置的不同，可分为前馈天线、后馈天线和偏饋天线三种;若按照天线工作原理的不同，又可分为普通抛物面天线、卡塞格伦天线和平面天线等多种。西藏电视台日喀则记者站天线操作界面如图2。

3.2 便携式卫星系统的对星

接收点与同步卫星几何关系如图3，当卫星参数和服务区域确定之后，要使系统能正常工作，需要建立优质的地面站（固定站或移动站）。地面站建立后，要使天线波束的最大值指向卫星，并实现极化匹配才能进行正常工作，所以各地面站要根据自己的地理位置确定天线的指向。

由于同步卫星在地球赤道上空，纬度为0°，因此，接收点P与卫星之间的距离为：

（2-1）

3.3 泸州市广播电视发射和监测台便携式卫星系统的对星方式

3.3.1 DVB对星

以亚洲5号卫星为例，按照图4参数设置后，点击apply即可DVB对星方式。

3.3.2 信标对星

信标对星方式，按照图5参数设置后，点击apply。

3.3.3 对星过程中的注意事项

如果用户需要使用的卫星在软件数据库信息查找不到，可以手动在数据库中输入并保存相关信息，或直接在软件界面输入相关参数，所选卫星名称留空即可;

Threshold选择为0.3或0.2，数值大则对星精度高;一般选择0.3，当对星环境恶劣，如下雨，可选择0.2或0.1。

4. 泸州市广播电视发射和监测台便携式卫星系统操作流程

选择理想的天线摆放位置（根据上述提出的南半球朝北、北半球朝南的规则）。

连接前面板上相应的线缆，如电源线、wifi天线、GPS、短接跳线、频谱仪。同时打开手轮锁处于UNLOCK状态。

设备加电，Q-TUCH灯由蓝色变为绿色后轻轻按一下，天线将会自动展开。这期间可以准备旁瓣的拼接和安装准备。步骤是先装中间主瓣其次是两个拼接后的旁瓣。

天线展开不动后，进行旁瓣的安装件，输入需要寻的卫星参数。如果和上次使用同一颗卫星则无需修改卫星参数。

叶瓣安装完毕后，再次按一下Q-TUCH键。天线将进入自动寻星阶段，此时可以连接天线控制软件。

在软件中选择需要的编码模式，同样如果编码模式和上次一样则也无需修改，系统默认上次的。确认完编码模式后，选择好信号输入源（MPEG2或H.264）接入前面板端口。同時确认软件信号源指示灯是否已经显示锁住信号。

输入卫星公司提供的上星参数14XXX及相应的符号率XXXX。

确认无误后，打开调制输出，开启功放开关。同时自己通过频谱仪或者和让接收方查看载波情况，是否锁定。如果正常，便携式卫星系统则可正常使用。

5. 几点使用过程中的体会

摈弃为适合收藏或折叠的现有特殊反射面设计，实现全发射面结构，最大程度的增加反射面积，提高天线系统增益。

全自动实现对星功能要求下，必须强化与保证手动对星的完善性、方便性，保证在全自动对星故障下，让记者能在手动对星状态下，让新闻报道与传输及时可靠的完成。

因泸州市广播电视发射和监测台和无线基站都海拔较高，具有气温低，昼夜温差大等特点，冬季夜晚气温能低至零下十多度，望能提高便携式卫星系统的防冻保护，同时，在不影响性能的状态下，能减轻整个便携式卫星系统重量，让其更加适合泸州市广播电视发射和监测台特殊地理气候需要。

泸州市广播电视发射和监测台便携式卫星系统经过这几年的使用，在信息传播、野外新闻直播中发挥了极其重要的作用。便携式卫星系统具有体积小、重量轻、功耗低、环境适应能力强、开设撤收方便等特点，满足静止和机动状态的使用要求，不但在电视台新闻传媒中适用，也非常适合抢险救灾、野外地质勘探与工程施工、远洋运输、边海防等通信不畅地区使用。