1、Ku 波段卫星数字广播的应用与发展摘 要随着科学技术的发展完善，Ku 波段卫星数字广播系统在西方发达国家得到普及，已经完全取代了传统的 C 波段卫星虚拟信号。我国近些年来虽然大力发展 Ku 波段卫星数字广播，也取得不错的成绩，但相比于西方发达国家依然存在很大的不足。本文通过分析 Ku 波段卫星数字广播的应用，为我国 Ku 波段数字广播应用提供一定的资料参考。 关键词数字模拟信号；雨衰机理；发展趋势 中图分类号：TN 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0047-01 引言 我国最重要的大众信息传播平台就是卫星数字广播，目前我国的广播方式主要采取 C、酷两个波段。随着数
2、字电视广播技术的发展及完善，西方发达国家中 Ku 波段卫星广播已经完全取代了 C 波段的数字模拟信号。我国虽然技术上比不上西方发达国家，但近些年来 Ku 波段数字信号的发展成果也是很丰盛的。本文重点阐述 Ku 波段卫星数字广播的特点及不足，最后分析了未来发展趋势。 1 卫星数字广播的技术特点 Ku 波段的应用优势在于应用其可以实现传送数字广播电视节目，这也是 Ku 波段能被全面推广的原因。卫星广播电视领域中随着数字压缩技术的应用，拥有传递数字广播信号的 Ku 波段更是得到人们的看中。 数字压缩技术实现了利用同一波段发送更多内容的目的，该技术进一步提高了转发器发射节目信息的数量，极大压缩了节目播
3、出费用；Ku波段卫星数字广播有着更稳定、更优秀以及大容量的信号传输特点；卫星数字广播可以提供数据传输和多媒体功能及加扰和授权能力，与直接到户的付费服务相辅相成。Ku 波段卫星数字广播将 Ku 波段与数字技术的特点结合起来，有利于分散小口径天线个体接收信号。 2 Ku 波段卫星广播的技术特点 前文中笔者说过 C 波段卫星模拟信号在西方发达国家基本上都已经被关闭了，他们的国家广播电视基本上都在应用信号更为稳定的 Ku 波段。之所以出现这种情况，是因为相比于 C 波段 Ku 波段具有更为明显的应用优势。 2.1 可传送压缩数字信号 Ku 波段具有更高的频率，还可以将压缩的优质数字信号传输出去。Ku
4、波段相比于 C 波段，前者有功率更大的卫星转发器且已实现覆盖赋形波束，这样可以最大程度的提高信号接受效率。Ku 波段有效全向辐射功率较大，因此其节目接收天线的口径要小于 C 波段，这在节省空间和成本的基础上，还可以进行个体接收。 2.2 信号抗干扰能力更强 C 波段卫星天线在工作过程中容易受到同频地面设备的信号干扰，而Ku 波段则有着较强的抗干扰能力，在地面受到微波干扰的几率很小。不过在阴雨天 Ku 波段上下行信号的衰耗率较大，这一现象在阴雨天最为明显。 3 Ku 波段雨衰机理的分析 当降雨区形成后，若此时有电波穿过降雨区，电波会被雨滴吸收与散射，进而造成衰减现象的出现。通常情况下电波雨衰的大
5、小与雨滴半径以及波长比值间存在联系，而且雨滴半径与降雨率之间也存在一定的联系。 研究大量实测数据得知，雨滴半径通常在 0.25-3mm 间，而 Ku 波段内波波长则在 25mm 左右，因此对 Ku 波段来说雨衰对电波影响表现为吸收衰减，通常表现为热损耗。雨衰大小、雨滴物理模型以及波长等要塑件存在明显联系，加上实际中雨滴模型在不同区域是不同的，所以估算雨衰数值的工作没有想象的那么简单。相比于 C 波段，Ku 波段更易受到雨衰现象的影响，雨衰问题严重影响着卫星电视广播。雨衰会随着降雨率的增大而变大，两者呈现正比关系，通过测算实际数据发现 Ku 波段的降雨衰减短时间能达到 20dB，这么大的衰减量足
6、以让广播线路暂时出现中断的情况。为了将雨衰影响降到最低，在研究设计 Ku 波段广播卫星时，一定要考虑到雨衰的严重影响，完成优化设计转发器中的天线波束图，接收天线选用孔径较大的可以有效处理雨衰现象。 此外，还需要将雨衰影响数字形式卫星广播的线路的情况认真处理。在模拟卫星线路时发现，广播线路在雨衰相对比较小的状况下不容易中断，但是数字形式的卫星线路哪怕增加几个 dB 衰减也会出现较大的误码率，严重时出现线路中断的情况，这种情况在专业领域被称为“峭壁效应” ，不过这种情况主要出现在数字信号的传输过程中。总而言之为了保证传输安全要结合实际来分析雨衰问题。 4 Ku 波段卫星数字广播的应用与发展 4.1
7、 上行系统应用技术 卫星数字广播传输相比于传统的广播电视信号传输，对上行系统有着较为特殊的要求，应用 Ku 波段建立的卫星数字广播上行系统，相位噪声更低、幅频特性更好且群延时性更优。这几点奠定了 Ku 波段应用于卫星数字信号传输的基础。为了满足卫星数字广播信号传输的特殊要求，Ku 波段卫星数字广播的上行系统天线波束功率角度很窄，且对天线机械精度有着极高的要求。为了弥补 Ku 波段阴雨天信号衰减率过高，一般会采用自动补偿或上行功率控制的手段抑制不良天气对上行信号的衰减作用。 为了更好的做好 Ku 波段数字广播信号的上行控制，我们首先可以利用上行天线接收下来的卫星信标强度变化控制，实现对上变频器的
8、供方输出控制，采用该方法时要注意做好信标接收机和功率控制器斜率的调整。另一种功率控制方法就是通过检测上行阶段的大气噪声温度实现的，通过对上行大气噪声的监控我们能够计算出信号衰减数值，并以此为基础控制功放输出功率，保证信号抵达卫星时仍然能够保有较好的质量。 4.2 发展趋势 西方发达国家基本上已经关闭了 C 波段卫星模拟信号，大量应用具有高稳定性、高传输质量以及高性价比的 Ku 波段卫星数字广播。目前 Ku波段在我国广播电视中也得到了广泛应用，比如央视和多家省级卫星电视节目都采用 Ku 波段传输，与户户通国家工程相互结合，将优质的电视信号传送到家家户户。相信在这样的大背景下，Ku 波段卫星数字广
9、播一定可以得到更好更快的发展。 目前在很多偏远山区及农村地区，都可以利用卫星接收器接收到央视和各地区卫星电视等优质的电视广播资源，虽然我国户户通工程依然采用小锅免费的发展模式，但相信随着经济的快速发展未来某天一定可以实现利用小锅点播有线电视的功能，让电视广播信号更好的为全国人民服务。 随着我国对 Ku 波段卫星网络的开发，互联网、远程医疗、电视会议等类似互联网的应用技术，也能够依托于 Ku 波段数字信号造福千家万户，为我国农村和偏远地区的发展提供更优质的信息资源支持。在信息时代，信息数据的传输效率和质量是这个时代进步的阶梯，而 Ku 波段卫星数字广播的应用与发展，将为我们打造一个崭新的信息卫星
10、时代，使人们的沟通与交流真正不再依赖于造价昂贵的有线传输。 结束语 现代卫星广播领域发展的最终趋势就是应用 Ku 波段卫星数字广播，为了更好的推广 Ku 波段卫星数字广播，相关人员就有必要在了解 Ku 波段卫星数字信号特点的基础上实现系统应用的优化。相信未来随着我国信息数字广播技术的不断发展，Ku 波段卫星数字广播技术将实现进入到千家万户，为推进社会主义现代化进程贡献一份力量。 参考文献 1 杨锐.气象应急指挥车通信系统方案设计J.电脑知识与技术.2012（26）. 2 封十月.卫星数字电视的接收、维护与故障分析J.中国传媒科技.2012（08）. 3 韩光.雨衰对卫星信号传播的影响及解决办法J.广播与电视技术.2014（04）. 4 韩冬.网络化管理在卫星地面站的应用J.石家庄职业技术学院学报.2012（06）. 5 董方；艾丽蓉；赵婧华.卫星地面站系统软件抗衰策略研究J.计算机工程与应用.2011（17）. 6 邢淑琴.卫星地面站设备的安装、调试与维护J.科技资讯.2011（18）.
