河北省广播电视卫星地球站建站及运行维护情况

河北省广播电视卫星地球站建站及运行维护情况介绍(10千字)

发信人: 斗争到底 [发短消息]

时间: 2003-12-10 21:03:59

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河北省广播电视卫星地球站座落于距省会西南35公里的封龙山巅，广播电视局307发射台院内，于1998年12月建成。河北广播电视节目上星采用数字压缩方式，使用Ku波段，租用亚洲2号卫星K5转发器，播出省台第1套电视、两套立体声广播、一套单声道广播节目，覆盖全国及我国周边国家和地区，较好地解决了我省广播电视节目的传输与覆盖问题，方便了我省与兄弟省市的节目交换，扩大了我省对外宣传的能力，是我省广播电视宣传在技术领域的一次革命与飞跃，它对我省的精神文明建设以及经济发展具有重大的现实意义。

一、建站工作时间表

1996年12月4日，我省申请开办卫星广播电视，同年12月12日，广电部同意对河北广播电视节目上星立项。1997年9月11日，完成卫星地球站技术规划、方案的专家论证，广电部在1997年12月26日以（97）广发技字864号文批准河北广播电视节目上星。地球站工程于1997年10月30日由省计委批准立项，1998年3月16日河北卫视上星被列为省重点工程项目。

1998年3月11日，厅党组召开地球站工程建设会议，为加快工程进度，调整了地球站工程建设领导小组，并设立地球站筹建办公室，我省广播电视卫星地球站工程建设正式全面启动。

在确定站址、完成电磁环境测试后，筹建办公室委托北方设计院对地球站机房及天线基础进行了土建设计，随后进行了工程招标。与此同时，进行了系统的进一步规划和器材设备的订购工作。施工队伍6月1日进驻工地，经过近4个月的紧张施工，至9月7日完成主体工程，到9月底土建工程竣工。机房土建面积179.01平方米，为一层框架结构，内装修中地面是防静电地板，四周墙壁、屋顶全封闭电磁屏蔽，铝合金加丝玻璃隔断，石膏板吊顶，外墙贴瓷砖。天线基础为全现浇钢筋砼结构500立方米，建筑面积81.76平方米。经验收交付使用，施工质量良好。

98年8月31日大体积的天线部件全部安全运抵山上，经过54所技术人员近1个月的紧张工作，在主反射面组装完成后，于98年9月26日一次吊装成功。

1998年9月上旬，完成外线电源、光纤及信号电缆地下铺设工程以后，随着设备的陆续到货，开始进入设备安装阶段。9月22日完成了大屏幕墙及UPS电源的安装调试；9月份协助飞利浦公司完成了压缩编码设备的安装调试及指标测试；10月份由我方技术人员完成了5面监视天线、解码器的安装及室内各部分设备的供电；11月4日与54所共同对其组装后的高功放设备进行了出所检测后，11月5日54所将该设备及监控台、天线伺服设备等运至地球站，开始了系统设备的组装工作。此间由我方技术人员负责完成了山上光端机的安装调试工作以及由微波总站负责完成了数字微波安装工作。12月上旬，完成多路数字终端音频传输系统安装。至此，地球站的系统设备及信号源引接系统全部安装完毕。

12月10日至12日进行了入网测试，在香港亚洲卫星公司对系统指标检测合格确认后，在12月17日对地球站的频率及功率进行了标定，开始了地球站设备的试运行。12月30日河北卫视正式开播。

二、总体技术方案和系统组成

地球站的建设完全执行广电总局卫星广播技术体制（即卫星广播采用DVB-S技术体制），实施统一的技术标准和接口标准，采用MPEG-2视音频压缩编码技术，主要特征为：视音频采用MPEG-2数字压缩编码和DVB/SCPC标准，纠错方式FEC 1/2，符号率6.93Mbps；使用亚洲2号卫星K5转发器，占用10MHz 带宽；上行中心频率14149MHz，下行中心频率12349MHz，水平极化。

系统主要组成：信号引接系统、编解码系统、高功放系统、天馈线系统、备用天线系统、监视检测系统、UPS电源系统。

1、信号引接系统：卫星地球站信号源引接电路比较复杂，涉及三地、五点位传输。采用电子部3所的MDT9601多路数字广播传输终端机，传输8路电台广播信号；用丹麦RE公司的270Mbps数字光端机、

美国阿特乐公司的34Mbps数字编解码器和NEC公司的SDH数字微波相结合的的方式传输省台电视节目。虽然系统庞杂，但在传输环节上，全部实现了数字化。

2、编解码系统：采用荷兰飞利浦公司产品，A/D转换视频FR2009、音频FR2008A，编码器为DVS3112，复用器为DVS3200-1，调制器为DVS3545，解码器为DVS3900，另外有一套网管系统、中频切换开关和乙太网连接器MI3040。整套系统为1：1备份形式。

3、高功放系统：我站射频部分（含高功放部分）由美国波普公司集成，高功放为CPI产品，350W行波管放大器，连接方式为1：1备份形式。

4、天馈线系统：选定电子部54所提供的13米KU波段天线，后加装54所提供的3.7米备用天线，系统由电子部54所卫星通信专业部总承。

5、监视检测系统：测试设备分别由美国泰克和惠普公司提供，监视器全部采用JVC产品，监视用IRD 使用PBI接收机，屏幕墙及机柜、监控台选用北京英斯泰克产品。

6、UPS电源系统：由北京捷联公司提供意大利先控的45KVA产品，两台并联使用，正常使用，后备时间为6小时。

三、Ku波段运用的特点

Ku波段频率为C波段的3倍，波长为C波段的1/3，Ku波段的运用对天线的精度要求较高。根据公式G=10lg[(πD/λ)2η] (dB)计算，相同口径的天线在Ku波段运用时，增益比较高，因此在要求同等增益的情况下，Ku波段接收天线口径要小得多，接收系统的价格相应降低。另外，由于卫星Ku波段的转发器是按直播、准直播卫星的要求而设计的，功率较大、地面场强较高（例如亚洲2号卫星Ku波段转发器功率为115W，EIRP值为50dBW左右），从而进一步减小了接收天线的口径，既降低接收系统成本，又便于架设安装。

由于Ku波段波长短（2.5cm），更接近雨滴的物理尺寸，所以正常情况下雨衰是Ku波段站外停播的最主要的原因。

四、我站特殊的外界环境对Ku波段播出的影响

雨衰、风、雪、雷电和低温是我站外界环境导致停播和事故的主要原因。封龙山海拔815米，相对高度700余米，沟谷纵横，虽仅距石家庄市区35公里，但体现着典型的高山气候：山风肆虐，冬季低温，冰雪频繁，风、雨、雪在数和量上都要比平原严重。

根据我们两年来的运行经验，总结出了以下的规律：

1、地球站受雨的影响是在5～10 月份，共6个月。雨衰对播出的影响为：在雨之前影响较大、在雨的前期影响大，雨中期影响最大、雨的后期影响较小。衰减量为：小雨衰减 3 - 5 dB，中雨衰减10 -15 dB，大雨衰减约18 dB 左右。对于我站，晴天时发射功率将近1W，小雨时，发射功率4W 左右，中雨时发射功率10W 左右，大雨时发射功率50W 左右。

我们使用350 W行波管功放，UPC储备为20 dB，但亚洲卫星公司要求晴天值设于- 12 dB，因此大雨时雨衰导致的停播不可避免。

2、我站的13mKu天线，因波束窄、迎风面大，对大风非常敏感。地球站受风的影响一般是在10月～5月份，共8个月，最严重的是11～4 月份；对发射天线而言，侧风影响最大，体现在方位、俯仰角度的变化（从OCU观看十分明显）和口面的形变。我们曾经做过实验，虽然天线指标中的3dB波束带宽为0.11°，但当天线方位移动到±0.04°以外，则接收出现停帧和黑屏。

没有规律的阵风，会对天线跟踪、上行功率控制造成破坏性影响，体现在风头来时，信标电平不断地大幅度变动，导致天线不停地跟踪调整，上行功率大幅度上冲，当风头过后，天线恢复准确对星和聚焦，但由于整个卫星链路的延时效应，上行的过大功率信号将把卫星转发器推饱和，既保障不了自己的播出，又影响同转发器节目的安全播出。

处理措施：根据我们观察，一般风力达到8 级，就开始导致停播。我站在省气象局的协助下，在天线附近，安装了一套风向风速仪，当风向风速仪检测到6级风报警时，我们关断信标接收机，使天线跟踪和上行功率控制保持在停的位置，这样虽然增加了自己的停播，但确实有效地解决了对同转发器节目的影响。

今年春天，我们又提出了加装备用天线的方案，以进一步解决山风导致的停播问题。经多次同54所研究讨论，最后形成施工方案：备用天线口径3.7m，使用4.5m天线的座架，又用围墙做防风处理。备用天线工程于6月底完成，虽然还没有经过风期的考验，但波束宽、口面小、围墙防风三方面的作用，应该能够确保大风季节的播出安全。

3、封龙山降雪一般在每年的11～3月份，共5个月。降雪本身对播出影响不大，但降雪前，浓厚的云层对播出有较大影响，可以导致上行信号3~10dB的衰减。雪后晴天时，小量的化雪对播出影响不大，但大规模化雪对播出的影响巨大。天线主反射面上的融雪，使等效反射面发生形变，从而影响了天线的聚焦与极化，严重时造成停播。我站至此还没有好的方法处理主天线的积雪，备用天线的加装，将使我站的融雪停播得到改善。

4、雷电对播出的影响。在高山建站，夏季雷电比较严重，因此我们把防雷击作为一项重要环节来抓。采用有防雷设施的UPS电源，电源线、信号线加装消雷器，防雷地线多点接地，定期检查地阻，都是我站所采取的措施。播出两年来，电源、视频引接系统都没有受到周围落雷的影响，但通过同轴电缆引接的多路数字广播传输终端机的通道数据处理板，屡屡被感应雷电击坏，造成广播节目无法传输，我们也用过加装消雷器、速熔保险等方法做防范处理和实验，但收效甚微，最近，我们正在考虑对该系统进行光纤传输改造。

5、山区的严寒低温，一是影响天线伺服减速传动系统的运转，严重时，润滑脂冻结，天线不能跟踪。2000年元旦左右，我站方位、俯仰驱动减速机中的润滑脂冻结，先是应急处理，使用棉被包裹保温，后换用低标号的润滑脂后，天线才恢复自动跟踪；二是影响柜式空调的制热。室外- 5℃以下时，空调室外单元的压缩机将不能启动，无法制热。

另外高山寒冬，容易出现雾冰天气，空气中的水蒸气直接附着在物体上结冰，有时厚达 1 cm以上，对道路、发射天线的影响尤为巨大，我站曾因雾冰天气影响了天线的调试和亚洲卫星公司的入网测试。

五、备用天线系统的设计与问题

1、系统设计：3.7m天线发射增益为52.5 dB，13m天线发射增益为63.8 dB，两天线增益差为11.3 dB。备用天线波导长47m，损耗为0.17×47= 8 dB，主天线波导长13.5m，损耗为2.3 dB。实际运用中，备用天线比主天线相差17 dB。为了实现主备系统中高功放等设备的1：1备份应用，系统加装了中频衰减器切换开关和波导开关。主天线运用时，在U/C之前连接–17dB衰减器，把U/C上的内置衰减器减小17dB 衰减，以使整个卫星链路电平保持不变；备用天线在U/C之前不加衰减器，以使上行信号电平增加17dB，仍保持整个卫星链路电平不变。改动之后运行两月时间，主天线发射时，各地接收出现不同程度的误码和停帧。

分析原因，原来U/C输入– 30dB信号，接收正常，而输入– 47dB信号，虽链路电平不变，但出现信号损伤，说明U/C对输入信号的电平有一定的要求。我们甩开–17dB衰减器，重新调整U/C内置衰减器的衰减量，把中频环路恢复原状，然后征求各地信息，证实接收恢复正常。只是在倒天线后，要手动调整高功放输出以适应主备天线的不同要求，在停播上要增加一些。后来54所U/C方面的技师讲，U/C对输入信号电平要求较严，过大，则产生交调，过小则影响信杂比，输入信号降低的电平值等同于输出信号信杂比的劣化值, U/C输入信号的最小极限为–35dBm，当然还要注意信号线的驻波情况。54所卫通专业部近期做了实验，证明U/C输入信号过低，变频噪声加大，是造成接收误码和停帧的根本原因。

六、我站开播以来所经历过的其他技术方面的问题和事故

1、天线自动跟踪时停不下，导致越限。原因：54所天伺部在更换功率驱动单元PDU内的继电器过程中，接线有误，造成驱动输出电源反相（RSI100系统）。

2、行波管在6个月时间内击穿损坏，现象为：高功放退高压后再也不能上，无螺线管电压。

3、环路指标测试，视音频的频响指标不入级。原因：解码器IRD本身的指标过差，尤其飞利浦公司的解码器，我们用过3种（DVS3900、DVS3950/11）做测试，均无法入级。这些IRD经国家通信导航设备质量监督检测中心测试后，证明解码器本身的指标很低。这说明，并非广电总局制订的数字卫星广播视音频标准高，而是没有选中合格的解码器。

4、下变频器本振频率漂移。本振频率11300000KHz，要求误差±25KHz，而漂移到了11298480KHz，达到了1520KHz，按波普公司的传真进行调整，本振频率准确后，又发生缓慢的漂移，问题还没有完全解决。

5、视频编码器冷却风机震动加大，软轴承加润滑脂仍不起作用。

6、视频编码器9000h告警的处理只能用windows 3.11 系统处理。

7、视频编码器因环境略脏，内部温度上升，T1由35℃升至37℃，T2由45℃升至48℃，出现“OUTPUT ACTIVITY FAULT”输出数据失败报警，严重时导致输出中断。在清理滤尘网并降低机箱内温度后，系统恢复正常。飞利浦公司李世勇讲，单纯温度并不会引起故障，极限温度为60℃，如果怀疑温度问题，则可能设备的指标性能发生了变化。

8、信标接收机（RSI253）处理的信标电平无规律出现衰落，导致转发器推饱和。

我站运行时间短，经验不足，希望加强同各兄弟台站的交流合作。感谢福建东南电视台、福建广播电视卫星上行站给我们提供的学习交流的机会和他们真诚的服务。

卫视机房主任XX涛