建筑电气技术第章 共用天线电视系统

第1节 共用天线电视系统概述
例1 ：某放大器输入信号为30μV，输出信号为3000μV，求放大器的电压增益是多少分 贝?
解：
第1节 共用天线电视系统概述
例2：(1)当输入Ui＝200μV信号通过电压增益 为6dB的放大器时，求其输出Uo； (2)由a所求的输出再通过电压增益为20dB的放 大器时，求其输出； (3)当输入Ui＝200μV信号通过串接电压增益为 6dB和20dB的放大器时，求其输出Uo。
第2节 前端系统
2．2 接收天线 1．接收天线的功能 ➢ 接收电磁波能量。将其转换成电势和高频电流通过馈线送给CATV的前端设备进行 信号处理或送给电视接收机。 ➢ 增加电视信号的有效传播距离。 ➢ 提高接收电视信号的质量。
第2节 前端系统
2．系统对接收天线的要求 ➢ 有较高的增益和信噪比，以提高系统接收效果。 ➢ 良好的频率特性。为了获得清晰的图像和伴音，要求接收天线有足够的频带宽度， 一般略大于8MHz。 ➢ 较好的方向性。较高的方向指标有利于抗干扰和抗重影。 ➢ 有良好的匹配特性。天线的阻抗与传输线阻抗基本相等，以减少反射波对系统的干 扰。 ➢ 机械强度高、天线尺寸小、耐腐蚀，并采取必要的避雷措施，以提高系统的安全性 和可靠性。
➢ 适用：具有很宽的频带，但其增益和方向性不如单频道专用天线。因此，它只适用 于各频道信号接收电平相差不多，干扰较小的地区。
第2节 前端系统
(5)改善天线性能的措施 ➢ 使用组合天线。解决对数周期天线的不足，有效措施是采用天线的组合使用，即根
据接收频道的要求，把低频段天线与高频段天线、高频段天线与频道专用天线，或 低频段天线与频道专用天线组合在一起使用。 注：组合天线最适用于作CATV系统的天线。 组合方式：水平组合和垂直组合。 天线间隔（避免天线间干扰）要求：间隔距离尽量大一些，其水平间隔应大于最低频 道信号的波长λ，而垂直间隔应大于λ/2，天线离地(电气地)高度应大于λ。
节目、付费电视节目、图文电视、无线电视、宽带双向业务。
第1节 共用天线电视系统概述
1.1 系统的组成 ➢ 共用天线电视系统组成：前端接收部分、干线传输部分、用户分配网络。
第1节 共用天线电视系统概述
1．前端系统 ➢ CATV系统最重要的组成部分之一。 ➢ 前端系统包括：电视接收天线、频道放大器、频率变换器、自播节目设备、卫星电 视接收设备、导频信号发生器、调制器、混合器、连接线缆等。
第1节 共用天线电视系统概述 我国的电视频道划分如表7—3所示。电视频道配置如图7—2所示。
第1节 共用天线电视系统概述
第1节 共用天线电视系统概述
1．4 系统的技术指标 CATV系统的主要技术参数： ➢ 第一类是电平参数：给电视机提供一个最佳输入电平的范围。输入电平太高，会在 电视机高频头的放大器中产生非线性失真，使图像质量下降；输入电平太低，则会 受到电视机高频头噪声系数的影响，使用户看到的图像信噪比不符合接收要求，图 像质量也会下降。 ➢ 第二类图像质量参数：信号质量的好坏。
频道划分规定: ➢ “I”频段:划分为5个频道; ➢ “Ⅱ”频段：划分给调频广播和通信专用（88～l08MHz）; ➢ “Ⅲ”频段:划分为7个频道; ➢ “Ⅳ”频段: 划分为12个频道； ➢ “Ⅴ”频段：划分为44个频道。
甚高频(VHF)频段：有12个频道（“I”频段＋“Ⅲ”频段）； 超高频(UHF)频段：有56个频道（“Ⅳ”频段＋“Ⅴ”频段）。
第2节 前端系统
4．天线的基本单元及参数 一般电视发射采用水平极化天线，电视接收也采用水平极化天线。其天线的振子总是 水平放置的。 (1)半波振子 ✓ 又叫半波偶极子，是复杂天线的最基本单元。 ✓ 半波：水平放置的长度为λ／2(λ为某一电视信号的波长)的导体 ✓ 天线的基本参数：辐射阻抗、波瓣宽度、增益、频带宽度、电压驻波比、天 线有效长度等。 (2)半波折合振子
第1节 共用天线电视系统概述
传统电视存在问题： ✓ 偏僻地区电视信号微弱； ✓ 城市由于用钢筋水泥建造的高层建筑较多，对电视信号会造成各种折射、反 射，使电视倍号过于微弱； ✓ 室外天线林立，相互之间产生干扰，雷电还会造成人机危害，影响建筑物的 寿命和美观。
➢ 40年代出现的共用天线电视系统(CATV)解决了以上问题。 ➢ CATV系统可以为用户提供高质量的开路电视节目、闭路电视节目、广播卫星电视
第2节 前端系统
➢ 工作原理：与多元振子天线相似。对某一信号频率来讲，接近该信号λ/2波长的几 个单元参与工作(参与工作的单元所在的区域称为谐振区)。参与工作的单元就组成 一个多单元振子天线，如某信号的频率刚好等于第n个对称振子的谐振频率时，该 振子就获得激励，它相当于多元振子天线中的有源振子，较长相邻(第n＋1个)振子 相当于反射器，而较短相邻(第n－1个)振子相当于引向器。
第1节 共用天线电视系统概述
2．干线传输系统 ➢ 是把前端接收处理、混合后的电视信号，传输给用户分配系统的一系列传输设备， 主要有干线放大器和干线电缆。 ➢ 采用优质低耗的同轴电缆或光缆；采用干线放大器，其增益应正好抵消电缆的衰减。 ➢ 在主干线上应尽可能少分支，以保持干线中串接放大器数量最少。 ➢ 要传输双向节目，必须使用双向传输干线放大器。
第1节 共用天线电视系统概述
1．2 系统的分类 1．按系统的大小规模分类 ➢ 大型系统(A类系统)； ➢ 中型系统(B类系统)； ➢ 中小型系统(C类系统)； ➢ 小型系统。
第1节 共用天线电视系统概述
2．按系统工作频率分类 ➢ 全频道系统； ➢ 300MHz邻频传输系统 ➢ 450MHz邻频传输系统； ➢ 550MHz邻频传输系统； ➢ 750MHz邻频传输系统。
第1节 共用天线电视系统概述
➢ 干线放大器的类型（传输方向分）：双向和单向。 ➢ 干线放大器的类型（电平控制能力分）：
✓ 手动增益控制和均衡型干线放大器； ✓ 自动增益控制(AGC)型干线放大器； ✓ AGC加自动斜率补偿型放大器； ✓ 自动电平控制(ALC)型干线放大器。
➢ 其他干线设备：电源、电流通过型分支器、分配器、长距离传输的光缆传输设备 （光发射机、光分波器、光合波器、光接收机、光缆等）。
第2节 前端系统
3．接收天线的分类 ➢ 按结构形式分：八木天线、双环天线、对数周期天线、菱形天线、抛物面天线、特 殊功能(如抗重影、列阵天线)天线等。 ➢ 按接收频道分： ✓ 单一频道专用接收天线； ✓ 多频道(宽频带)专用接收天线。 ➢ 按安装位置分：室内天线、室外天线。 ➢ 按是否有源分： ✓ 有源天线――可使天线系统实现高增益、高信噪比接收，通常把天线放大器 安装在天线的竖杆上，把它看成天线的一部分。 ✓ 无源天线
性能指标见表7—4。图像质量问题见表7—5。
第1节 共用天线电视系统概述
1．5 系统的分贝计算方法 1．分贝的概念 ➢ 放大器的电压增益：表示放大器的放大程度，定义为放大器输出信号电压与输入信 号电压的比值。
➢ 常用分贝来表示放大倍数的大小，此时称“增益”。 ➢ 功率增益GP：
➢ 电压增益GU：
✓ UHF全频段接收天线(13—68频道)； ✓ 全频道接收天线(1—68频道)。
第2节 前端系统
➢ CATV系统中常用电气指标比较高的对数周期天线。它有很宽的工作频带，稳定的 输出阻抗。
➢ 是在一条绝缘板上，安装27个单元构成的。每个单元都是两根对称的金属管。由最 短的开始数，第1～9单元工作在特高频道，第14～27单元工作在甚高频道，第 10～13单元为过渡耦合元件（为保持整体特性过渡平稳、频带连续）。
第2节 前端系统
➢ 前端系统包括从天线到分配系统的所有部件。 ➢ 组成：天线、放大器、混合器、分配器、天线放大器、U／V变换器。 ➢ 任务：把从天线接收到的各种电视信号，经过处理后，恰当地送入分配网络。 ➢ 重要性：其质量的好坏，对整个系统的音像质量起关键作用。
第2节 前端系统
2．1 接收信号源 CATV的接收信号源有： ➢ 广播电视接收天线(如单频道天线、分频段天线及全频道天线，CATV主要使用)； ➢ FM天线； ➢ 卫星直播地面接收站； ➢ 视频设备(录像机、摄像机)、音频设备； ➢ 电视转播车； ➢ 计算机。 主要功能：接收并输出图像和伴音信号。
第1节 共用天线电视系统概述
3．按传输介质或传输方式分类 ➢ 有同轴电线、光缆及其混合型、微波中继、卫星电视等。
4．按用户地点或性质分类 ➢ 有城市系统、乡村系统、住宅小区系统等。
第1节 共用天线电视系统概述
1．3 系统的频道 ➢ 制式不同，各国的电视频道都不相同。 ➢ 我国采用的视频带宽为6MHz。因此，在电视频道上规定每8MHz为一个频道所占的 频带。伴音载频和图象载频相隔为6.5MHz。
➢ 组成： ✓ 馈电振子（有源振子）：用半波折合振子起馈电作用； ✓ 反射器（反射体）：较有源振子长(一般远大于λ/2)的振子起反射作用; ✓ 引向器(引向体)：其余半波振子起引向作用。
➢ 注：多元天线的单元数等于振子总数。
第2节 前端系统
(4)宽频带天线 ➢ 以上是频道专用天线(单频道天线) 。CATV需要宽频带天线。 ➢ 宽频带天线分类（从频带上分）：
第5章共用天线电视系统
绪言： 通过本节内容的学习，了解并掌握共用天线电视系统概述、前端系统、电视的干线传输 系统、用户分配系统、卫星电视广播系统等。
内容框架： 第1节 共用天线电视系统概述 第2节 前端系统 第3节 电视的干线传输系统 第4节 用户分配系统 第5节 卫星电视统、用户分配系统。
✓ VHF接收天线： 低频段接收天线(1—5频道)； 高频段接收天线(6—12频道)； 全频段接收天线(1—12频道)；
✓ UHF接收天线： 低频段接收天线(13—36频道)； 高频段接收天线(37—68频道)； 低频段接收天线(13—24频道)； 中频段接收天线(25—44频道)； 高频段接收天线(45—68频道)；
第2节 前端系统