我国山区农村CATV系统建设应注意的几个问题
2003-07-22
9:32:25 有线电视技术 |
杨瑞理 高红令
汪顶武
摘要：本文以我国北方山区农村为例，从CATV系统建设的角度，介绍了山区农村的特
点，山区农村CATV系统建设中应注意的系统设计、设备选型、架设线路、信号调试等方面
的问题。
我国地域辽阔、人口众多，广袤的祖国大地，山区占国土面积的60％。农村人口约占
总人口的7O％，由于电视信号的传播规律和山区的地貌特征，广大农民收不到广播，看不
到电视，素质长期得不到提高，这是山区农村发展缓慢的重要因素之一。因此，提高山区
农村的广播电视覆盖率，不仅是一个需要解决的技术问题，也是一个关系大局的政治问题。
本文以我国北方山区农村为例，分析了山村的特点，提出了山村MATV系统建设中应该注意
的问题。
1
山区农村的特点
（1）沟多坡多，地貌复杂，不能直接接收电视台发来的广播电视信号，是山区农村
的主要特点。由于山区地形复杂，有的农户住在沟里，有的农户住在坡上，还有的农户住
在梁上。不论何处，高山阻挡反射，都难以收到质量较好的广播电视信号。
（2）住户分散，占地面积大且不规则，是山区农村的第二个特点。农村住户一般都
是单门独院，一户一个天地。复杂的地貌特征，使得农民们不得不因地制宜，因地形修盖
自己的住房，因此山区农村占地面积一般都比较大，且呈不规则形状。以北京市北部山区
的常村为例，近400户的农民住宅，散布在几平方公里的山沟里，东西长达3.5km，南北亦
达2km之多。
（3）土房土屋、临时性建筑多，是山区农村的第三个特点。由于经济落后，农村住
户大多不富裕，因此盖不起质量较高的砖瓦住宅。土房土屋、土墙土院仍是当前农村的主
要“建筑”。
（4）地形凹凸不平，电器设施易遭雷击，是山区农村的另一特点。夏季的雷雨季节，
山区历来是易遭雷击的地方。以北京市北部山区的常村为例，1998年8～9月间的近两个月
里，不规范电器设施3次遭雷击，经济损失数千元之多。
（5）电网电压不稳，停电次数多，电子设备易受电源损害干扰是山区农村的又一特
点。由于技术力量不足，管理落后，远离配电设施等原因，农村电网电压不稳，电子设备
受电源损害干扰是常有的事，停电也是司空见惯。
以上特点，决定了山区农村CATV系统建设必须从特点出发，从实际出发，多方面综合
考虑问题，从优选择方案，精心组织施工，才能作出符合实际的选择，建设质量较好的系
统。根据我们的体会，山区农村CATV系统建设，一般应该注意以下问题。
2
山区农村CATV系统建设应该注意的几个问题
（1）系统的频带选择不宜过宽,一般情况下,300户以下的村子，前端可选择为550MHz
系统；
400户以上的村子可选择300MHz系统，其余视情况而定。理论和实践告诉我们：在
满足规定的信噪比C/N和交调比CM条件下，考虑到温度变化30摄氏度，系统中传输干线放
大器的级数n大约为4。如果电缆损耗大，每个干线放大器的传输距离就会减小，n是确定
的，所以总传输距离就会减少。一般来说，800MHz系统的传输距离为1.5km，300MHz系统
的传输距离为3km。另一方面，800MHz系统没有自动增益控制（AGC）干线放大器和自动电
平控制（ALC）干线放大器。而300MHZ系统可以使用AGC、ALC两种干线放大器，补偿温度
变化带来的系统C/N及CM指标变化，在这种条件下300MHz系统的传播距离可达15km以上。
（2）若前端选用邻频300MHz系统，末端应选用 800MHz无源器件。
CATV系统的优势
在于多频道、多用户，一般来说，300MHz系统可传输用28个频道；
450MHz系统可传输47
个频道；
550MHz系统可传输57个频道。选用300MHz邻频系统可以满足山区农村的一般要
求。
末端无源器件一般指的是，分支器、分配器。邻频传输系统对无源器件有较高的要求：
①高反射损耗，可以避免由于反射产生的重影，一般情况下要求反射损耗16dB。②高隔离
度（包括相互隔离和反向隔离）可以防止某用户电视机本振泄漏干扰其它用户接收电视节
目。一般情况下要求隔离度≥30dB。无源器件采用全频道器件，一方面可以满足邻频要求，
另一方面系统从300MHz扩展到550MHz时也能满足要求。
（3）若前端选用300MHz系统，节目套数不多时，优先选择非增补频道调制器。不得
已选用增补频道时，优先选择Z6、Z7、Z5频道调制器。目前条件下，农村用户电视机相当
一部分没有“CATV功能”，选用上述频道，可以满足这些用户的收视要求。
（4）尽量不用开路电视信号而选用卫星电视信号作为信号源。开路信号是电视台电
视差转台发射的广播电视信号。开路信号易受干扰。在山区农村由于山峰坡地的阻挡反射，
电视信号不仅衰落严重，而且经多次反射后，多重重影严重。卫星电视信号为调频信号，
方向性强，受干扰的可能性小是它的主要特点。在接收天线适当的情况下，可以保证较好
的收视质量。如果不得已要用开路信号作信号源，应采用方向性强，增益较高的八木天线。
（5）干线和支线电缆应选用衰减小，机械强度较高的SYV－75－12和SYV－75－9物理
发泡（或质量更高的）电缆，该电缆衰减小、频带宽、便于频带扩展。
（6）安装前端设备的地点选择原则：①卫星信号无遮挡、无干扰。目前我国的广播
电视大多工作在C波段。由于地面微波也工作在C波段，若接收设备地点选择不当，易受微
波干扰。②地势比较平坦，不易遭受雷击。③靠近村庄的中心地带。
（7）安装前端设备应注意的问题：①机房附近要安装导电性能好、能覆盖天线设备
的避雷针。线路经过容易遭雷击的地方也应适当采取避雷措施。②前端设备供电要串接有
过压保护的电子稳压器。
（8）线路安装应注意的问题：①安装干线时，应同时架设钢绞线，干线吊在钢绞线上
不得承受拉力。干线经过电线杆时，要留有50cm以上的余量。这样做的好处，一是可以防
止电缆因热胀冷缩电缆承受拉力。二是扩展用户时，可以加装分支、分配器。②支线、用
户线经过空间3m以上的距离时，要拉设铁丝，电缆固定在铁丝上，避免承受拉力。③用户
一般固定在“寿命较长”的墙上，尽量避免把用户线固定在比较破旧的土房土屋的楼上。
④固定用户线路时，应尽量选择避光、避雨的屋檐下。⑤信号线路不得和供电线路一起固
定或同穿一个管道，以防止火电窜入系统，损坏设备。难以避免时，信号线和供电线路应
离开50m以上。⑥干线、支线要选择最佳路线走向，提高线路的覆盖率，这样作的好处是，
可以比较容易地选择分支、分配器。
（9）安装分支、分配器时，要采取防雨措施。
（10）系统信号调整应注意的问题：①邻频信号对设备调整有以下要求：a.前端信号
相邻频道电平差≤2dB。b.用户端信号相邻频道电平差≤3dB。〇c用户端信号任意频道电平
差≤10dB，否则，应采取均衡措施。②由于前端放大器输出高，温度变化时易产生信号失
真，为了保证系统信号质量和用户有足够的信号电平，调整系统信号应遵循，前端放大器
输出要低，用户放大器输出要高的原则。一般情况下，前端放大器输出100dB左右；用户电
平70dB左右为佳。
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1卫星电视接收系统的组成
卫星电视接收系统是由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成的一套完整的卫星地面接收站。
(1)抛物面天线是把来自空中的卫星信号能量反射会聚到一点（焦点）。
(2)馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭。馈源的意思是馈送能量的源，要求将会聚到焦点的能量全部收集起来。前馈式卫星接收天线基本上用大张角波纹馈源。
（3）高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大,然后传送至卫星接收机。高频头的噪声系数越低越好。
（4）卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号。
2卫星广播电视信号的极化方式
卫星电视信号的极化方式有4种：右旋圆极化、左旋圆极化、垂直线极化和水平线极化。因前两种极化方式不常用，现只介绍垂直线极化（V）和水平线极化（H）的接收方式。
垂直线极化和水平线极化的接收，是改变馈源的矩形（长方形）波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。当矩形波导口的长边平行于地面时接收的是垂直极化，垂直于地面时接收的是水平极化,极化方向（极化角）又因地而异，因为地球是个球体，而卫星信号的下行波束却是直线传播，这就造成不同方位角，所收的同一极化信号有所不同，所以地理位置不同，所接收的信号极化方向也有所偏差。馈源的长形波导口（极化方向）将不完全垂直或水平于地面。调整极化方向时应注意这一点。
3家用卫星接收系统及CATV系统的安装
天线的反射板结构有整体成形和分瓣2种（2 m以上的反射板基本为分瓣），脚架主要有立柱脚架和三脚架2种（立柱脚架较为常见），个别1.8 m以下脚架为卧式脚架。安装步骤如下：
卧式脚架装在已准备好的基座上，校正水平，然后坚固脚架螺丝及焊接固定（卧式脚架须先调好方位角后方可固定脚架）;装上方位托盘和仰角调节螺杆;依顺序将反射板的加强支架和反射板装在反射板托盘上，在反射板与反射板相连接时稍固定暂不紧固，等全部装上后，调整板面平整再将全部螺丝紧固。这里提醒注意的是分瓣反射板有些厂家是无顺序的可随意拼装，但有些三瓣是有安装点，这三瓣需3分安装在里面，否则馈源支架装上后不对称,馈源与天线的反射焦点不能重合，影响信号增益甚至收不到信号。整体成形的反射板装上托盘架后直接将反射板装在方位托架上即可。
馈源、高频头的安装与调整：把馈源、高频头和连接其矩形波导口对准、对齐,波导口内则要平整，两波导口之间加密封圈，拧紧螺丝防止渗水，将连接好的馈源高频头装在馈源固定盘上，对准抛物面天线中心位置集中焦点。
现介绍一种计算天线焦距简单计算方法：
根据抛物面天线焦距比公式：F/D≈0.34~0.4，现以3 m天线为例计算其焦距F=3×0.35+0.15=1.20（m），式中0.15为修正值。3 m天线焦距为1.2 m。
4系统调试
现介绍一种不知卫星方位角、仰角，没有调试仪器情况下进行系统调试的方法。系统调试必须把接收机、电视机拿到安装天线现场进行调试，安装现场必须有电源。以上准备工作做好后，下一步就是系统调试，步骤如下：
(1)首先根据所要接收的卫星，把卫星接收机所接收的频道频率调准。有的卫星接收机频率显示为卫星频道的下行频率3.7 GHz~4.2 GHz;有的是显示高频头的输出中频950 MHz~1 540 MHz，即是卫星接收机的接收输入中频频率。当碰上这种情况时，用高频头的本振频率5 150 MHz减去中频频率得出的是卫星频道的卫星下行频率。
(2)把所有的连接线接好，根据所要接收信号的极化方式粗调馈源，按极化要求调好馈源的波导口方向。
(3)把天线反射面转向正南方向，松开仰角调节杠，让反射面上下调节灵活方便。然后根据所要捕捉的卫星定点的经度和调试所在地的地理位置，向东或向西一点一点转动天线反射面来改变反射面的方位。每转动一点方位后缓慢上下调节,重复如此直至出现信号，确认是所要接收的卫星节目，然后保持信号强度,暂固定仰角，进行下一步方位角微调。
(4)使天线反射面朝单一方向水平转动，观察电视图像，使捕捉到卫星信号从有到无，从强信号到弱信号转至信号刚好消失，在脚架立柱托盘交接处上下画一条与地面垂直的直线作记号，再反转天线;使卫星信号图像在电视机中从弱到强，再从强到弱，转至信号图像刚好消失，在方位托盘记号处向下延伸立柱上画一直线，这时立柱上已有2条直线作记号。重复以上步骤反复几次，确认立柱两个记号点位置无误后，把方位托盘记号转至立柱两个记号点之间的中心线位置，这就是所要调试卫星的方位角位置。把紧固方位角的螺丝紧固，方位角调试完毕。
(5)微调仰角：用微调方位角的方法，在仰角调节杆上取两点作记号，用同样方法进行仰角微调。(6)馈源焦距及极化方向微调：用调方位角和仰角的方法微调焦距和极化方向。当馈源长度有限，焦距微调不适合以上方法时，这时电视图像画面噪声波点已减少或已没有了噪波点，可在馈源中塞点纸使画面出现较多的噪波点，然后调节馈源观察电视画面，调至噪波点减至最少，即调准了焦距。
(7)至此，系统接收调试完毕，撤去现场调试设备，连接好高频头与室内接收机的同轴电缆，如果是多户接收或进入CATV系统则装上功分器，有必要时加装线路放大器。
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