廣播衛星是指直接向用戶轉播音頻、視頻和數據等信息的通信衛星。具有信息單向傳輸、一發多收等特點。廣播衛星是一種專用的通信衛星，主要用於電視廣播。它起到空間廣播發射台的作用。
基本介紹
- 中文名：廣播衛星
- 外文名：Broadcast Satellite
- 簡稱：BS
- 起源時間：1964年
- 特點：高功率發射等
- 學科：通信技術
簡述,發展,技術指標,特點,
簡述
根據國際電信聯盟（ITU）的定義，廣播衛星是運營衛星電視廣播業務的衛星，是為地面電視運營商提供節目源的一項專業業務，是最早開始的電視業務，是點對點、點對多點的廣播衛星。
廣播衛星又稱電視廣播衛星、廣播通信衛星，是向公眾直接轉播電視或聲音廣播的通信衛星，是一種專用的通信衛星，主要用於電視廣播。隨著技術進步，廣播衛星也有了向大眾廣播的功能。廣播衛星按廣播方式分為向地面電視運營商提供點對多點服務的衛星廣播；向個人、大眾提供點對面直播服務的衛星直播。廣播衛星是衛星廣播系統的重要組成部分，是空間廣播的發射台。廣播衛星由電視廣播轉發系統和保障系統組成。廣播轉發系統包括廣播轉發器和廣播收發天線。廣播衛星運行在靜止軌道上，典型的廣播衛星具有百瓦量級的廣播發射功率。
廣播衛星由通信衛星發展而來，但二者又有區別。通信衛星主要用於電話、電報、電傳和電視傳輸等電信業務，連線兩座或多座以上具有收、發功能的衛星通信地球站實現點對點的雙向通信，通信轉發器數目較多。為了避免對地面微波中繼線路共享頻段的干擾，每個通信轉發器的輸出功率一般為5W～10W，發射到地面的電波較微弱，須用直徑較大的高增益天線、低噪聲接收設備和跟蹤系統來接收。
通信衛星雖然也能轉播電視節目，但要經過衛星通信地球站接收，然後傳送到地面電視台再轉發給公眾。廣播衛星不需要任何中轉就可向地面轉播或發射電視廣播節目，供公眾集體或個體直接接收，實現點對多點、點對面的廣播。廣播衛星一般用國內或區域波束覆蓋。
發展
自從1964年8月19日，美國率先發射成功第一顆靜止同步衛星“辛康一3”之後，C頻段、低功率和中功率廣播通信衛星發展很快，可以傳送數千路電話和數十路電視節目。進入90年代，數位技術進入了廣播電視領域，廣播衛星得到了飛躍的發展。特別是數字視頻壓縮技術使廣播衛星實現了多頻道化，並能多工利用。
廣播衛星的發展經歷了三個階段：
1)低功率衛星
廣播衛星在起步階段，採用上行頻率為6GHz，下行頻率為4GHz的c頻段衛星，衛星發射的等效全向輻射功率，EIRP為33dBW。地面TVRO站天線口徑為3.3m。由於價格較高，且安裝架設一個3.3m站，對站址有一定要求，所以要把它推廣到個體接收有一定的困難。
2)中功率衛星
從1983年起，廣播衛星採用了Ku頻段衛星，EIRP=47dBW，比以前提高了很多，提高的原因，主要是因為頻率提高后，相同口徑的衛星天線的增益大為提高（天線增益正比於頻率的平方）。當下行頻率為12GHz頻段，地面站天線口徑可減小到1.2m，衛星電視已占30%。
3)高功率衛星
廣播衛星的大功率直播衛星的EIRP達54dBW，下行頻率仍為12GHz，提高EIRP的主要措施是採用了200W的星上功率放大器。地面站天線口徑可減小到0.35m~0.6m。為衛星電視進入家庭創造了條件。
廣播電視衛星包括通信衛星、直播衛星，向“兩多、兩大、一長”的方向發展。
(2)大容量、大功率：大容量是指增加轉發器數量，特別是採用碼率壓縮技術後可使頻道容量擴展幾倍到幾十倍；大功率是指增大轉發器功率；
(3)長壽命：採用新的材料、工藝、設備、燃料、控制技術，大大提高衛星的壽命。
技術指標
(1)廣播衛星必須是對地靜止的，以便觀眾使用簡單，無需跟蹤衛星而且定向性強的接收天線，要求使用赤道同步衛星，還要求衛星能精確地保持它在軌道上的位置和姿態。
(2)廣播衛星必須有足夠的有效輻射功率，以簡化地面接收設備。在覆蓋面積較大，波束為2。左右的情況下，個體接收衛星電視廣播所需的轉發器發射功率是幾百瓦；集體接收方式所需的是幾十瓦。
(3)廣播衛星必須有足夠長的使用壽命和可靠度，以降低停播率，並避免經常更換衛星所帶來的停播和浪費。要求衛星使用長壽命、高可靠度的元件、部件，並必須設定星上備份部件、備份轉發器，及發射備份衛星。
(4)廣播衛星的重量應保證工作需要，並在此前提下儘量減輕，以節約發射費用。為此，星上各分系統所用的材料密度要小，耗電部分應儘可能提高效率，以減輕整個星體重量。已發射的以及近期內將要發射的廣播衛星的重量，大體在3000kg～8000kg之間。
特點
典型的廣播衛星的特點：
1)高功率發射
高功率發射可實現接收天線小型化。由於衛星的地面功率通量密度加大，Ku頻段衛星直播(DBS/DTH)業務迅速發展，接收衛星電視所需的接收天線愈來愈小。
為了讓地面站用直徑0.6m~3m天線的簡易設備直接收看、收聽衛星廣播節目，廣播轉發器比通信轉發器的輸出功率要大得多，一般均採用數十至數百瓦的大功率行波管放大器，如兩個135W的行波管並聯，輸出功率達260W；廣播天線採用高增益的窄波束或成形波束，將電波能量集中到衛星覆蓋區內，提高到達地面的電波強度。因此廣播衛星向地面發射的等效全向輻射功率比通信衛星的高數十倍到上千倍。用作集體接收型的廣播衛星的等效全向輻射功率為50dB/W左右；個體接收型的則達到60dB/W多。
2)傳輸容量大
一般衛星只有50左右個轉發器。衛星技術、運載技術的發展，衛星的功率增大，所帶的轉發器數量增多。2002年發射的勞拉公司研製的衛星，總功率將達25kW，攜帶150個轉發器。
3)Ku頻段轉發器成為主導
Ku頻段轉發器是衛星電視的頻率選擇方向。世界上有近300顆靜止軌道商業通信衛星，已提供的轉發器中，c頻段占36%；FSS的Ku頻段占47%，BSS的Ku頻段占17%。隨著衛星直播、衛星寬頻多媒體的廣泛套用，正在建造的商業衛星業務Ka頻段轉發器迅速增加。
4)大面積太陽電池陣
廣播轉發器輸出功率較大，要求太陽電池能提供千瓦量級以上的電源功率和大面積太陽電池陣。因此廣播衛星多採用三軸姿態控制。大型太陽電池翼，並始終自動定向對準太陽，以提高太陽光照射效率。
5)數字壓縮技術
DVB-S已成為世界統一的數字衛星電視傳送標準。數字衛星電視傳送的圖像和聲音質量高；節省頻譜資源，可傳送的節目套數多；可靈活地組合多種業務傳送；降低節目傳送的運行成本；易實現加擾加密，進行條件接收和對用戶的授權管理。
6)高精度軌道控制
為了使地面接收設備簡單和不要求地面天線具有跟蹤能力，同時又能避免衛星之間的相互干擾，廣播衛星均採用地球靜止衛星軌道，並能精確地保持其所在軌道位置，國際電信聯盟規定，Ku頻段廣播衛星的軌道位置保持精度應不低於±0.1°。
7)高精度天線指向
為了使地面接收設備簡單和不要求地面天線具有跟蹤能力，同時又能避免衛星之間的相互干擾，天線波束相對其標稱指向的偏移在任何方向上均不超過0.1°。
8)衛星食對軌道位置選擇的影響
9)衛星業務向綜合方向發展
