l        可否架設一套收看全球衛星電視節目的設備 (I)　　(范新鑫 2003.9) www.starchina.com.tw

按照中央大學太空及遙測研究中心劉振榮老師的分類, 人造衛星 ”基本上可分為氣象衛星、通訊衛星、資源衛星、間諜衛星及科學衛星五大類.” 其中除了通訊衛星之外, 大多屬於相對低軌道的極軌道和橢圓軌道之非同步衛星. 又根據StacoDX全球衛星數據控制中心(SatcoDX Satellite Control Center)的登錄統計, 全球現有關於電視通信的通訊衛星共約154個, 都是同步衛星.

什麼是同步衛星? 簡單的說, 某一質量的衛星環繞在地球赤道約36000公里的上空, 在離心力和向心力平衡的軌道上, 以每秒3.076公里的速度, 隨著地球的自轉而同步地環繞著地球. 此刻, 在軌道運轉的衛星所需要的驅動能量最小, 縱使有所偏離軌道時, 地面衛星控制中心也相對較容易導正. 同理, 非同步衛星是屬於相對低軌道環繞兩極或橢圓軌道的衛星, 約在數百公里到上千公里的上空不等. 此等衛星就得需要更多的驅動能量和速度, 以擺脫相對近距離所造成更大的引力效應, 維持在離心力和向心力的平衡點上.

刻卜勒第二定律(Kepler's Second Laws, 德國天文學家Johannes Kepler 1571-1630): 衛星在軌道上運轉時, 在相同的時間內掃過相等的面積. 相等的面積是指在相同時間內, 衛星行經弧長至地心(焦點)所圍成的面積. 也就是說, 衛星繞行愈接近地球時, 速度愈快; 而繞行愈遠離地球時, 速度愈慢.

牛頓引力定律(Newton's Laws of Gravitation. Isaac Newton, 1643--1727)指出: 在萬有引力常數下, 每一個具有質量的物體, 對另外同具有質量的物體所形成的吸引力, 和兩物體質量的乘積成正比, 但和距離的平方成反比.    

以現今上百顆有關電視通信之通訊衛星來看, 可分類比和數位兩大類. 早在多年以前, 美國早已規定公元2000年以後, 不再發射類比式傳送的衛星. 因此, 在公元2000年或者提早幾年反應所發射的衛星, 都是數位式傳送的衛星. 在舊式衛星自然凋敝和青黃交接後, 未來幾年的天空將都是清一色的數位衛星. 不管新舊衛星, 所有在衛星頻寬的使用上, 一樣主要落在Ku頻和C頻; 集波器LNB極化方式一樣分水平和垂直頻道極化(Channel Polarization)的方式, 或是左, 右旋波(Left, Right Circular)的方式. 集波器降頻後的衛星接收器接收頻率則是由原先的950 ~ 1750 MHz, 延展至950 ~ 2050 MHz, 有甚者至2150 MHz.

依類比系統在電視傳播上, 又分NTSC, PAL, SECAM三大類, 並搭配不同的聲音副載波(subcarrier)頻率和不同的調制(modulation)方式. 堪稱種類繁多, 變化多端.

至於數位式傳送的衛星其衍生的類別並不亞於類比式衛星. 就數位衛星傳輸編碼系統而言, 區分為ATSC, ISDB, DVB以及目前中國大陸發展中的系統. 在原本衛星頻段, 集波器LNB和接收頻率的考量之餘, 其中有些還得要把原有電視傳播系統NTSC, PAL和SECAM的因素考慮進去, 以符合電視機正常播放的規格. 此外, 數位通信協定中的符碼率(symbol rate), 前鋒錯誤校正FEC (forward error correction)…等等, 都是接收數位衛星頻道時必要的參數設定考量.

以上所述, 不管是類比或數位處理方式的衛星, 為了能夠正確收看到一個頻道的節目, 往往包括器材安排, 參數設定等排列組合不下數十種. 這還不包括各頻道者各種頻道系統鎖碼或解碼(en-crypted or de-crypte)的方式. 在客觀的相對地理條件下, 還得瞭解該衛星的位置(經度), 信號覆蓋範圍(coverage)及信號覆蓋強度. 這些都將有助於適當地選用碟形天線的大小和正確地安置碟形天線的方位與仰角.

[參考文獻 / 資料出處]:

　　1. 中央大學太空及遙測研究中心, “遙測原理和應用”(2003), 劉振榮.

　　2. SatcoDX全球衛星數據控制中心(SatcoDX Satellite Control Center) 2003年的登錄統計.