模擬地面電視頻道規劃中鏡像干擾的實驗研究

張 勇，陳彥峰

(1.河北省廣播電視技術中心，河北 石家莊 050012;2.河北省廣播電影電視局834發射臺，河北 保定 071000)

0 引言

我國的廣播電視正處于模數同播階段，對頻率資源將會在一定階段內存在膨脹性需求，有效規劃和利用好有限的頻率資源具有十分重要的意義。長期以來，在模擬地面電視頻道規劃分析的過程中，除須排除存在干擾的同頻外，同時要求“同一發射臺內要避免同頻、鄰頻、鏡象、本振等有害干擾，并盡可能避開中頻差拍干擾”對于鏡象干擾的情況。如果n頻道為欲收信號，那么對之產生鏡像干擾的頻道將是n+8和n+9頻道［1］，這就造成了許多電視頻道受到鏡像干擾的限制，從而無法得到充分利用。

近年來，已經有部分廣播電視部門針對鏡像干擾(相隔8個頻道)問題做出了探索，并收到了良好的效果［2］。2010年10月河北省廣播電影電視局科技處、技術中心監測臺、834發射臺、河北電視臺農民頻道的技術人員對相隔9個頻道的鏡像干擾問題，做了相關技術試驗和實地收測，得到了大量的試驗收測數據。筆者結合這些數據，對鏡頻干擾的原理和鏡像干擾頻道的確定方法進行系統論述。

1 鏡頻干擾產生原理

鏡像頻率干擾是超外差接收機特有的現象，設信號頻率為fs，振蕩頻率為fc，中頻 fid=fc－fs，在比 fs高兩個中頻處就有一個頻率fm，它就像是以fc為鏡子站在fs處看到的鏡像，所以稱像頻。鏡像頻率如果位于輸入回路的通頻帶內，通過外差的變頻作用就會把像頻位置以及附近的電臺信號搬移到中頻帶內，對接收信號形成干擾。如果像頻位置及其附近處無信號，那么就只是增加了一點噪聲，降低了信噪比;如果像頻處恰好有一個電臺信號，那么該信號就會和接收信號差拍形成嘯叫，較強的像頻則喧賓奪主，抑制掉輸入信號;如果電臺信號不在像頻處，而是在像頻附近，則會形成混臺，產生偏調失真。

目前，模擬電視接收機都是超外差式，在將接收到的射頻信號進行高頻放大以后，用一個本機振蕩器產生高頻振蕩信號與之進行混頻，得出一個中頻信號。由于本振頻率高于射頻信號頻率，所以得出的中頻信號的殘留邊帶幅頻特性相對于原來的高頻信號殘留邊帶幅頻特性呈鏡像對稱［3］，如圖1所示(假設接收的是第4頻道)。按照我國的規定，模擬電視圖像中頻頻率為38 MHz，音頻中頻頻率為31.5 MHz，中頻頻帶為31.25～39.25 MHz。所以，不論射頻載頻是多少，混頻后得到的中頻頻率是恒定的。

高于接收機本振頻率的非欲收圖像、伴音載頻信號與接收機本振頻率信號混頻后，進入接收機中頻范圍內的頻率信號會造成鏡頻干擾。而所需射頻保護率是由交疊頻率需要的射頻保護率減去接收機鏡象抑制比決定的。

圖1 混頻前后圖像信號頻譜鏡像變換

2 相隔9個頻道鏡像干擾分析

當模擬電視機接收到相隔9個頻道的兩路電視信號時，由于高頻道電視信號與低頻道電視信號的本振信號混頻，將對低頻信號產生鏡像干擾。為了更好地對相隔9個頻道的鏡像干擾進行分析，下面以電視DS－43頻道干擾電視DS－34頻道接收為例進行說明。

電視DS－34頻道頻帶為678～686 MHz，圖像載波頻率為679.25 MHz，音頻載波頻率為685.75 MHz，接收本振頻率為717.25 MHz，如圖2所示。

圖2 電視DS－34頻道頻譜

電視DS－43頻道頻帶為750～758 MHz，圖像載波頻率為751.25 MHz，音頻載波頻率為757.75 MHz，如圖3所示。

圖3 電視DS－43頻道頻譜

電視 DS－43頻道與 DS－34頻道接收本振頻率717.25 MHz混頻后，結果得到 32.75 ～40.75 MHz，而32.75～40.75 MHz落在電視接收機的中頻頻帶內，成為鏡像干擾信號，如圖4所示。模擬電視能量一般集中在圖像(38 MHz)和音頻(31.5 MHz)兩個點上，即43頻道高能量干擾的位置正好落在34主要頻段內，有6.5 MHz(32.75～39.25 MHz)重疊區。干擾頻道圖像主能量全部落在被干擾頻道圖像區，干擾現象明顯。所以，為避免鏡像干擾的產生，國際電聯 ITU－R BT.655－7 建議書［4］中對模擬電視之間鏡像干擾情況進行了界定。

圖4 電視DS－43、34頻道鏡像干擾頻譜示意圖

3 實驗過程與結果分析

通過理論分析，可以看出:電視相隔9個頻道鏡像干擾現象明顯，主要為圖像載頻受到鏡像干擾。但是，受干擾的程度、干擾圖像的主觀評價以及干擾的表現，在相關資料中并沒有提及。針對上述問題，2010年10月河北廣電局科技處、技術中心監測臺、834發射臺、河北電視臺農民頻道的技術人員，做了相關技術試驗和實地收測。

3.1 實驗條件

為更好地對鏡像干擾進行研究，本文并未采取實驗室的試驗方法，而是采用了實際搭建實驗平臺，直接進行實地收測的方式。實驗發射臺選擇在省局直屬834臺白石山發射機房，實驗頻道分別為:DS－34頻道播出河北衛視節目，DS－43頻道播出河北農民頻道節目。詳細的技術參數如下:

1)DS－34頻道，播出節目:河北衛視;發射功率:1 kW;發射機生產廠家:北京吉兆;天線形式:縫隙天線、垂直極化;天線增益:15 dB;天線靜高:1 875 m。

2)DS－43頻道，播出節目:河北農民;發射功率:1 kW;發射機生產廠家:北京吉兆;天線形式:四層四面的面包天線、垂直極化;天線增益:10.5 dB;天線靜高:1 870 m。

收測及接收設備:德力DS1283(B)電視場強頻譜儀，德力9000E接收天線。為更好地對接收圖像進行保存分析，實驗使用DELL Latitude D510筆記本作為微機平臺，接收卡使用GENIATECH的CARD－TV電視調頻接收卡對收測圖像進行保存。

收測形式:采用室外定點收測，測試地區為保定部分地區。同時，為保證測試的代表性，測試小組進入普通用戶家中，對不同品牌的電視接收機接收情況進行了統計。

3.2 收測數據

本文從若干收測數據中，選擇了3組具有代表性的數據進行介紹。

地點一收測場強相差3.6 dB，圖像如圖5所示，可以看出DS－43頻道(河北農民)圖像清晰，效果較好;DS－34頻道(河北衛視)由于受到鏡像干擾，圖像出現橫向的波紋，聲音效果較好。

圖5 地點一DS－43、DS－34收測圖像對比圖

地點二收測場強相差0.9 dB，圖像如圖6所示，可以看出DS－43頻道(河北農民)圖像清晰，效果較好;DS－34頻道(河北衛視)圖像清晰，效果較好。

圖6 地點二DS－43、DS－34收測圖像對比圖

地點三收測場強相差3.3 dB，圖像如圖7所示，可以看出DS－43頻道(河北農民)圖像有噪點，不清晰;DS－34頻道(河北衛視)由于受到鏡像干擾，圖像出現橫向的波紋，波紋比地點一收測略少，聲音效果較好。

圖7 地點三DS－43、DS－34收測圖像對比圖

為了進一步了解電視相隔9個頻道鏡像干擾的表現，將其中一幅畫面進行了放大，如圖8所示。從中可以看出鏡像干擾主要表現為橫向的波紋，隨著干擾強度的增加，波紋則會加深加密。

3.3 結果分析

將上述實驗收測數據進行總結如表1所示。

圖8 干擾圖像細節放大圖

表1 收測場強及效果統計表

當43頻道場強與34頻道場強差低于2 dB時，干擾現象輕微，主觀視覺評價優良;當43頻道場強與34頻道場強差高于2 dB時，出現干擾現象，主觀視覺可以察覺到干擾網紋的存在，干擾現象隨場強差的增大愈加明顯，成正比。無線電波的空間傳輸隨意性較強，無法做到兩頻道在大部分范圍內場強差小于2 dB，收測數據表明電視相隔9個頻道的鏡像干擾存在，影響大部分用戶的收看效果，伴音收聽效果良好。

國際電聯ITU－R BT.655－7建議書TABLE10所示n+9頻道鏡像穩定干擾的射頻保護率為11 dB(34頻道為預收頻道)，這與我們的實驗數據存在不同。但實驗數據為同行進行類似試驗提供了參考，希望能在今后的試驗中對存在的偏差進行系統詳細的解釋。

4 結論及研究展望

通過理論和實驗數據的綜合分析得出:在模擬地面電視規劃中相隔9個頻道鏡像干擾的問題仍然存在，但實驗數據與國際電聯ITU－R BT.655－7建議書中對模擬電視之間鏡像干擾保護率的界定存在不同，這就需要對有關頻道繼續進行試驗。實驗數據說明現階段必須遵守n+9頻道的鏡像干擾限制［5］。

隨著地面數字電視頻道的增加，對于數字電視頻道鏡像干擾的問題將成為今后研究的重點。由于數字和模擬電視調制方式上的差別，其鏡像干擾頻道的確定方法根據干擾源數字和模擬頻道的不同而有所差別［6］。特別是數字電視信號對模擬地面電視信號的鏡頻干擾，將在未來的工作中加以重點研究。

［1］何大中.系統與覆蓋網［M］.北京:國防工業出版社，1990.

［2］楊立新.鏡像干擾問題的相關技術實驗［J］.廣播與電視技術，2011(3):132－134.

［3］夏治平，劉曉蓉.數模同播規劃中鏡像干擾頻道的確定［J］.廣播電視信息，2006(6):45－46.

［4］ ITU－R BT.655－7－2004，Radio－frequency protection ratios for AM vestigial sideband terrestrial television systems interfered with by unwanted analogue vision signals and their associated sound signals［S］.2004:10－15.

［5］ Planning methods for terrestrial television in VHF/UHF bands［C］//CCIR XVIthPlenary Assembly:Vo1.X1，Part1.1986:281－300.

［6］鄒峰，李熏春，史虹湘，等.地面電視頻率規劃與優化［M］.北京:中國廣播電視出版社，2008.■