中波臺天饋線監視圖像網紋干擾問題的技術改造

陳志新

摘要：按照廣電總局62號令要求，秦皇島市中波發射臺在天線場地安裝了監視系統。由于所處環境調幅發射功率大、發射頻率多，監視圖像網紋干擾問題嚴重。我臺技術人員經過技術攻關，把攝像頭采集的視頻電信號轉換成光信號，通過光纖傳輸，較好的解決了長距離傳輸過程中中波信號對視頻信號的干擾問題;采用隔離變壓器方式供電，切斷了攝像頭電源串入的干擾。

關鍵詞：中波臺;監視圖像干擾;光纖傳輸;電源隔離

一、項目背景

秦皇島市中波發射臺負責中央1套、中央2 套、河北省1套、河北省2套、秦皇島市臺及試驗臺等共7套中波廣播節目的發射工作。天線場地共占地約200畝，有3座中波發射塔，其中120米中波發射塔2座、76米中波發射塔1座。我臺處在偏遠郊區，發射天線、饋線安全保衛工作是安全播出的重要環節。按照國家廣播電影電視總局頒發的62號令，以及無線發射轉播臺實施細則中對中波臺天線區設置監視系統的有關要求，我臺技術人員安裝了中波臺天饋線監視設備，確保24小時實時監視，提高了安全性。

但是，由于我臺共發射7套中波廣播，發射頻率從603KHz到1359KHz，調幅發射功率高達70千瓦，對傳輸的視頻信號產生了很強的干擾，機房監視信號網紋干擾問題嚴重。

目前市場上尚沒有專門針對復雜電磁干擾環境的監視產品。為了提高監視信號的質量，我臺技術人員刻苦鉆研、科學論證，采用了隔離變壓器供電、光纖傳輸等方式，較好地解決了監視信號網紋干擾問題。

二、原天饋線監視系統的設計

天饋線重點監視目標是調配間、發射塔、傳輸饋線。發射塔、調配間的調配網絡、傳輸饋線是發射機輸出部分，沒有備份，如果遭到破壞，在很短時間內很難恢復，必將發生停播的嚴重事件。

根據上述分析，原設計的圖像采集監視包括天線塔、傳輸饋線和調配間。9個攝像頭分為3組，每組的攝像頭分別監視發射塔、傳輸饋線、調配間，安裝在發射塔圍墻上、饋線的水泥桿上、調配間屋頂，分別監視發射塔、傳輸饋線及調配間防盜門。攝像頭的視頻圖像通過帶屏蔽的視頻線回傳到機房，經多路視頻處理器將9個攝像頭的視頻信號合成為1個圖像畫面，同時用硬盤錄制保存，保存期為3個月。

為了減少干擾，視頻線采用屏蔽線，視頻線、攝像頭的直流電源放置在鐵皮箱內加以屏蔽，鐵皮箱、攝像頭金屬外殼通過銅皮接地，鐵皮箱同時有防水的功能。

三、監視系統的抗干擾改造

（一）問題的提出

從原天饋線監視系統的運行來看，回傳的圖像質量基本能夠滿足監視的要求，但是存在網紋干擾，圖像效果不理想。分析原因，從監視系統的運行環境來看：首先，由于我臺共發射7套中波無線信號，最低頻率為603KHz，最高頻率達1359 KHz，發射頻率各異，調幅發射功率大，對視頻信號產生了很強的干擾;另一方面，給攝像頭供電的電源是從機房通過電源線到調配間，再連接到攝像頭。長距離的交流供電也容易使干擾信號通過交流電源進入;再次，饋線場地到機房距離遠，遠距離的視頻信號傳輸也是造成圖像干擾的原因，并最終影響圖像質量。

為了提高監視圖像質量，在實用、經濟的前提下，我們決定對原天饋線監視系統進行技術改造。

（二）問題的解決

依據上述分析，要解決監視信號網紋干擾問題，必須解決兩個問題：即視頻傳輸干擾和電源干擾。

1.視頻傳輸干擾問題解決方案

首先考慮把視頻信號調制成高頻信號。思路是：采用調幅的方式，把采集的視頻信號調制在高頻載波信號上，選取的高頻載波頻率避開中波頻率范圍，經射頻信號線回傳到機房，再解調出視頻信號。

經試驗發現，圖像效果并不理想。分析原因，由于我臺發射的7套中波無線信號，最低頻率為603KHz，最高頻率達1359 KHz，其諧波干擾不容忽視。某個諧波可能接近調制高頻信號頻率，從而干擾載波頻率信號，又因為采集的視頻信號采用調幅方式調制在高頻載波信號上，從而最終干擾采集的視頻信號。

光纖傳輸方式。由光纖傳輸原理可知，采用光纖傳輸，不會受到電磁干擾，非常適合在強電磁輻射的環境中，而且信號衰減小，能夠保證傳輸信號的質量。光纖體積小、重量輕、壽命長、價格低廉，而且隨著科技的進步，光端機技術成熟、價格便宜，和長距離視頻線傳輸方式比較，光纖傳輸在價格方面已經比較接近，而光纖傳輸的信號質量遠高于視頻線傳輸。

改造后的每路攝像頭監視由攝像頭、光發送機、光接收機等組成，9路完全相同。原理見圖1，為了簡便圖中只繪了1路。攝像頭采集的視頻電圖象信號通過視頻線（為了減少干擾，應盡可能減少視頻線長度），送至光發送機，光發送機的作用是將電信號轉換為光信號。光發送機及電源、攝像頭電源裝在鐵皮箱內，鐵皮箱外殼做接地處理。光信號由光纖傳輸送到機房內，經光接收機還原出視頻信號，9路視頻信號輸入多路視頻處理器，合成一個畫面送到監視器顯示圖像。

圖1 光纜傳輸示意圖

經過光纖改造，回傳的監視信號網紋干擾已經有明顯改善。

2.電源干擾解決方案

采用隔離變壓器方式供電。隔離變壓器的主要作用是使一次側與二次側的電氣完全絕緣，另外在高頻時，變壓器鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗加大，信號能量大部分轉變為熱能消耗掉，高頻干擾信號被大幅度抑制。利用隔離變壓器鐵芯的高頻損耗大的特點，就可以抑制高頻雜波干擾。

我們在每路攝像頭、光發送機供電端通過加入隔離變壓器方式供電，回傳的監視信號網紋干擾已經基本消除。

3.改造后的天饋線監視系統

改造后的天饋線監視系統原理如圖2所示。實際設計中攝像頭圖像采集共9路，圖中只畫出1路。

四、主要成果

中波臺天饋線監視系統由于工作在大功率無線頻率環境中，干擾問題不容忽視。在創新方面，我們把攝像頭的視頻電信號轉換成光信號通過光纜傳輸，較好得解決了中波頻率信號對視頻電信號的干擾，傳送信號清晰穩定;采用隔離變壓器方式供電，切斷了電源干擾問題。

改造后的監視系統適應大功率中波信號的特殊電磁工作環境，價格低廉，經濟實用，既節省了經費，又鍛煉了技術隊伍。本系統一年多運行穩定可靠，滿足預期的設計要求，為中波臺的天線場地提供了24小時不間斷監視，對兄弟臺站天饋線監視系統也有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]陳新橋.光纖傳輸技術[M].中國傳媒大學出版社，2015年04月.

[2]李宇.中波發射臺監視報警系統分析與設計[J].科技傳播，2014年3月上.