電視信號的微波傳輸技術(shù)及應(yīng)用

蔣鴻瑞

摘 要：在當(dāng)今這個發(fā)達的信息化社會，微波技術(shù)在信息傳輸領(lǐng)域占有一席之地。微波技術(shù)在不斷發(fā)展過程中，逐漸被應(yīng)用于電視領(lǐng)域中，它不僅提高了信息傳輸技術(shù)質(zhì)量，而且為人們帶來了更加理想的生活。本文首先概述了微波傳輸技術(shù)的內(nèi)容，其次說明了此技術(shù)的原理和特點，接著分析其對電視發(fā)展的意義，最后對電視中微波傳輸技術(shù)的應(yīng)用做了詳細的討論。

關(guān)鍵詞：微波傳輸技術(shù)；電視信號；原理；應(yīng)用

中圖分類號：TN943.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0032-02

1 微波傳輸技術(shù)概述

1.1 AML微波傳輸技術(shù)

AML微波傳輸是一種將RF前端發(fā)出信號反饋至AML發(fā)射機上從而實現(xiàn)傳輸信號的技術(shù)，其Ku波段在18.1～18.6GHz之間或12～13.2GHz之間，當(dāng)信號發(fā)至AML發(fā)射機上時，信號將被放大達到Ku波段的數(shù)頻，此時另一端用天線接收微波波頻，再反饋到AML的接收機上，AML接收機再將信號還原為RF信號，這一流程即為AML微波傳輸技術(shù)的電視信號傳輸過程。AML微波因其有著星形的結(jié)構(gòu)，所以在傳播過程中，速度快，接收信號質(zhì)量好。

1.2 數(shù)字微波傳輸技術(shù)

數(shù)字微波傳輸技術(shù)優(yōu)點眾多，廣泛應(yīng)用于電視信號傳播中。數(shù)字微波傳輸技術(shù)傳播距離遠、傳輸?shù)娜萘恳泊?，不僅可以高質(zhì)量地傳輸電視信號，而且能有效運輸語音信息和其他數(shù)據(jù)，維持穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)，強效的抗干擾能力，同時進行雙向傳輸信號，數(shù)字微波傳輸?shù)碾娨曅盘柧幋a速率一般為144MbPs。

1.3 FM微波傳輸技術(shù)

FM微波傳輸技術(shù)是把RF發(fā)射的所有信號，從音頻FM發(fā)射機中轉(zhuǎn)化成微波頻，大概在1～1.5GHz、2.5～2.7GHz或7～8GHz之間，甚至在12GHz以上。其主要傳播信號工具是天線，F(xiàn)M微波在天線的發(fā)射下定向或者全向送達接收點，由客戶端的調(diào)解器將FM微波轉(zhuǎn)化成電視信號。FM微波傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點是有良好的接收性能、抗干擾性、靈敏度高且接收距離遠，適用于電視信號和廣播信號傳輸中。

1.4 MMDS微波傳輸技術(shù)

MMDS微波傳輸?shù)墓ぷ髟硎抢枚ㄏ蚧蛉驅(qū)掝l帶天線發(fā)射微波，寬頻帶寬可以影響微波信號傳輸?shù)臄?shù)量，譬如帶寬為8MH的寬屏能同時傳輸25套電視節(jié)目的微波信號，這種MMDS微波傳輸技術(shù)的工作波頻在25～27GHz之間。MMDS微波傳輸技術(shù)的優(yōu)點是可以將前端信號直接分配給用戶，雖然是單向微波傳輸，但是能夠接收付費電視，且接收設(shè)備在價格上有一定的優(yōu)勢。

2 微波傳輸技術(shù)原理及特點

2.1 微波傳輸技術(shù)的基本原理

微波是一種較靈活的信息傳輸介質(zhì)，1mm-1m波長、300GHz～300MHz波頻范圍的低頻電磁波。微波傳輸技術(shù)是指利用微波形態(tài)攜帶和傳輸通信信號，在移動通信領(lǐng)域廣泛使用，逐漸擴展應(yīng)用至廣播電視等領(lǐng)域。微波是電磁波的一種，它的傳輸特征和光波的相類似，直線傳播于均勻介質(zhì)中，當(dāng)遇到阻礙物時，傳輸信號就會被隔斷。此傳輸特征使得微波傳輸每隔一段時間就需要加強和轉(zhuǎn)播信號，也就是中繼轉(zhuǎn)發(fā)，確保微波能實現(xiàn)長距離傳播，大區(qū)域覆蓋廣播電視信號。

2.2 微波傳輸技術(shù)的特點

微波傳輸技術(shù)主要有工作頻率寬和接力式設(shè)計兩大特點。其一工作頻率寬是指在300GHz～300MHz的微波范圍內(nèi)，頻率區(qū)間較快，頻段選擇靈活，可以滿足多個信號源的傳播需求。微波技術(shù)應(yīng)用在廣播電視信號傳輸中，應(yīng)該根據(jù)其所能的覆蓋范圍選擇合理的技術(shù)參數(shù)、天線形式和微波頻段等，不僅能實現(xiàn)微波信號傳輸系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計，而且滿足廣播電視的應(yīng)用需要。其二是接力式設(shè)計，由于在空間角度上，電視信號以曲面的形式覆蓋信號，所以想要微波信號能夠全面有效覆蓋并且接收、增強和轉(zhuǎn)發(fā)高質(zhì)量的信號，設(shè)置多個中繼站是十分有必要的。在設(shè)計中繼站的過程中，需考慮中繼站的位置以及信號發(fā)射角度等問題，以此形成一個科學(xué)的接力式體系，通過此種接力式設(shè)計體系達到高質(zhì)量信號的有效傳輸。

3 微波傳輸技術(shù)對電視發(fā)展的意義

3.1 提高傳輸信息的安全性

微波傳輸技術(shù)具有相當(dāng)高的安全性能，其特殊的調(diào)整設(shè)備可以很好地進行信號對接和輸出，如果傳輸信號在中途被截斷，也不會輕易被破解。

3.2 消除信號傳輸對線路的依賴

微波傳輸技術(shù)相較于傳統(tǒng)利用光線傳輸信號的的方式，優(yōu)勢在于沒有復(fù)雜繁瑣的通信線路，微波傳播技術(shù)只需利用發(fā)射信號、接收終端和中繼站即可完成信號傳輸。傳輸工作不受距離、地形的影響，哪怕是沙漠、河谷等復(fù)雜地帶，也可以輕松跨越，最大限度降低地形對信號傳輸?shù)你Q制。

3.3 提高廣播電視的集成化程度

微波傳輸技術(shù)有效地提高了電視的集成化程度，首先它使影像錄入、信號傳輸和系統(tǒng)監(jiān)控等聯(lián)系起來，優(yōu)化了廣播電視各環(huán)節(jié)之間的銜接，推動了廣播電視系統(tǒng)的發(fā)展。

4 電視微波傳輸技術(shù)的運用

4.1 電視信號微波傳輸中繼系統(tǒng)

傳輸兩端的端站和傳輸線路的中繼站是電視信號微波傳輸中繼系統(tǒng)的兩大主要組成部分組成。傳輸兩端的端站主要工作是轉(zhuǎn)化從電視中心傳輸出來的聲音和圖片信號，變成電視信號的微波再被傳輸出去，接收進來的電視微波信號轉(zhuǎn)化成聲音信號和圖片信號再傳達至電視中心，這種轉(zhuǎn)化流程說明傳輸兩端的端站起著收發(fā)信號的作用。另一組成傳輸線路的中繼站的作用則是電視微波信號的分路和轉(zhuǎn)發(fā)。在電視信號微波傳輸中繼系統(tǒng)中，微波信號具有雙向性，傳輸相同方向的微波信號，收發(fā)的天線可以相同也可以不同。

4.2 電視信號微波傳輸中繼系統(tǒng)的頻率分配

一般情況下，會有一套以上的微波信號收發(fā)設(shè)備存在于電視信號微波傳輸中繼系統(tǒng)的中繼站中，因為多個中繼站存在于一條電視微波傳輸線路中，所以在眾多頻道中正確選擇首發(fā)頻率和避免多個頻率間發(fā)生干擾問題是我們需要思考解決的重要問題。首先的就是頻率分配，頻率分配主要包括發(fā)射頻率和接收頻率。

關(guān)于這種中繼站的頻率分配，有幾點需要注意，一是在同一個微波中繼站上時，必須采用不同的頻率收發(fā)信號，當(dāng)兩個頻道逐漸相鄰時，必須在中頻上傳輸電視信號微波，從而避免因信號間的相互干擾而造成不能接收信息。中頻信號具有很強的穩(wěn)定性，不僅可以阻擋其它頻率信號的干擾，而且容易處理轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)的問題，對比其他頻率信號，中頻傳遞的微波信號質(zhì)量更優(yōu)。

4.3 微波傳輸技術(shù)應(yīng)用于傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成中

SDH是當(dāng)前最為廣泛使用的微波信號傳輸網(wǎng)絡(luò)電路，他所具備的良好抗干擾功能可以對信號傳輸過程中的各類電磁進行微波傳輸系統(tǒng)保護，在保證微波傳輸?shù)馁|(zhì)量不受到影響的基礎(chǔ)上，為觀眾提供高品質(zhì)的廣播電視節(jié)目?？傮w來說，微波傳輸技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建了一種星型或樹型的環(huán)路式網(wǎng)絡(luò)建設(shè)保護通道，在最大限度上提高了傳輸系統(tǒng)的抗干擾能力，也保證了信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

4.4 微波傳輸技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測系統(tǒng)中

任何廣播電視節(jié)目都不是來自同一信號源中，信號源的多樣性使節(jié)目之間的銜接轉(zhuǎn)換常會出現(xiàn)細小的問題，所以對關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行運行狀態(tài)監(jiān)測十分重要。微波傳輸技術(shù)應(yīng)用至監(jiān)測系統(tǒng)中，可以充分運用拓展監(jiān)測系統(tǒng)功能，通過查詢、記錄和報警等功能優(yōu)化和提升監(jiān)測系統(tǒng)，使其在發(fā)現(xiàn)故障時第一時間采取報警措施，避免因信號傳輸問題導(dǎo)致的廣播電視播放事故出現(xiàn)。

4.5 微波傳輸技術(shù)應(yīng)用于攝像機中

近些年，微波傳輸裝置與攝像機組合成為了應(yīng)用最普遍的裝置，它將影像資料錄入設(shè)備進行信號傳輸，為廣播電視的實時性增強了效果，在新聞直播、現(xiàn)場會議等實時拍攝報道中十分適用。隨著人們對電視觀看效果需求的提高，高清已然成為了廣播電視的主流發(fā)展趨勢。想要達到高清效果，勢必要擴大微波傳輸?shù)男畔⑷萘浚瑢z像機微波發(fā)射裝置的效率和質(zhì)量也要提出更高要求。當(dāng)前狀況供應(yīng)商為了攝像機的微波發(fā)射質(zhì)量能達到高質(zhì)量、低延時的微波傳輸效果，選用20MHz寬通道作為通信頻率并進行合理化控制。

參考文獻

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