中波臺天饋線監(jiān)視圖像網(wǎng)紋干擾問題的技術(shù)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(fā)射臺在天線場地安裝了監(jiān)視系統(tǒng)。由于所處環(huán)境調(diào)幅發(fā)射功率大、發(fā)射頻率多，監(jiān)視圖像網(wǎng)紋干擾問題嚴重。我臺技術(shù)人員經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，把攝像頭采集的視頻電信號轉(zhuǎn)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(guān)鍵詞：中波臺;監(jiān)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(fā)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(jié)目的發(fā)射工作。天線場地共占地約200畝，有3座中波發(fā)射塔，其中120米中波發(fā)射塔2座、76米中波發(fā)射塔1座。我臺處在偏遠郊區(qū)，發(fā)射天線、饋線安全保衛(wèi)工作是安全播出的重要環(huán)節(jié)。按照國家廣播電影電視總局頒發(fā)的62號令，以及無線發(fā)射轉(zhuǎn)播臺實施細則中對中波臺天線區(qū)設(shè)置監(jiān)視系統(tǒng)的有關(guān)要求，我臺技術(shù)人員安裝了中波臺天饋線監(jiān)視設(shè)備，確保24小時實時監(jiān)視，提高了安全性。

但是，由于我臺共發(fā)射7套中波廣播，發(fā)射頻率從603KHz到1359KHz，調(diào)幅發(fā)射功率高達70千瓦，對傳輸?shù)囊曨l信號產(chǎn)生了很強的干擾，機房監(jiān)視信號網(wǎng)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(huán)境的監(jiān)視產(chǎn)品。為了提高監(jiān)視信號的質(zhì)量，我臺技術(shù)人員刻苦鉆研、科學論證，采用了隔離變壓器供電、光纖傳輸?shù)确绞?，較好地解決了監(jiān)視信號網(wǎng)紋干擾問題。

二、原天饋線監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計

天饋線重點監(jiān)視目標是調(diào)配間、發(fā)射塔、傳輸饋線。發(fā)射塔、調(diào)配間的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)、傳輸饋線是發(fā)射機輸出部分，沒有備份，如果遭到破壞，在很短時間內(nèi)很難恢復，必將發(fā)生停播的嚴重事件。

根據(jù)上述分析，原設(shè)計的圖像采集監(jiān)視包括天線塔、傳輸饋線和調(diào)配間。9個攝像頭分為3組，每組的攝像頭分別監(jiān)視發(fā)射塔、傳輸饋線、調(diào)配間，安裝在發(fā)射塔圍墻上、饋線的水泥桿上、調(diào)配間屋頂，分別監(jiān)視發(fā)射塔、傳輸饋線及調(diào)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(jīng)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(nèi)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(jiān)視系統(tǒng)的抗干擾改造

（一）問題的提出

從原天饋線監(jiān)視系統(tǒng)的運行來看，回傳的圖像質(zhì)量基本能夠滿足監(jiān)視的要求，但是存在網(wǎng)紋干擾，圖像效果不理想。分析原因，從監(jiān)視系統(tǒng)的運行環(huán)境來看：首先，由于我臺共發(fā)射7套中波無線信號，最低頻率為603KHz，最高頻率達1359 KHz，發(fā)射頻率各異，調(diào)幅發(fā)射功率大，對視頻信號產(chǎn)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(diào)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(zhì)量。

為了提高監(jiān)視圖像質(zhì)量，在實用、經(jīng)濟的前提下，我們決定對原天饋線監(jiān)視系統(tǒng)進行技術(shù)改造。

（二）問題的解決

依據(jù)上述分析，要解決監(jiān)視信號網(wǎng)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(diào)制成高頻信號。思路是：采用調(diào)幅的方式，把采集的視頻信號調(diào)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(jīng)射頻信號線回傳到機房，再解調(diào)出視頻信號。

經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，圖像效果并不理想。分析原因，由于我臺發(fā)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(diào)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(diào)幅方式調(diào)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(huán)境中，而且信號衰減小，能夠保證傳輸信號的質(zhì)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(shù)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(jīng)比較接近，而光纖傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量遠高于視頻線傳輸。

改造后的每路攝像頭監(jiān)視由攝像頭、光發(fā)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(fā)送機，光發(fā)送機的作用是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。光發(fā)送機及電源、攝像頭電源裝在鐵皮箱內(nèi)，鐵皮箱外殼做接地處理。光信號由光纖傳輸送到機房內(nèi)，經(jīng)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(jiān)視器顯示圖像。

圖1 光纜傳輸示意圖

經(jīng)過光纖改造，回傳的監(jiān)視信號網(wǎng)紋干擾已經(jīng)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(cè)與二次側(cè)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(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟牡?，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(fā)送機供電端通過加入隔離變壓器方式供電，回傳的監(jiān)視信號網(wǎng)紋干擾已經(jīng)基本消除。

3.改造后的天饋線監(jiān)視系統(tǒng)

改造后的天饋線監(jiān)視系統(tǒng)原理如圖2所示。實際設(shè)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(jiān)視系統(tǒng)由于工作在大功率無線頻率環(huán)境中，干擾問題不容忽視。在創(chuàng)新方面，我們把攝像頭的視頻電信號轉(zhuǎn)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(wěn)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(jiān)視系統(tǒng)適應大功率中波信號的特殊電磁工作環(huán)境，價格低廉，經(jīng)濟實用，既節(jié)省了經(jīng)費，又鍛煉了技術(shù)隊伍。本系統(tǒng)一年多運行穩(wěn)定可靠，滿足預期的設(shè)計要求，為中波臺的天線場地提供了24小時不間斷監(jiān)視，對兄弟臺站天饋線監(jiān)視系統(tǒng)也有一定的借鑒意義。

參考文獻：

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