中波台天馈线监视图像网纹干扰问题的技术改造

陈志新

摘要：按照广电总局62号令要求，秦皇岛市中波发射台在天线场地安装了监视系统。由于所处环境调幅发射功率大、发射频率多，监视图像网纹干扰问题严重。我台技术人员经过技术攻关，把摄像头采集的视频电信号转换成光信号，通过光纤传输，较好的解决了长距离传输过程中中波信号对视频信号的干扰问题;采用隔离变压器方式供电，切断了摄像头电源串入的干扰。

关键词：中波台;监视图像干扰;光纤传输;电源隔离

一、项目背景

秦皇岛市中波发射台负责中央1套、中央2 套、河北省1套、河北省2套、秦皇岛市台及试验台等共7套中波广播节目的发射工作。天线场地共占地约200亩，有3座中波发射塔，其中120米中波发射塔2座、76米中波发射塔1座。我台处在偏远郊区，发射天线、馈线安全保卫工作是安全播出的重要环节。按照国家广播电影电视总局颁发的62号令，以及无线发射转播台实施细则中对中波台天线区设置监视系统的有关要求，我台技术人员安装了中波台天馈线监视设备，确保24小时实时监视，提高了安全性。

但是，由于我台共发射7套中波广播，发射频率从603KHz到1359KHz，调幅发射功率高达70千瓦，对传输的视频信号产生了很强的干扰，机房监视信号网纹干扰问题严重。

目前市场上尚没有专门针对复杂电磁干扰环境的监视产品。为了提高监视信号的质量，我台技术人员刻苦钻研、科学论证，采用了隔离变压器供电、光纤传输等方式，较好地解决了监视信号网纹干扰问题。

二、原天馈线监视系统的设计

天馈线重点监视目标是调配间、发射塔、传输馈线。发射塔、调配间的调配网络、传输馈线是发射机输出部分，没有备份，如果遭到破坏，在很短时间内很难恢复，必将发生停播的严重事件。

根据上述分析，原设计的图像采集监视包括天线塔、传输馈线和调配间。9个摄像头分为3组，每组的摄像头分别监视发射塔、传输馈线、调配间，安装在发射塔围墙上、馈线的水泥杆上、调配间屋顶，分别监视发射塔、传输馈线及调配间防盗门。摄像头的视频图像通过带屏蔽的视频线回传到机房，经多路视频处理器将9个摄像头的视频信号合成为1个图像画面，同时用硬盘录制保存，保存期为3个月。

为了减少干扰，视频线采用屏蔽线，视频线、摄像头的直流电源放置在铁皮箱内加以屏蔽，铁皮箱、摄像头金属外壳通过铜皮接地，铁皮箱同时有防水的功能。

三、监视系统的抗干扰改造

（一）问题的提出

从原天馈线监视系统的运行来看，回传的图像质量基本能够满足监视的要求，但是存在网纹干扰，图像效果不理想。分析原因，从监视系统的运行环境来看：首先，由于我台共发射7套中波无线信号，最低频率为603KHz，最高频率达1359 KHz，发射频率各异，调幅发射功率大，对视频信号产生了很强的干扰;另一方面，给摄像头供电的电源是从机房通过电源线到调配间，再连接到摄像头。长距离的交流供电也容易使干扰信号通过交流电源进入;再次，馈线场地到机房距离远，远距离的视频信号传输也是造成图像干扰的原因，并最终影响图像质量。

为了提高监视图像质量，在实用、经济的前提下，我们决定对原天馈线监视系统进行技术改造。

（二）问题的解决

依据上述分析，要解决监视信号网纹干扰问题，必须解决两个问题：即视频传输干扰和电源干扰。

1.视频传输干扰问题解决方案

首先考虑把视频信号调制成高频信号。思路是：采用调幅的方式，把采集的视频信号调制在高频载波信号上，选取的高频载波频率避开中波频率范围，经射频信号线回传到机房，再解调出视频信号。

经试验发现，图像效果并不理想。分析原因，由于我台发射的7套中波无线信号，最低频率为603KHz，最高频率达1359 KHz，其谐波干扰不容忽视。某个谐波可能接近调制高频信号频率，从而干扰载波频率信号，又因为采集的视频信号采用调幅方式调制在高频载波信号上，从而最终干扰采集的视频信号。

光纤传输方式。由光纤传输原理可知，采用光纤传输，不会受到电磁干扰，非常适合在强电磁辐射的环境中，而且信号衰减小，能够保证传输信号的质量。光纤体积小、重量轻、寿命长、价格低廉，而且随着科技的进步，光端机技术成熟、价格便宜，和长距离视频线传输方式比较，光纤传输在价格方面已经比较接近，而光纤传输的信号质量远高于视频线传输。

改造后的每路摄像头监视由摄像头、光发送机、光接收机等组成，9路完全相同。原理见图1，为了简便图中只绘了1路。摄像头采集的视频电图象信号通过视频线（为了减少干扰，应尽可能减少视频线长度），送至光发送机，光发送机的作用是将电信号转换为光信号。光发送机及电源、摄像头电源装在铁皮箱内，铁皮箱外壳做接地处理。光信号由光纤传输送到机房内，经光接收机还原出视频信号，9路视频信号输入多路视频处理器，合成一个画面送到监视器显示图像。

图1 光缆传输示意图

经过光纤改造，回传的监视信号网纹干扰已经有明显改善。

2.电源干扰解决方案

采用隔离变压器方式供电。隔离变压器的主要作用是使一次侧与二次侧的电气完全绝缘，另外在高频时，变压器铁芯的磁滞损耗和涡流损耗加大，信号能量大部分转变为热能消耗掉，高频干扰信号被大幅度抑制。利用隔离变压器鐵芯的高频损耗大的特点，就可以抑制高频杂波干扰。

我们在每路摄像头、光发送机供电端通过加入隔离变压器方式供电，回传的监视信号网纹干扰已经基本消除。

3.改造后的天馈线监视系统

改造后的天馈线监视系统原理如图2所示。实际设计中摄像头图像采集共9路，图中只画出1路。

四、主要成果

中波台天馈线监视系统由于工作在大功率无线频率环境中，干扰问题不容忽视。在创新方面，我们把摄像头的视频电信号转换成光信号通过光缆传输，较好得解决了中波频率信号对视频电信号的干扰，传送信号清晰稳定;采用隔离变压器方式供电，切断了电源干扰问题。

改造后的监视系统适应大功率中波信号的特殊电磁工作环境，价格低廉，经济实用，既节省了经费，又锻炼了技术队伍。本系统一年多运行稳定可靠，满足预期的设计要求，为中波台的天线场地提供了24小时不间断监视，对兄弟台站天馈线监视系统也有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]陈新桥.光纤传输技术[M].中国传媒大学出版社，2015年04月.

[2]李宇.中波发射台监视报警系统分析与设计[J].科技传播，2014年3月上.