广播电视微波数字化设备的技术研究

颜喜宁

【摘要】微波数字化设备是当前数字化时代广播电视传播的重要技术，本文主要研究广播电视微波数字化设备的技术研究，首先介绍数字化广播电视技术特征，了解数字化广播电视的基本特点，重点分析数字化广播电视技术特征以及主要的设备技术，在此基础上总结广播电视微波数字化设备技术的维护措施，希望通过本文的研究能够更加全面的认识了解广播电视微波数字化设备相关技术的应用。

【关键词】广播电视;数字化;微波

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.24.006

广播电视微波数字化是当前广播电视传输的重要技术手段和传播形式，能够有效满足广播电视传播的需求。随着信息时代的不断发展，人们对于广播电视传播的质量要求也不断提高，微波数字化技术也变得更加重要。当前在广播电视传播中，微波数字化技术的应用仍然存在诸多不足之处，导致频谱失真、信号中断等问题，影响用户的收看收听体验，因此在现阶段加强对于广播电视微波数字化设备的技术研究是十分必要的，能够更加全面的了解数字化广播电视技术特征和广播电视微波数字化设备技术，从而制定针对广播电视微波数字化设备技术维护的具体措施，更好的发挥微波数字化技术在广播电视节目传播中的作用。

1. 数字化广播电视技术特征

1.1 数字化广播电视图像信号数字化

数字化广播电视能够实现图形信号的数字化传输。要想实现数字信号对电视信号的模拟，需要依次完成信号采样、编码以及量化等三个主要的步骤。而且为了后期将数据信号恢复为原始电视信号，采样频率需要超过电视信号宽带的两倍，而且必须保证数字信号与副载波之间的频率连接才能避免信号节拍造成的图像噪声。在实际采样过程中，需要将模拟电视信号转换为可以控制的离散脉冲信号，并采用舍零取整的原则对信号幅度值进行定量处理并对信号进行重新排列，从而转变为数字图像信号，实现图像信号的数字化。

1.2 数字化广播电视音频信号数字化

广播电视节目要求实现声画同步，需要同时将图像声音信号传送到用户终端，因此需要将音频信号数字化处理。音频信号和图像信号之间存在一定的差異，不能直接同步处理，需要单独处理音频信号。只有充分考虑图像信号的扫描频率以及长频率等相关标准才能更好的实现图像与音频信号的同步传输。而且可以使用低频滤波器控制拦截频率，降低频率差异对音频信号造成的影响。与图形信号的处理相似，需要对转换后的脉冲信号进行离散处理，量化后重新对准得到数字化音频信号。

2. 广播电视微波数字化设备技术分析

广播电视微波数字化的实现需要依靠专业的设备技术，其中最主要的是以下三种技术：

2.1 数字微波收信技术分析

数字微波收信技术主要包括数字滤波技术、自适应均衡技术、空间分集技术。其中数字滤波技术能够利用先进的数字滤波器中内置的线性相位设计以及带内平坦度降低通信过程中频率受到的干扰。而空间分集技术则是综合利用多个接收天线接收信号，筛选使用最优的信号，利用天线之间的互补来降低由于多径衰落对信号传播造成的影响。

数字微波收信设备主要包括射频、中频和解调系统三部分，其中解调系统主要指信号解调机，系统运行中主要采用外差式方案实现信号接收。射频系统中低噪声放大器的灵敏度较高，主要作用是接收传输来的信号，而天线系统则可以使用滤波器选择合适的信道频率并抑制其他信道的干扰。放大工作主要依靠中频系统完成，而且能够自动增益数字信号，将电视信号的电平调整到稳定的状态后再传输到解调系统中，而且能够支撑接收信道对频带频率的响应。数字微波接收过程中，首先利用接收天线系统对微波信号混频转换，然后再使用中频放大器放大信号，将信号滤波处理后再利用解调系统对信码解调处理，实现信号的恢复再生。而且为了更好的处理在传输处理过程中造成的信号失真问题，一般会将中频自适应均衡器融合到接收设备中，并结合空间分集技术降低信号传输中出现的通信中断问题出现的频率。

2.2 数字微波发信技术分析

数字调制技术、中频放大器、功率放大器和自动发信功率控制技术是数字微波发信技术中的主要技术设备。其中自动发信功率控制技术能够自动调整选择在设备运行中的发信功率，适应收信电平的变化。这样能够在维持电路正常运行使用的同时提高设备运行效率，而且能够有效避免由于环境问题造成的信号不稳定问题。

常用的数字微波发信设备主要包括中频调制式和直接调制式两种，前者适用于中大容量数字化设备，能够在140或70MHz实现对数字基带信号的中频调制，调制特性以及兼容性都比较好。后者主要在中小容量场景中使用。在微波数字化处理中，一般选用中频调制器对变换后的信码调制载频，获取调制信号。再使用功率中放对调制后的信号放大，得到变频器运行要求的电平，之后同构滤波器将信号传输到数字微波发信系统的天线系统中，最后使用天线将数字化信号发射出。这种设备与模拟微波设备的功能相似，最大的区别是前者用于数字基带信号的调制发射。

2.3 同步网技术分析

数字微波传输中，不同的信号分开处理，需要对信号进行同步处理，避免出现语音、图像、数据等不同步的情况。一般情况下，为了实现数字微波的同步，通常采用分布式时钟用于同步协调。目前使用的基准时钟主要包括位于核心层的一级时钟、位于汇聚层的二级时钟和位于接入层的三级时钟，其中一级时钟一般采用铯钟，精准度极高，但是工艺限制大，不容易采购，一般运营商会选择部分城市的中心局布置一级时钟，同时会其他的枢纽楼配置备用铯钟，从而提升一级时钟系统的可靠性。二级时钟一般在中心局应用，主要作用是跟踪一级时钟时间并输出时间给其他数字设备。三级时钟一般选用同步设备时钟，在网元设备中广泛应用。

三级时钟的同步又分为三种不同的形式，其一是准同步，在不同局点和业务设备上连接设置不同的高级别时钟，能够比较灵活的对设备进行组网，而且设备连接数据漂移比较低，但是容易出现周期性滑动，系统可靠性较差。其二是主从同步，依靠分级网络实现，将主时钟设置在同步网络中，通过链路同步主时钟与其他时钟，系统更加可靠，成本较低，但是在定时时会出现同步环路的问题。其三是混合同步，在网络结构的基础上划分不同的区间，在区间内独立完成主从同步系统运行稳定可靠，在数字广播电视中普遍使用。

3. 广播电视微波数字化设备技术维护措施

从前文分析可知，广播电视微波数字化设备运行使用需要较高的技术要求，而且在运行使用中容易受到诸多不同因素的影响，要想保证设备的正常使用，需要制定完善的技术设备维护措施，重点可以从以下几方面入手。

3.1 广播电视收发设备技术维护

首先要对收发信设备中不同指示灯的运行状态进行检查，确保接头连接牢固。其次要仔细清洁设备内部，而且要注意使用的风机毛巾等需要具备防静电功能，避免影响收发设备的正常使用。另外在检查过程中要重点检查收发信电平、基础电压、指示灯、图像声音的显示等，在日常工作中强化维护保养。在发射技术方面，首先要制定完善的安全原则及维护周期，按照计划对设备技术进行维护更新，消除影响设备运行的安全隐患，而且要尽量避免移动设备。其次要对维修技术内容进行必要的改进，实现精细化的维护保养，针对出现的问题要彻底弄清原因，制定应急预案。另外需要与行业站点之间建立良好的竞争合作关系，进一步推进广播电视技术的传播发展。

3.2 广播电视天线馈线系统的技术維护

在广播电视系统运行中，数字微波天馈线需要安装在信号发射塔上完成信号的接受发射，在日常维护中重点做好设备牢固性的维护，避免出现由于天气原因导致的设备震动破坏。日常每年需要定期检修紧固螺丝，并用密封胶密封处理天馈线的连接位置，确保信号能够正常传输。除了螺丝紧固外，还需对馈管进行紧固，而且要监测波道的气压，及时对波道充气，避免进入潮湿空气腐蚀内部铜壁，影响信号传输。

3.3 广播电视配电系统的技术维护

广播电视微波数字化设备要想正常运行使用，必须依靠稳定的供电系统，在日常作业中需要严格做好配电系统的技术维护。首先需要做好配电系统的例行检查，根据实际情况对设备载荷进行调整，其次要根据系统运行情况对电缆容量、数量进行扩充，维持设备的正常使用。另外每次交接班都要对配电柜内的设备运行数据进行检查确认，确保设备运行正常，如果发现运行异常情况，需要对运行日志进行检查，及时发现可能存在的问题并进行处理，避免造成安全隐患。

4. 结语

通过本文的分析可知，目前广播电视传播已经实现了数字化的广播电视图像信号以及音频信号，在系统运行中主要使用数字微波收信技术、发信技术以及同步技术。但是目前广播电视微波数字化技术在实际应用中仍然存在诸多不足之处，需要从配电系统、天线馈线以及收发设备等多方面入手强化日常设备技术维护才能更好的发挥微波数字化技术的作用。未来随着信息技术的不断发展，广播电视微波数字化的程度会不断升高，应用的设备技术会更加先进，也会遇到更多更复杂的问题，这就需要技术人员不断加强对于微波数字化设备技术的研究，制定更加合理的应用方案，更好的发挥数字化设备技术的作用，满足广播电视数字化发展的需求。

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