【摘要】廣播電視微波傳輸通道是廣播電視信號(hào)傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，直接影響著廣播電視節(jié)目的質(zhì)量和觀眾的觀看體驗(yàn)。為了提升廣播電視信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，本文旨在探討廣播電視微波傳輸通道故障的判斷及信號(hào)衰落處理技術(shù)，首先分析廣播電視微波傳輸通道的主要影響因素及保護(hù)措施，然后介紹傳輸通道故障的判斷方法及信號(hào)衰落的原因，最后提出若干信號(hào)衰落處理技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】廣播電視；微波傳輸；通道故障；信號(hào)衰落

中圖分類號(hào)：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.012

廣播電視節(jié)目是公眾獲取信息和娛樂的主要途徑之一，而廣播電視微波通道作為信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于保障廣播電視正常的傳輸質(zhì)量和覆蓋范圍具有重要意義。在城市化進(jìn)程日益加快的背景下，高樓大廈和現(xiàn)代化建筑的增多嚴(yán)重影響了微波傳輸通道的信號(hào)效果，導(dǎo)致微波傳輸質(zhì)量下降。過去的微波傳輸系統(tǒng)主要針對(duì)傳輸通道中的傳統(tǒng)建筑物設(shè)計(jì)，但現(xiàn)代化建筑的發(fā)展嚴(yán)重挑戰(zhàn)著廣播電視微波通道的安全穩(wěn)定性，傳輸通道中障礙物越來越多會(huì)導(dǎo)致微波傳輸?shù)男盘?hào)衰落，最終影響傳輸質(zhì)量。隨著技術(shù)的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，傳統(tǒng)的備份通道方式已經(jīng)逐漸被新的保護(hù)技術(shù)所取代。為了確保信息數(shù)據(jù)的傳遞、政府公共信息的傳播以及人們?nèi)粘Ｉ畹恼故?，廣播電視微波傳輸通道的安全運(yùn)行至關(guān)重要，必須重視和加強(qiáng)對(duì)微波傳輸通道的保護(hù)，才能讓廣播電視節(jié)目以高質(zhì)量、穩(wěn)定的方式傳送到用戶端，滿足人們對(duì)廣播電視節(jié)目的需求[1]。本文對(duì)廣播電視微波傳輸通道的主要影響因素、常見保護(hù)措施、故障判斷方法、信號(hào)衰落原因、處理技術(shù)等方面進(jìn)行了綜合分析。

1. 影響廣播電視微波傳輸通道的主要因素

1.1 空間環(huán)境因素

空間環(huán)境因素對(duì)廣播電視微波傳輸通道的影響不可忽視，主要包括以下幾個(gè)方面：一是大氣條件因素。大氣中存在著水分子、氧分子和氮分子等物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)微波的傳播具有吸收和衰減的效果。特別是在雨、霧、雪等惡劣天氣條件下，微波信號(hào)的傳輸會(huì)受到更嚴(yán)重的阻礙。二是地形和地貌因素。微波信號(hào)在傳播過程中會(huì)受到地面、山脈、建筑物等障礙物的反射、衍射和繞射等效應(yīng)的影響。地形的起伏和不規(guī)則性以及建筑物的高度會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的多徑傳播，造成信號(hào)的衰落和干擾。三是電磁干擾因素。尤其是在城市化進(jìn)程中，各種電子設(shè)備和無線通信設(shè)備的增多會(huì)導(dǎo)致微波頻段的電磁干擾加劇。這些干擾源可能來自移動(dòng)通信基站、雷達(dá)設(shè)備、無線局域網(wǎng)等，它們的工作頻率可能與廣播電視微波傳輸通道的頻率相近甚至重疊，從而引發(fā)信號(hào)干擾和衰落。

1.2 人為操作因素

人為操作因素也是影響廣播電視微波傳輸通道的重要因素之一，主要包括以下幾個(gè)方面：一是設(shè)備維護(hù)不當(dāng)。微波傳輸設(shè)備需要定期維修和檢查，以確保其正常工作。如果操作人員沒有按照維護(hù)要求進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)和維修，可能引發(fā)設(shè)備故障，進(jìn)而導(dǎo)致微波傳輸通道的中斷或質(zhì)量下降。二是誤操作。在微波傳輸過程中，人為的誤操作可能導(dǎo)致傳輸設(shè)備的配置錯(cuò)誤或調(diào)整不當(dāng)，進(jìn)而影響傳輸通道的穩(wěn)定和質(zhì)量[2]。三是未經(jīng)授權(quán)的操作及人為破壞。未經(jīng)授權(quán)的人員對(duì)傳輸設(shè)備進(jìn)行非法操作或破壞，可能導(dǎo)致傳輸通道的中斷或被入侵，給廣播電視微波傳輸?shù)陌踩詭盹L(fēng)險(xiǎn)。

2. 廣播電視微波傳輸通道的保護(hù)

2.1 優(yōu)化通道的規(guī)劃設(shè)計(jì)

在廣播電視微波傳輸通道的規(guī)劃和布設(shè)階段，需要對(duì)地形、地貌和建筑物等因素進(jìn)行充分調(diào)研和分析，合理選擇傳輸路線和設(shè)備位置。考慮到大氣衰減、地形反射等問題，應(yīng)設(shè)計(jì)合適的傳輸高度和傳輸頻率，并采取措施減少信號(hào)的多徑傳播和干擾。此外，還需充分考慮城市化進(jìn)程中新建建筑物的影響，確保微波傳輸通道的暢通無阻。

2.2 定期設(shè)備監(jiān)測與維護(hù)管理

為了保證廣播電視微波傳輸通道的穩(wěn)定性和可靠性，工作人員需要加強(qiáng)對(duì)信號(hào)傳輸設(shè)備的定期監(jiān)測與維護(hù)管理。該項(xiàng)工作的重點(diǎn)是全面把握信號(hào)傳輸?shù)母黜?xiàng)參數(shù)，并通過分析和對(duì)比了解傳輸過程中的變化和潛在問題。同時(shí)，研究周圍環(huán)境對(duì)傳輸通道的影響，采取相應(yīng)的措施來保證微波信號(hào)的暢通無阻。在設(shè)備監(jiān)測的過程中，應(yīng)特別關(guān)注信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵參數(shù)，如功率、頻率、調(diào)制等[3]。通過定期的測試和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量下降或波動(dòng)的情況，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)。此外，還可以利用數(shù)據(jù)對(duì)比分析的方法，了解設(shè)備運(yùn)行情況的趨勢變化，預(yù)判可能出現(xiàn)的故障，以提前采取措施進(jìn)行預(yù)防和維護(hù)。

2.3 提高故障判斷與處理能力

對(duì)于廣播電視微波傳輸通道出現(xiàn)的故障或異常情況，需要建立快速且準(zhǔn)確的故障判斷和處理機(jī)制。為此，培訓(xùn)操作人員具備故障診斷和排除的技能，并提供故障處理指南和操作手冊(cè)，幫助他們快速準(zhǔn)確地識(shí)別問題所在，隨時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。建立緊急響應(yīng)機(jī)制，與相關(guān)部門和供應(yīng)商建立緊密的合作關(guān)系，確保在故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)解決問題，最大限度地減少通道中斷時(shí)間。

2.4 加強(qiáng)技術(shù)更新優(yōu)化

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，廣播電視微波傳輸通道也需要進(jìn)行技術(shù)更新和優(yōu)化，以適應(yīng)市場需求的變化和日益嚴(yán)苛的環(huán)境條件。例如，引入光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以提高傳輸帶寬和速率，增強(qiáng)傳輸通道的容量和可靠性。此外，采用先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)器和調(diào)制解調(diào)技術(shù)，可以提高抗干擾能力和傳輸效率，降低信號(hào)衰落和誤碼率，從而提高廣播電視微波傳輸?shù)馁|(zhì)量和服務(wù)水平。

2.5 構(gòu)建安全防護(hù)體系

廣播電視微波傳輸通道的安全管理是確保傳輸通道不受非法入侵和破壞的關(guān)鍵。建立安全防護(hù)體系，包括視頻監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、定期巡邏和安全審計(jì)等措施，確保傳輸站點(diǎn)和設(shè)備的安全性。同時(shí)加強(qiáng)定期的安全演練和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，完善應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)對(duì)措施，提高傳輸通道的應(yīng)急響應(yīng)能力，在安全方面做好充分準(zhǔn)備。

2.6 提高工作人員綜合素質(zhì)

工作人員應(yīng)具備相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)和技能，能夠熟練操作和維護(hù)微波傳輸設(shè)備；還需要具備良好的溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，能夠與其他相關(guān)部門和供應(yīng)商進(jìn)行有效合作。提高工作人員的綜合素質(zhì)有助于提升工作效率和應(yīng)對(duì)問題的能力，從而更好地保護(hù)廣播電視微波傳輸通道的正常運(yùn)行和信號(hào)質(zhì)量。

3. 廣播電視微波傳輸通道故障的判斷

3.1 排除法

廣播電視微波傳輸通道的故障原因包括零部件老化、設(shè)備疲勞運(yùn)轉(zhuǎn)、天氣原因和天饋系統(tǒng)故障等。為了確定故障的范圍和原因，工作人員可以采用排除法逐步排除各種可能性[4]。首先，查看當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r。如有惡劣的天氣條件，例如暴風(fēng)雨、大霧等，可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降或中斷。其次，對(duì)傳輸設(shè)備進(jìn)行全面檢查。工作人員可以檢查設(shè)備是否有老化和疲勞的跡象，例如零部件的損壞或陳舊、設(shè)備的工作時(shí)間過長等。如果設(shè)備運(yùn)行正常且零部件狀態(tài)良好，那么設(shè)備老化和疲勞的問題就可以被排除。在排除了天氣和設(shè)備原因之后，工作人員可以將注意力集中在反饋系統(tǒng)上，檢查天饋線纜、天線和其他相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，確保連接正常且沒有松動(dòng)或損壞。如果發(fā)現(xiàn)反饋系統(tǒng)存在故障或異常，那么它有可能是導(dǎo)致微波傳輸通道出現(xiàn)問題的原因。通過采用排除法，工作人員可以快速鎖定廣播電視微波傳輸通道故障的范圍，不僅提高了工作效率，也有助于快速解決故障，確保微波傳輸通道的正常運(yùn)行和信號(hào)質(zhì)量。

3.2 儀器檢測法

確定了廣播電視微波傳輸通道故障的基本原因后，工作人員需要進(jìn)一步利用專業(yè)的檢測儀器來確定發(fā)生故障的具體部位，以便更加精細(xì)地檢查和解決問題。首先，當(dāng)初步鎖定天饋系統(tǒng)故障后，通過檢查充氣機(jī)內(nèi)的干燥劑判斷反饋系統(tǒng)是否存在問題。干燥劑的顏色通常會(huì)隨著吸濕程度而改變，如果發(fā)現(xiàn)干燥劑變色，可能意味著反饋系統(tǒng)中存在故障。這時(shí)，工作人員可以采取進(jìn)一步的措施，如使用干燥法或更換饋線等方法解決問題。其次，如果饋線正常，可以使用儀器對(duì)饋線進(jìn)行檢測。例如，使用時(shí)域反射儀（TDR）等設(shè)備，可以測量饋線上的反射損耗和衰減情況。通過分析反射信號(hào)的特征，可以判斷饋線是否存在故障，如斷線、短路或連接頭不良等，根據(jù)檢測結(jié)果，工作人員可以采取相應(yīng)的修復(fù)或更換措施。此外，可以在天線末端安裝頻譜分析儀，對(duì)接收的電平參數(shù)進(jìn)行收集和對(duì)比。通過與正常參數(shù)進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)顯著的差異，可以進(jìn)一步調(diào)整參數(shù)，以提高信號(hào)質(zhì)量和傳輸穩(wěn)定性。在特殊情況下，例如觀察到微波傳輸出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，工作人員可以利用微波傳輸路由圖，對(duì)目標(biāo)地區(qū)的地貌情況進(jìn)行檢查。重點(diǎn)關(guān)注具有較高高度的建筑物，這些障礙物可能會(huì)影響微波傳輸?shù)男盘?hào)傳播。工作人員需要準(zhǔn)確記錄障礙物的基本信息，包括經(jīng)緯度、高度等，并反復(fù)核查微波傳輸通道的故障。

4. 廣播電視微波信號(hào)衰落的主要原因

4.1 大氣吸引衰落

大氣吸引衰落是廣播電視微波信號(hào)衰落的一種主要原因。在傳輸過程中，微波信號(hào)與大氣分子發(fā)生相互作用，導(dǎo)致信號(hào)的吸收和衰減。大氣中的氣體分子，尤其是水汽分子，對(duì)微波信號(hào)的吸收更為顯著。濕度較高的環(huán)境下，水汽分子會(huì)吸收微波信號(hào)的能量，使信號(hào)強(qiáng)度降低。

4.2 雨霧引起的散射衰落

當(dāng)廣播電視微波信號(hào)遇到雨滴或霧霾等水滴或懸浮顆粒時(shí)，這些微小的物體會(huì)散射微波信號(hào)，導(dǎo)致信號(hào)的衰減。水滴或顆粒會(huì)散射微波信號(hào)的能量，使信號(hào)的強(qiáng)度下降。雨滴大小、密度以及霧霾中顆粒的濃度等都會(huì)影響散射衰落的程度。較大的雨滴或較濃的霧霾會(huì)導(dǎo)致更明顯的信號(hào)衰減。

4.3 閃爍衰落

閃爍衰落是由于大氣中存在的湍流引起的現(xiàn)象。湍流造成了大氣中的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致微波信號(hào)在傳輸路徑上經(jīng)歷多個(gè)湍流區(qū)域，使信號(hào)的幅度和相位快速變化。這種閃爍現(xiàn)象特別在穿越城市區(qū)域、山區(qū)或海岸線等復(fù)雜地形的傳輸路徑上發(fā)生。閃爍衰落會(huì)導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量的時(shí)變性，可能導(dǎo)致接收設(shè)備無法正確解碼信號(hào)。

4.4 多徑衰落

多徑衰落是指微波信號(hào)在傳播路徑中經(jīng)歷多條不同長度和相位的反射、散射或繞射路徑，導(dǎo)致信號(hào)的疊加干涉或相消現(xiàn)象，進(jìn)而引起衰落。當(dāng)微波信號(hào)在傳播路徑上經(jīng)過多個(gè)反射面或繞射障礙物時(shí)，不同路徑的信號(hào)以不同相位到達(dá)接收端，相位差較大時(shí)將導(dǎo)致信號(hào)干涉，從而衰減信號(hào)的強(qiáng)度。

4.5 波導(dǎo)型衰落

波導(dǎo)型衰落是由于傳輸路徑中存在地形、建筑物等物體阻擋微波信號(hào)而引起的現(xiàn)象。這些障礙物會(huì)對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行阻擋、反射或繞射，導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度的衰減或不穩(wěn)定。尤其在山區(qū)、城市區(qū)域或森林等具有復(fù)雜地形的地區(qū)，由于波導(dǎo)型衰落的影響，信號(hào)的傳輸質(zhì)量可能會(huì)受到較大影響。

5. 廣播電視微波衰落的主要處理技術(shù)

5.1 分集接收技術(shù)

分集接收技術(shù)是一種應(yīng)對(duì)廣播電視微波衰落的常用技術(shù)措施，通過使用多個(gè)接收天線并將它們連接到接收設(shè)備上來減輕或消除信號(hào)衰落的影響。分集接收利用多個(gè)天線在空間上的分布，可以接收到經(jīng)過不同傳播路徑的信號(hào)，這些路徑可能受到不同程度的衰落。通過合理的信號(hào)處理算法，在接收到的信號(hào)中選擇最佳的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和恢復(fù)，以提高接收信號(hào)的質(zhì)量和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，分集接收技術(shù)有多種實(shí)現(xiàn)方式，包括空間分集、時(shí)間分集和極化分集[5]?？臻g分集利用多個(gè)接收天線在空間上的分布，減小信號(hào)在不同傳輸路徑上的衰落差異。時(shí)間分集則是利用時(shí)分多址接收，將接收到的信號(hào)按照不同的時(shí)間隙進(jìn)行處理。極化分集則是同時(shí)使用兩個(gè)不同極化方向的天線來接收信號(hào)，以提高信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量。分集接收技術(shù)的優(yōu)勢是可以改善信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量，提高抗衰落能力。然而，它也面臨著成本較高、占用更多頻譜資源以及需要精確的天線安裝和校準(zhǔn)等挑戰(zhàn)。

5.2 自愈環(huán)網(wǎng)SHR技術(shù)

自愈環(huán)網(wǎng)（Self-Healing Ring，SHR）技術(shù)是一種針對(duì)廣播電視微波衰落的有效技術(shù)措施。SHR技術(shù)通過構(gòu)建一個(gè)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，并在節(jié)點(diǎn)之間建立多個(gè)互連路徑，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的冗余傳輸和自愈能力。當(dāng)傳輸路徑中的某一段出現(xiàn)衰落或故障時(shí)，SHR技術(shù)能夠通過其他路徑重新路由信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)和恢復(fù)原始信號(hào)的傳輸。這種節(jié)點(diǎn)之間多條路徑的互聯(lián)方式，可以減輕信號(hào)衰落的影響，并保證廣播電視微波信號(hào)的高可靠性和穩(wěn)定性。SHR技術(shù)具備以下幾個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)：故障監(jiān)測與診斷、速度快速恢復(fù)、能力分派和冗余傳送。它能夠及時(shí)檢測到傳輸路徑中的故障，并通過選擇備用路徑進(jìn)行信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)自愈和恢復(fù)功能。此外，SHR還具備自動(dòng)監(jiān)測和故障報(bào)告的能力，能夠及時(shí)通知維護(hù)人員進(jìn)行修復(fù)工作。

5.3 自適應(yīng)均衡技術(shù)

自適應(yīng)均衡技術(shù)是一種應(yīng)對(duì)廣播電視微波衰落的重要技術(shù)措施。它利用數(shù)字信號(hào)處理算法，針對(duì)不同的信道衰落情況，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行均衡處理，以提高信號(hào)質(zhì)量。自適應(yīng)均衡技術(shù)主要包括均衡器和算法兩個(gè)部分。均衡器根據(jù)信道衰落條件實(shí)時(shí)調(diào)整接收信號(hào)的增益和相位補(bǔ)償，以優(yōu)化信號(hào)的恢復(fù)和解碼。算法部分采用自適應(yīng)濾波算法，動(dòng)態(tài)地估計(jì)和補(bǔ)償信道傳輸過程中引起的干擾和失真。通過對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行均衡處理，可以有效抑制并消除廣播電視微波信號(hào)衰落帶來的影響，提高信號(hào)的可靠性和清晰度。

6. 結(jié)束語

廣播電視微波傳輸通道在廣播和電視節(jié)目傳輸中起著關(guān)鍵作用，由于各種原因，如復(fù)雜的空間環(huán)境和人為操作等，可能導(dǎo)致傳輸通道發(fā)生故障。故障將導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降甚至中斷，給廣播電視系統(tǒng)的運(yùn)行和用戶體驗(yàn)帶來不可忽視的影響。為了保護(hù)廣播電視微波傳輸通道的可靠性，可通過研究和應(yīng)用一系列有效的技術(shù)措施，能夠有效解決廣播電視微波傳輸通道故障帶來的挑戰(zhàn)，提升廣播電視傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性，為廣大觀眾提供精彩的視聽體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李利民.探究如何識(shí)別廣播電視微波傳輸通道故障[J].中國新通信，2020（08）：67.

[2]馬春英.如何提高廣播電視微波傳輸通道效率[J].西部廣播電視，2020（07）：235-236.

[3]吳國舜.廣播電視微波傳輸通道故障判斷方法研究[J].西部廣播電視，2015（17）：221-222.

[4]黨偉榮.廣播電視微波傳輸通道故障判斷方法研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（22）：27.

[5]張斌.提高廣播電視微波傳輸通道效率的方法探析[J].電子測試，2017（21）：131-132.

作者簡介：解順（1989—），男，山西朔州人，工程師，研究方向：廣播電視工程。