江西電視臺高清衛星車的設計思路

何向暉

（江西電視臺 播出部，江西 南昌 330046）

責任編輯:任健男

0 引言

江西電視臺高清衛星車項目是江西電視臺根據江西臺的臺情及江西省衛星鏈路狀況的省情而設計的一款高標清兼容的數字衛星直播車，該項目計劃建造兩輛高清衛星車，每輛衛星車具有2+1個訊道，其中“2”代表2個無線訊道，“1”代表1個有線訊道。另外，車輛還另配備了5個數字通道，其中2路可兼容模擬信號輸入，只要配備齊相應的電纜，有線訊道可擴展至6路。衛星車采用福特E-350車體，這款車是目前國際上衛星車改裝普遍采用的一款車型，該車大小適中（外型尺寸長×寬×高為5645 mm×2150 mm×2130 mm），動力強勁（發動機排量5.409 L），總載重質量為4309 kg（整車改裝完成后整車質量為3950 kg），特別適合在復雜環境下快速、靈活、機動的新聞報道要求，項目已于2011年7月完工。下面就設計思路和使用過程中的注意事項進行闡述。衛星車的改造分為車體改造和系統集成。

1 衛星車車體改造設計思路

車改方面主要包括車體改造及電源設備、衛星設備、照明系統、平衡支撐系統、空調系統、接地系統、控制系統等部分的安裝。

1.1 車體改造

在車體改造方面，本臺把車改造成4個功能區:駕駛區、工作區、設備區、線纜區。駕駛區和工作區之間用厚實的遮光簾子隔開，拉上簾子，關上車門，工作區的人員不會受到外界的干擾；工作區安裝了2把能上下、前后及360°旋轉的固定座椅，靠車門的座椅下邊還裝有滑道，能向外滑動60 cm。設備區主要由3排機架為主體，設備和工作臺面固定在機架上，整車機架共有64U的空間，車改完成后剩下8U的空間，為今后安放錄像機、光端機等設備預留。線纜區安放了3組電動電纜盤，分別盤繞了1卷50 m長6 mm2三芯電線電纜、1卷100 m長CANARE公司的L-4.5CHD電纜、1卷120 m長BELDEN1694A電纜，全車另配手動電纜盤1卷，盤繞100 m CANARE公司的L-4.5CHD電纜，在線纜區的右側安放了1只6U的機架，內含1只8 kV·A隔離變壓器及1臺2U的支撐腿控制器。

1.2 電源設備

整車配電系統由交流和直流兩部分構成，通過配電盤進行控制和監測。交流部分包括發電機、隔離變壓器、UPS；直流部分由充電機和電瓶組成。市電（220 V）接入車內首先進入隔離變壓器，從隔離變壓器輸出220 V進入配電盤，通過配電盤將設備用電、空調用電、照明用電等按交、直流和UPS、非UPS分開，需要UPS的設備用電經過UPS再到配電盤上的分項開關上，非UPS設備直接經配電盤分項開關給設備，在電源設備改裝方面。在主備高功放都滿負荷工作時整車最大功耗為4400 W，本臺衛星車交流供電系統采用220 V市電和美國水牛7.5 kW取力發電機相結合的方式，進設備區的交流電都通過了5 kV·A的在線式UPS電源，這樣設計的優點在于一方面能為設備提供高穩定、不間斷的電力供應，另一方面在停電時能為整車設備區的設備提供10 min左右的電力供應。取力發電機安裝于發動機旁邊，利用原車發動機驅動發電機轉子達到發電的目的。該發電機具有體積小巧、發電效率高、電力輸出穩定的特點，在實際使用過程中，技術人員可以通過外置的怠速控制器來調節發電機的輸出功率，控制器可調節4擋怠速，通過調整怠速可達到按需發電的作用，取力發電機啟動方便、體積小巧，特別適合中小型轉播車使用。直流供電系統利用加裝的120 A·h/12 V蓄電池，為支撐腿、電纜盤、應急燈、場地燈提供12 V電壓。

1.3 照明系統

全車照明系統除了原車自帶的照明系統外，另外在工作區加裝了1盞30 W日光燈，在線纜區加裝了1盞20 W日光燈，在車體右側及后側各加裝了1盞射燈為夜晚場地照明。

1.4 平衡支撐系統

本車的車輛穩定支撐系統安裝了國產的4點電動支腿，每支腿可承載4噸的重量，在工作時既能起到保證車輛的穩定的作用，同時又起到輔助支撐的作用。支撐腿驅動形式:支撐腿采用12 V直流電機驅動，不受市電控制，具有本機、遙控、線控等三種收放方式。車上另外配備了4塊墊木，該墊木的作用為:一方面，在路面不平坦度，導致支撐腿夠不著地的情況下，可通過加墊墊木使支撐腿接觸到地面；另一方面，在路面松軟時可通過墊木減小壓強，避免支撐腿下陷。

1.5 空調系統

全車除了原配的車載空調外，還另外加裝了1臺3.5 kw的外置空調，在用取力發電時，空調系統采用原車空調；在用外電時，空調系統采用外置空調，原車空調和外置空調分別有不同的送風通道、不同的控制系統，可充分保證在不同電力供應情況下都能有空調供應。外置空調的排水通道通過前擋風玻璃邊的A柱排放到地面，這樣設計的優點在于車頂空調水的排放通道受控，不會到處亂流從而導致車身污濁不堪。

1.6 接地系統

接地系統分為設備接地、電源接地和保護地，每個設備機柜后設有接地銅排，需要接地的設備與接地銅排相連。采用等電位法，將三種接地線匯集為一點，與接地釬連接。當衛星車工作時，接地釬一端插入地下，如果車內發生漏電時可以通過接地釬將電流導入大地，以保證人身安全。

1.7 防塵設計

整車所有外接口都加上了防塵帽，這在本臺轉播車設計上是首創，采用這種方式可保護外接口板端子座不受腐蝕，經久耐用。

2 整車的系統集成設計思路

整車的系統集成主要包括音頻部分、視頻部分和衛星部分。

2.1 音頻部分

音頻部分是以數字調音臺01V96為核心，輔之以加解嵌板、音分板和監聽部分構成的。該車另購了1塊與調音臺相配的16路數字音頻擴展卡，音頻系統能實現對外來的16路模擬音頻及16路數字音頻進行同時處理，調音臺的輸入輸出支持A/A，A/D，D/A，D/D等4種模式，與模擬調音臺相比，使用數字調音臺可大大簡化音頻的周邊系統。01V96作為一款小型數碼調音臺，具有提供無損的24 bit/96 kHz的數字音頻處理功能，以及同時40路的混音能力，廣泛應用于多軌錄音、立體聲縮混和環繞聲制作，特別適合小型中小型轉播車的使用。

音頻部分硬件特點為:

1）具有17個100 mm的電動衰減器。衰減器可以用于控制輸入通道，輔助發送和母線輸出，衰減器的功能可以由4個可選的軟件層來決定。

2）內置1塊320×240的液晶顯示屏，一方面方便查閱目前通道的狀況，另一方面可以通過監看屏幕狀態調節按鈕和控制器來改變選中通道的均衡參數。

3）具有8個可以自定義的功能鍵，可以控制和預置01V96的各種內部參數。

4）具有ADAT光纖接口。

5）輸入和輸出端口特性。具有12個帶48 V幻像供電的傳聲器/線路輸入和4個線路輸入。本臺衛星車上已安裝了16路數字擴展卡，支持16路數字音頻信號的輸入及輸出；任意母線輸出和通道插入都可以路由到4個Omni輸出；單獨的立體聲輸出和監聽輸出；輸入分配可以分配輸入信號到需要的路徑上；輸出分配可以分配母線輸出信號和輸入通道，直接把信號輸出到需要的輸出連接頭。

6）衛星車的監聽部分由1臺RM-2監聽單元和2只德國Sennheiser監聽耳機組成，音頻技術監測功能由泰克公司WFM7120波形監視器（本臺波監已選購了模擬、數字音頻選件）實現，本臺衛星車所有輸入、輸出音頻信號都通過了跳板，通過波監能實現對全車所有音頻通道的技術監測。

2.2 視頻部分

視頻部分是以松下AV-HS450MC和EVERZ公司EQT-1602切換開關為核心，由視頻輸入系統、視頻輸出系統、同步系統、監測系統和光傳輸系統構成。

1）切換臺采用松下公司AV-HS450MC型切換臺。該切換臺標準配置包括:16路標配HD/SD-SDI輸入中，每路輸入都有內置的10 bit幀同步（其中13～16路端口支持高清上變換功能，9～16路內置彩色校正器）、4路HD/SD-SDI輸出和2路DVI輸出（在2臺帶DVI輸入的監視器上能同時實現多達20個畫面的同時監測）、雙3D特技功能、1路全功能鍵、2路下游鍵、雙通道畫中畫以及4路獨立的輔助母線，使用該切換臺可大大簡化視頻周邊系統。配備小型切換開關EQT-1602作為切換臺的備份，能充分保障在切換臺出故障時信號切換的可靠性和穩定性。

2）視頻輸入系統支持無線攝像機微波和模擬、HD/SD-SDI線路信號輸入。本臺每輛衛星車配備2臺LINK公司的高標清攝像機微波，該攝像機微波的特點是:（1）接收靈敏度高，傳輸采用LMTS技術，能實現更強大的傳輸能力，實測結果表明，在電磁干擾較小的地方能實現遠距離的傳輸，發射功率為50～250 mW可調，對人體無傷害，傳輸距離超過1 km。（2）發射端和接收端硬件都具備高標清傳輸和解調功能，本臺考慮目前主要使用標清功能，暫時沒有購買高清功能的軟件。如果今后要傳輸高清電視節目，只須購買高清執照，即可實現高清傳輸。（3）接收機采用2分集接收機，可大大提高空間電磁波的接收能力。（4）本臺衛星車上另外選購了1只180°的定向接收天線，配合120 m中頻電纜使用，可以把接收端延伸到建筑物內部，完全可滿足在各種復雜室內外條件下的傳輸要求。

3）視頻輸出系統是將切換臺和切換器輸出的HD/SD-SDI信號通過二選一開關選擇輸出，輸出的HD/SD-SDI信號與調音臺輸出的數字音頻在加嵌板上加嵌最終輸出HD/SD-SDI信號，該信號通過7713下變換器后可輸出所需要的HD/SD/CVBS信號。

4）同步系統和測試信號。本車的同步系統和測試信號是以同步發生器SPG300為核心，通過對SPG300同步方式的設定可實現臺主或臺從兩種同步方式。SPG300支持模擬及標清測試信號，高清測試信號可將SPG300輸出的標清信號通過切換臺的上變換端口來產生。

5）監測系統，本車的監測系統由監視和測試兩部分組成。監視系統由1臺Sony LMD-1751W專業LCD監視器和2臺OSEE雙聯高清監視器組成，Sony監視器支持DVI輸入，配合450切換臺的DVI輸出，能同時監測10路切換臺輸入、輸出信號，該車監視系統能最大同時監測14路信號，完全能滿足日常直播的需要。測試部分是以TEK公司WFM7120波形監視器為核心，該波監支持HD/SD/CVBS信號的測試，并選配了眼圖自動測試選件，能方便地對眼圖指標、嵌入行的字符進行測試并自動讀取測試結果。全車視頻信號通路每個節點都通過跳線，通過波監能方便的對高標清、模擬視頻信號和模擬、數字音頻信號的幅度、相位及整個傳輸通道進行測試、檢查。

6）光傳輸系統。每車預留了4條光傳輸通道，為今后衛星車與攝像機、衛星車與轉播車、衛星車與有線網絡之間的雙向光傳輸連接預留了空間。

2.3 衛星傳輸系統

本車衛星傳輸系統由衛星天線、高功放、編碼器及綜合接收機組成。

1）衛星天線采用VISLINK公司的Newswift 180HD衛星天線，天線增益46.5 dBi，天線的控制是通過ACU5214天線控制器來實現的。天線的自動尋星是通過GPS、電子羅盤及天控器內置的衛星參數之間的運算來實現的，本車尋星的精準程度主要取決于衛星車周邊的電磁環境及衛星在軌道上的漂移程度，因此在日常搜星過程中要通過觀察頻譜儀上信標的大小，在水平方向對衛星天線進行微調使信標幅度達到最大，才能實現最佳的傳輸效果。隨衛星天線配置了一套搖把，在自動功能失靈時，可手動調節天線來應急。

2）高功放采用2臺Xicom公司的XTD-400K高功放，一主一備，通過與之配套的高功放控制器XTC-114D可以實時控制高功放的發射功率和監看高功放的工作狀態，一旦主用功放出現溫度過高、駐波比過大、螺旋弧電流過大、射頻鏈路損壞及行波管高壓故障時，處于自動工作狀態的控制器，會把備用功放切換到上星鏈路，主用功放切換到負載鏈路，確保傳輸不會因單一功放故障出現中斷。高功放在使用過程中要注意以下兩點:（1）在直播結束后，先關閉高功放高壓，延時3 min后再關閉高功放總電源；（2）在高功放工作過程中，不要頻繁上下行波管高壓。如果不注意上述兩點，將會大大縮短行波管的壽命。

3）編碼器。本臺衛星車編碼器采用2臺TAND?BERG公司出廠的E5788編碼器，一主一備，主備編碼器的倒換通過L-band倒換開關來實現。該編碼器性能優越，能實現HD/SD/CVBS三種信號的傳輸，數字信號支持MPEG-2422P@ML 1.5～50 Mbit/s（ 在 SD 模 式）、MPEG-2 MP@ML 0.256～15 Mbit/s、MPEG-2 MP@HL 2～90 Mbit/s（480p和 576p）、MPEG-2 MP@HL 6～90 Mbit/s（720p和1080i）、MPEG-2422MP@HL 6～90 Mbit/s（720p和1080i）等5種信源編碼模式，調制方式支持QPSK，16QAM的和DVB-S2 QPSK等3種方式，能充分滿足高清電視節目的高效率傳輸。編碼器的輸出頻率在950～1750 MHz（1 kHz步長）范圍內可調，輸出功率在-20～+5 dBm（0.1 dB步長）范圍內可調，改變編碼器的輸出功率可實現對高功放輸出功率的調節。

4）綜合接收機采用TANDBERG公司出廠的RX8200衛星接收機，該接收機能實現對SD和HD MPEG-2的信號解調，DVB-S2 QPSK的解調選件是E5788編碼器的優化組合，如增加HD/SD下變換選件，能實現接收高清信號源后輸出標清信號，滿足日常標清頻道轉播高清節目的要求。除此之外，該解碼器還支持ASI信號的輸入，平常也可作為ASI信號的解碼器使用。本車的射頻傳輸通路每個節點都通過跳線，通過解碼器能方便地對整個傳輸通道進行測試、檢查。

3 結論

這2輛衛星車投入使用后，一方面極大緩解了本臺轉播車使用的緊張局面，另一方面為本臺今后新聞的迅捷報道提供了良好的設備保障。