廣播電視無線發射技術創新應用實踐探究

張瑞濤

(通化廣播電視臺中波發射臺，吉林 通化 134000)

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廣播電視無線發射技術創新應用實踐探究

張瑞濤

(通化廣播電視臺中波發射臺，吉林 通化 134000)

廣播電視無線發射技術在進入21世紀后產生巨大革新，希望以此提高廣播電視信號傳輸質量，換取更穩定、高效、高質和快捷的個性化用戶服務體驗。對廣播電視無線發射技術的現實優勢作簡要闡述，重點探討虛擬儀器在廣播電視無線發射技術體系監測系統中的創新應用。

廣播電視；無線發射技術；優勢；虛擬儀器；監測系統

1 廣播電視無線發射技術的基本內涵與應用優勢

1.1 基本內涵

廣播電視無線發射技術是數字化廣播電視的基礎技術之一，在信號傳輸覆蓋范圍較廣、安全可靠性較高且能實現對信號傳輸損失的有效控制。其主要應用機制是無線電波，廣播電視節目播放過程中，技術后臺會根據技術調制將信息加載于無線電波上，使其能通過空間傳播順利到達收信端。電波引起的電磁場變化也會在導體中不斷產生電流循環，并通過解調程序將信息從電流變化中提取出來，以此達到信息傳播目的。

1.2 應用優勢

首先，廣播電視無線發射技術具有很高的信號傳輸安全穩定性，運用高頻電磁波信號發射技術，可實現對信號由點及面的發射與傳輸，有利于廣播電視節目的自動播出與控制功能發揮。其次，有效減少信號發射工作量。現代社會發展節奏快，工作壓力大，廣播電視成為人們業余生活中最重要的娛樂休閑手段。在這一背景下，廣播電視無線發射技術的信號傳輸工作量也越來越大，采用傳統技術設備進行信號傳輸不但不能保證信號傳輸損益，還可能由于操作失誤而導致廣播電視節目無法正常播出。現代無線發射技術具有較高實用性和智能性，在該特征機制下信號發射與傳播的自動化控制程度與傳播效率都相當之高。通過無線發射系統控制單元的計算機終端實施信號輸出輸入，基于系統通信線路連接各個設備子系統，實現遠程操作技術流程。一方面降低工作人員日常操作量，一方面大幅度提升無線發射信號的穩定性與安全性，對信號高質量、低故障發射傳輸非常有好處[1]。再者，對信號傳輸過程中信息的智能化自動統計，實現了發射機開關機有效控制，提升發射器監控水平，自動查找及發現信號發射過程中可能存在的問題，確保信號傳輸的安全穩定性，提高節目播出的信號質量。

2 廣播電視無線發射監測系統中的虛擬儀器創新技術應用

2.1 虛擬儀器技術概述

廣播電視采用無線信號發射，這種信號主要以空間電磁波形式傳送，看不見摸不到，實際上很難對其傳輸效果進行科學客觀評價。傳統監測多采用場強儀單點、手工測量統計等方法，其匯總數據及推測過程會出現測量不夠精確、推測結論有偏差等問題。因此，需對廣播電視無線發射技術體系中的信號監測系統進行創新，基于虛擬儀器技術，運用LabVIEW與GPIB控制技術共同開發和應用軟硬件。虛擬儀器技術的引入大幅度縮短系統開發周期，提高系統運行效率，應用價值可觀。

2.2 虛擬儀器技術系統的設計

虛擬儀器技術是基于廣播電視無線發射技術檢測系統的軟硬件構建而形成的，其將發射系統作為被監測對象，接收天線在發射系統有效覆蓋區域內，通過接收射頻信號場強將信號提供給頻譜儀進行處理。頻譜儀主要通過GPIB接口卡與計算機傳輸測量結果，接收計算機程序的各種命令，展開計算機采集數據處理，顯示監測過程所需要的實際測量數據結果。

硬件設計方面。在實際設計流程中，使用對數周期天線，該天線具有固定接收方向，監測人員一般會在接收信號之前調整旋轉天線位置，保證場強值達到最大。通常情況下測量接收設備都會采用E4402B頻譜儀，該頻譜儀帶有GPIB接口卡和USB-GPIB連接橋，且能為計算機提供從USB斷口到GPIB儀器的直接連接，此設計也提高了方案可操作性。

軟件設計方面。該監測系統為設計軟件專門采用LabVIEW測試程序開發平臺，這種典型的圖形化編程語言平臺，能將圖形化虛擬面板應用于用戶界面及框圖建立，優化虛擬儀器整體程序功能。配合正在運行的集成化環境，可使廣播電視無線發射監測系統技術編程過程更加直觀。

自動監測流程軟件主界面包括以下4種設置參數：廣播電視跳頻及選擇參數，測量跳頻頻率設定參數，發射臺距離監測點的直線距離計算參數和測量頻點頻道的告警門限場強值設置參數，如圖1[2]。

圖1 廣播電視無線發射監測系統中的自動監測技術環節流程圖Fig.1 Automatic monitoring technology link flow chart

如圖1所示，監測系統利用虛擬儀器技術來檢測電視頻道與調頻頻點設置及目標場強報警門限值，其中目標頻道頻點場強值保持在每隔5s測量一次的基本頻率，測量結果保存在excel表格中。在頻譜儀顯示界面，主要為技術人員提供目標頻道頻點發射設備的計算機相關理論功率值。

2.3 監測系統主界面的虛擬儀器技術設計

在監測系統主界面，通過虛擬儀器技術中外層While循環結構來保證系統程序持續良好運行，只有人為主動中斷程序才會結束，否則將連續測量。為進一步優化無線發射技術，還應設計“補償”模塊，以此選擇監測頻道頻率，目前虛擬技術監測系統能實現對4個頻點同時監測，利用GPIB模塊將測量的4個場強值表現出來，這就是對目標頻點場強值(μV/m)的有效測量。通過補償模塊自動補償對周天線場強值校正系數，利用補償換算算法計算場強值，將計算結果送入波形圖表中，并保持每4s對所存儲數據監測一次的基本頻率。從補償模塊技術結構角度分析，虛擬儀器技術有兩個模塊結構組成條件，分別為外部與內部結構組成條件。在該模塊設計中，借助發射天線信號的發射標準測量跳頻段場強補償效率，輸入任意調頻段任意頻點對監測系統進行全面測量。虛擬儀器技術對廣播電視制式采用寬頻信號傳輸方式，每個頻道都會設置一個對應頻率，不同頻道有自己對應的補償參數。該程序中的條件結構能有選擇的進行頻道頻率監測，同時基于自動補償功能強化頻道中的場強值，優化無線發射信號質量。

總體而言，廣播電視無線發射監測在引入虛擬儀器技術后可實現同時對4個廣播電視頻道信號同步測量、分析與計算，通過后臺動態監測發射信號質量變化與損益變化，觀察發射地發射設備實時狀態，進一步驗證虛擬儀器技術之于廣播電視無線發射技術系統的應用功能可行性[3]。

3 結語

廣播電視無線發射技術要不斷創新信號傳輸手段，優化和豐富自身功能性，體現無線傳輸技術的優越性。希望未來能深入研究并開發更多創新技術，應用于廣播電視系統中，為國民提供更優質、智能的廣播電視服務內容。

[1] 張建偉.廣播電視無線發射技術的優勢分析及發展建議[J].中國有線電視,2015，(05):591-592.

[2] 劉俊林.廣播電視無線發射臺遠程自動化監控系統及其應用略述[J].西部廣播電視,2015，(07):234.

[3] 朱泉威.虛擬儀器在廣播電視無線發射監測系統的應用[J].廣播與電視技術,2014,41(02):50-56.

Research on application of radio and TV wireless transmission technology innovation

ZHANG Rui-tao

(Tonghua Radio and Television Station Medium Wave Launch Station, Tonghua 134000, China)

Radio and television broadcasting technology has made great innovation after entering the 21st century, hoping to improve the quality of radio and television signal transmission and better fulfill a more stable, efficient, high quality and fast personalized customer service experience. This paper focuses on the innovative application of virtual instrument in radio and television transmission monitoring system.

Radio and television; Wireless transmission technology; Advantages; Virtual instrument; Monitoring system

2016-12-28

張瑞濤(1981-)，男，本科，助理工程師。

TN948.53

A

1674-8646(2017)02-0036-02