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中波传输技术在广播电视业务中的应用探讨

2023-03-27杨楠

电脑迷 2023年24期
关键词:技术应用

杨楠

【摘  要】 广播电视作为人们获取信息和娱乐的重要渠道,在传输技术上一直保持着不断创新和发展。中波传输技术作为传统的广播传输方式之一,具有广泛的应用和深远的影响。在数字化技术与互联网媒体平台快速发展的今天,中波传输技术在广播电视业务中面临着一些挑战和困境。基于此,文章在中波传输技术分析的基础上,探讨其在广播电视业务中存在的问题及相应的维护措施,以期为提高广播电视业务的传输质量和效率提供价值参考。

【关键词】 中波传输;广播电视业务;技术应用

一、中波传输相关概述

(一)中波的来源

中波广播起源于无线电通信技术的发展过程。早期的无线电通信主要使用长波和短波,但长波在传输距离和抗干扰能力方面存在一定的限制,而短波的传输距离较远,但受天气等因素影响较大。为解决这些问题,中波广播应运而生。中波广播最早出现在20世纪初,1901年12月12日,意大利发明家马可尼首次成功穿越大西洋时,使用的是800kHz的中频信号,标志着中波技术在无线电通信中的首次应用。第一次世界大战期间,各国广泛采用了长波和中波的无线通信技术。1920年,国内开始使用500kHz至1500kHz的中频带用于国内广播业务。中波调幅广播业务得到了迅猛发展,并成为世界范围内最广泛、收听率最好的声频广播业务。

随着中波广播的发展,振荡立体音响技术也得到了突破性的发展。1927年,美国建造了第一座A-N型无线导航台,可以发出四条辐射状的测距线。当飞机沿着导航线飞行时,机载接收机会持续接收到信号,一旦航向出现偏差,机载接收机将同时接收到A和B两个莫尔斯码。这一技术的应用使飞行定位更为精确。随着通信技术和电子计算机技术的快速发展,中波广播也得到了进一步的提高和应用。

(二)中波广播的基本原理

中波广播是一种采用调幅(AM)方式传输的广播技术,其基本原理是将音频信号通过调制与特定的中频载波合并,生成调幅信号,然后通过天线进行传输。具体而言,其实现过程包括以下步骤:1. 音频信号产生。中波广播的音频信号是由声音波形经过电器转换形成的电信号。2. 调制过程。为将音频信号转换为适合传输的高频信号,需要将其与中频(或称为基频)载波合并。3. 调幅。幅度调制是通过改变载波振幅来携带音频信号。例如,当音频信号正值时,增加载波振幅;而当音频信号负值时,减小载波振幅。这样,音频信号的波形就被调制到了载波上。4. 调幅信号传输。调幅信号通过天线转化为无线电波进行傳输,将调幅信号传播到周围空间。5. 接收及解调。接收设备的天线接收到传播的中波无线电波,利用解调过程将调幅信号分离出来,并恢复成原始的音频信号。6. 放大及处理。解调后的音频信号经过放大和可能的滤波等处理。7. 播放声音。经过处理的音频信号通过扬声器或耳机播放,使人们能够听到具体的声音。

(三)中波的特点

中波广播作为一种传统的广播技术,之所以得以发展壮大,主要源于以下几个特点:1. 传输距离远。中波的波长相对较长,可以实现较远距离的传输。相比于较高频段的广播技术,中波广播的传输距离更远,能够覆盖广阔的地区,使得中波广播成为远距离国际和国内广播传输的重要选择,尤其在农村和山区等地区,中波广播成为人们获取信息和文化的重要途径。2. 抗干扰能力强。中波信号相对其他频段的信号具有较强的穿透力和抗干扰能力,可以在复杂的传输环境中保持相对稳定的传播效果。如在建筑物密集、山区和森林等复杂地形条件下,中波广播可以维持较好的信号质量,并保证听众能够无障碍地接收广播节目。3. 能耗较低。相对其他频段的广播技术,中波广播的设备成本和运营成本相对较低。中波广播所使用的设备相对简单,并且较为成熟,不需要过多的能源输入,使更多的电台可以采用中波广播技术,提供广泛的广播服务。4. 广播覆盖面广。中波地面波传播主要依赖大地反射和绕射现象,能够在地面附近形成覆盖范围较大的信号。而中波天波传播则使信号能够通过电离层的折射扩散到更远的距离。5. 适合紧急通信。由于中波广播具有远距离传输和较强的抗干扰能力,因此在紧急通信中具备一定的优势,可以提供紧急警报、灾害预警和救援指导等重要信息,以便及时向公众传达重要信息,帮助人们做出应对和决策。

(四)中波传输存在的缺点

1. 信号质量受天气和地形影响。例如,电离层的变化、大气湿度、降雨以及山脉等地形导致信号的衰减和传播失真。这些因素限制了中波广播信号的稳定性和可靠性,使接收到的音频质量可能下降或完全无法接收。2. 频率资源有限。随着无线电通信需求的不断增加以及其他通信技术的发展,如移动通信和卫星通信等,中波频率资源面临竞争,并可能受到限制。3. 感知音质较差。相对其他广播技术,如调频(FM)广播和数字音频流媒体,中波信号容易受到干扰和传输限制,导致接收到的音频存在噪音、失真和不清晰的问题,影响用户体验。4. 传输效率低。由于调幅传输方式的特点,中波广播在传输过程中需要较大的带宽和功率,以保证可靠地传输,在一定程度上限制了中波广播系统的传输容量和能耗效率。5. 缺乏互动性。相比现代的数字化媒体平台,中波广播是一种单向传输模式,无法实现实时的双向交流,无法提供实时反馈、互动投票等现代互联网媒体所具备的互动功能。

二、中波传输技术

(一)中波单塔天线

中波单塔天线是中波广播传输技术的一种常用配置,其结构是通过一个独立的天线塔来支撑和辐射中波信号。该天线通常由一根高大的金属塔构成,顶部配备天线系统以发射和接收中波信号。中波单塔天线具有以下特点:结构简单,中波单塔天线设计简单且容易安装,只需建造一座独立的高塔并配备相应的中波天线设备,即可满足中波广播的传输需求;覆盖范围广,中波单塔天线由于高度较高,可以实现较远距离的传输和广播覆盖,适用于需要覆盖大范围地理区域的广播传输,如农村地区或山区。

(二)中波斜拉线顶负荷单塔天线

与普通单塔天线相比,中波斜拉线顶负荷单塔天线在天线塔顶部添加了斜拉线与负荷导线,这种结构可以增加天线系统的高度,提供更远的传输距离和更广泛的覆盖。中波斜拉线顶负荷单塔天线具有以下特点:提高发射效率,通过增加天线系统的高度,中波斜拉线顶负荷单塔天线可以提高发射效率,较高的天线系统能够更好地辐射信号并提供更远的传输距离;承载多个频率,由于斜拉线和负荷导线的设计,天线系统可以同时发射不同频率的中波信号,实现多频段的广播服务。

(三)并馈式中波天线

并馈式中波天线采用多个同轴电缆并联连接到天线塔的天线系统上,通过每个天线单元发射和接收中波信号,其优点是可以显著提高天线系统的辐射效率,提供更广泛的覆盖范围。并馈式中波天线具有以下特点:辐射效率高,多个并联的天线单元可以协同工作,提高天线系统的辐射效率,使并馈式中波天线能够更好地辐射信号和传输到更遠的距离;灵活性强,并馈式中波天线可以根据具体需求调整天线单元的数量和配置,使天线系统适应不同的广播传输场景,并提供定制化的覆盖范围。

(四)新型中波小天线

随着科技的进步,新型中波小天线也得到了发展和应用。新型中波小天线通常采用小型、高效的设计,以减小天线体积,并提供更好的信号质量和传输效率,有的还支持数字化技术和网络传输,为现代广播业务提供了更多的功能和特性。新型中波小天线具有以下特点:尺寸小巧,通常比传统天线更小巧,便于安装在复杂环境或空间有限的场所,使它们更适合在城市地区或人口稠密区域进行广播传输;高效节能,采用新型材料和设计,新型中波小天线可以提供更好的辐射效率,并在低功耗的情况下完成广播传输,有助于降低能源消耗并提高系统的能耗效率。

三、中波传输技术在广播电视业务中的应用

(一)广播覆盖

中波广播信号的传播距离较远且抗干扰能力强,使其成为向广大受众提供广播服务的有效方式,可以实现较大范围的广播覆盖。尤其在农村地区、山区和偏远地带,由于基础设施建设较为困难,中波广播成为人们获取信息和文化的重要途径。

(二)紧急通信和灾害预警

中波广播在紧急通信和灾害预警领域具有重要应用。由于覆盖范围广且抗干扰能力强,中波广播可以及时向大范围的人群发送紧急警报、灾害预警和救援指导等重要信息,在灾害发生时,中波广播可以成为人们获取应急信息和采取防范措施的重要渠道。

(三)政府广播服务

政府广播机构通常利用中波广播技术向公众提供各类公共服务和政府信息,如政策宣传、社会公益活动、文化节目等。由于中波广播的传输距离较远且具有较强的穿透力和抗干扰能力,政府广播可以覆盖广大地区的受众,达到传递政府信息和促进社会发展的目的。

(四)文化传媒交流

中波广播技术可以使不同地区的广播电台可以进行节目交流和互换,从而促进不同文化之间的交流与传播,增加人们对其他地区文化的了解和接触,拓宽视野,促进多元文化的融合与发展。

(五)特定应用场景

中波广播技术还在一些特定应用场景中发挥作用。例如,在一些远离城市的行业或机构,如采矿、海上油田、航空和航海等领域,中波广播可以提供必要的通信手段和服务。由于其传输距离远、抗干扰能力强的特点,中波广播可满足在这些特殊环境下进行远程通信和信息交流的需求。

四、中波传输技术在广播电视业务中应用的维护问题及对策

(一)信号质量与干扰问题

中波传输技术在广播电视业务中存在信号质量与干扰问题。由于中波信号的传播特性,容易受到天气、地形以及其他无线电通信设备的干扰,可能导致信号质量下降、传输中断、噪音干扰等问题,影响用户体验和节目接收。

对策:定期设备检修与维护,通过定期检查设备状态、保养设备、更换老化部件等,可以减少故障发生并提高传输效果;提升天线系统设计和运维标准,采用合理的天线系统设计,包括天线类型、天线高度、天线安装角度等,可以提升中波信号的辐射效果和接收效果;加强频谱管理与干扰监测,通过建立频谱管理机制,监测并管控频段使用情况,避免频段干扰和冲突。

(二)覆盖范围与传输距离问题

尽管中波广播可以实现较远距离的传输,但其传输距离和覆盖范围有限。在广播电视业务中,特别是在某些地形复杂、建筑密集或人口稠密的城市地区,中波的覆盖可能受到限制,无法满足广泛的传输需求。

对策: 优化天线布局与设备配置,选择适当的天线类型和数量,调整天线安装角度和高度,使用强大的增程器件和放大器,可以提升中波传输的覆盖范围和传输距离;在特定地区或传输距离较远的地方,可以建设中继站和转播站来延伸中波信号的覆盖范围。

(三)频率资源与调频传输兼容性问题

随着数字化技术和多媒体平台的发展,调频广播和其他数字传输方式在广播电视业务中得到越来越广泛地应用。然而,中波广播和调频广播使用不同的频段和调制方式,使得它们之间的兼容性存在限制。

对策: 加强频谱规划和协调工作,合理规划和分配频率资源,同时,定期进行频谱监测和管理,及时调整频率使用方案,避免频段冲突和干扰;中波传输设备需要不断更新和升级,以适应新的调频传输和数字化技术,引入先进的中波传输设备和技术,提升设备的技术水平和互联互通能力。

(四)技术更新与更新成本问题

随着技术的不断进步和广播电视业务的发展,数字化技术和互联网媒体平台成为主流,中波广播的应用逐渐减少。对现有的中波广播设备和基础设施,进行技术更新和升级可能需要较高的成本,对广播电视业务运营造成一定的负担。

对策: 根据业务需求和技术发展趋势,制订适当的更新计划和策略,明确更新的时间表和步骤,合理分配资金和资源,并考虑技术更新的长远效益;寻求与其他相关机构或利益方合作,共享设备和基础设施,减少更新成本和风险;为技术人员提供定期培训和技术支持,使其掌握最新的中波传输技术和操作方法,有助于提升维护团队的专业水平,增强对更新技术的适应性和应用能力。

参考文献:

[1] 朱安利. 全固态电视发射机常见故障与检修[J]. 西部广播电视,2016(09):208.

[2] 孙耀华. 关于中波广播电台防雷保护技术的研究与讨论[J]. 电子制作,2015(10):241-242.

[3] 钟亮. 基于中波传输技术的广播电视卫星通信系统[J]. 科技传播,2022,14(20):130-132+137.

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