1.2. Передача телевизионных сигналов

1. 2. Передача телевизионных сигналов

Передача телевизионных сигналов ведется на строго закрепленных частотах, выделенных на основании сетки частотных каналов для данного места установки передающей станции. Сетка частот для данного места установки телевизионных передающих центров строится с таким расчетом, чтобы охватить максимальную территорию вещания и исключить взаимные помехи приема от телецентров, работающих на смежных каналах. Поэтому расстояния между передающими телевизионными станциями, работающими на одинаковых ТВ каналах, для исключения взаимных помех, составляют примерно 300-400 км.

Кроме этого, каждая страна планирует передающие сети исходя из своих экономических возможностей, в результате чего появляются отдельные частотные несовместимости.

При планировании телевизионной сети используют данные [1. 1], определяющие зону обслуживания телевизионным вещанием (при соответствующих значениях усиления приемных телевизионных антенн). Для удовлетворительного качества принимаемого изображения необходимо использовать антенны, усиление которых указано в табл. 1. 3. Здесь Е - минимальные значения напряженности поля излучения радиосигнала изображения на высоте 10 м от поверхности Земли, - приняты в децибелах относительно 1 мкВ/м.

В телевизионном вещании используется два вида поляризации волн -горизонтальная и вертикальная. Применение в телевизионном вещании вертикальной поляризации волн позволяет снизить защитные отношения для станций и ретрансляторов, работающих на совмещенных и соседних каналах, что позволяет дополнительно использовать ТВ каналы либо уменьшить взаимные помехи от близко расположенных телецентров. Использование различной поляризации позволяет уменьшать допустимые расстояния между ними на I, II диапазоне вещания на 20%, а на III диапазоне — до 25%... 30%.

Таблица 1. 3. Минимальные значения напряженности поля излучения радиосигнала

1. 2. 1. Передающие станции и ретрансляторы

Телевизионные станции делятся на программные и передающие. Программные ТВ станции - это телевизионные центры, оборудование которых обеспечивает прием сигналов телевизионного вещания с последующей их передачей по телевизионной передающей сети. Передающие телевизионные станции обеспечивают передачу программ, созданных в телевизионных центрах.

По мощности сигнала изображения на выходе телевизионного передатчика станции условно подразделяют на мощные (или большой мощности) — более 1 кВт и малой мощности — менее 1 кВт. Дальность передачи программ телевизионными центрами незначительно превышает расстояние прямой видимости между передающей и приемной антеннами, поэтому передающие станции размещают на расстоянии 70.. Л 20 км.

Для охвата телевизионным вещанием возможно большей территории телевизионные передающие антенны устанавливают на высоких опорах с использованием естественных высот местности. Антенная опора - это высотное сооружение, которые по конструкции разделяют на башни (Н=150... 550 м) и мачты (H=200... 350 м).

В качестве передающих используются панельные, турникетные и антенны с радиальным и уголковыми вибраторами.

Основные требования, которым должны удовлетворять передающие антенны, это безыскаженное излучение радиосигналов и создание максимально равномерной напряженности. электромагнитного поля в зоне обслуживания.

К наиболее важным параметрам передающих телевизионных антенн относятся:

- коэффициент усиления или коэффициент направленного действия;

- форма диаграммы излучения (направленности) в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

- поляризация излучаемых волн и др.

Для создания максимальной напряженности поля в зоне обспуживания увеличивают мощность излучения, но при малых высотах подъема антенны напряженность поля в ближней зоне может превысить допустимые санитарные нормы.

Коэффициент усиления передающих антенн (относительно изотропного излучателя) в 1-11 диапазонах составляет 6... 10, в III диапазоне - до 25, а для ДМВ диапазона IV-V - до 50.

У антенн с большим коэффициентом усиления в диаграмме излучения в вертикальной плоскости увеличивается число боковых лепестков, из-за чего на близких расстояниях от передающей станции появляются зоны с недостаточной напряженностью поля для нормального приема телепередач.

Важное значение имеет постоянство входного сопротивления антенны в пределах полосы передачи, определяемое КОЭФФИЦИЕНТОМ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ (КБВ) в питающем фидере. Передающие антенны должны обеспечивать КБВ около 0, 9 в полосе передачи.

Для расширения зоны обслуживания и увеличения уровня телевизионного сигнала в районах, где имеется неуверенный прием от основных телевизионных станций, применяют телевизионный ретранслятор. Являясь разновидностью телевизионных станций, телевизионный ретранслятор предназначен для приема и передачи программ удаленных телецентров с возможностью перемены направления излучения. Ретрансляторы подразделяются на активные и пассивные.

Пассивные ретрансляторы позволяют менять направление распространения телевизионного сигнала. Однако они значительно ослабляют напряженность поля, поэтому использовать их возможно лишь при достаточном уровне сигнала в месте установки (рис. 1. 1). Пассивные ретрансляторы могут выполняться в виде отражающих плоскостей (металлическое зеркало) или фазированных решеток. В первом случае - это плоские проволочные однолинейные сетки с достаточно высоким коэффициентом отражения, с ячейками размером 0.1l ( l - средняя длина волны переизлучаемых волн), а для изменения его положения предусматривают поворотное устройство. Такие ретрансляторы могут работать в широком диапазоне частот и переизлучать принятую энергию нескольких каналов одновременно. Во втором случае — это антенны, например, типа "волновой канал", образующие две решетки, соединенные между собой. Энергия сигнала, принятая одной решеткой, излучается другой идентичной решеткой в нужном направлении. Рабочий диапазон частот определяется примененными в нем антеннами. Для получения хорошего качества приема от пассивного ретранслятора, прямой сигнал в месте приема должен быть достаточно слабым и не создавать заметных повторов на изображении.

Рис. 1. 1. Применение пассивного ретранслятора

В эксплуатации находится большое количество активных ретрансляторов, различных по своему назначению и эксплуатационным параметрам, предназначенных для использования во всех телевизионных диапазонах и имеющих мощность на выходе от 0, 1 Вт до 1 кВт. Основными их разновидностями являются ретранслятор-усилитель, ретранслятор-преобразователь и ретранслятор-передатчик. Телесигнал поступает на ретранслятор так же, как и на мощные передающие станции — по радиорелейным линиям, высокочастотным кабелям, системам спутниковой связи или непосредственно по эфиру. Тип передающих антенн выбирается с учетом расположения обслуживаемой территории и места установки ретранслятора. Если ретранслятор установлен в центре населенного пункта, то применяется передающая антенна с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, равномерно излучающая мощность во всех направлениях. Передающие антенны с направленным излучением обычно устанавливают на ретрансляторах, находящихся на окраинах или вне населенных пунктов. Дальность действия ретрансляторов ограничивается их выходной мощностью, Рвых (см. табл. 1. 4).

Таблица 1. 4. Дальность действия ретрансляторов.