图象重影与反射物的判别

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有些电视机用户在收看节目时,发现电视屏幕上图象出现“重影”(即有双重或多重的虚影)如图1所示。在这里对造成重影的原因和判别反射物位置的方法作一介绍。

图1
图1 🔍原图 (195×189)

判别重影性质的方法

当收看节目时电视机屏幕上出现重影,其原因大致有三种。

第一种,电视机视频放大级的频率响应曲线调整得不好,高频部分补偿过度而引起重影。视频放大级,由于受分布电容和视放管的输出电容等影响,使得视放级频响曲线在3—4MHz处发生下跌,如图2a所示。这种下跌将会造成图象细节模糊、清晰度下降。为了使频响曲线在3—4MHz直至6MHz处不至于下跌,线路中采用了电感线圈的串,并联补偿回路。理想的情况应该使视频放大级具有图2b所示的频响曲线。但有时候补偿过度,使4—6MHz处有突然凸起,如图2c所示。这种现象,称为振铃现象。如电视机存在图2c所示的视频响应特性,那么收看节目时,图象就会出现重影。这种重影称为振铃重影。

图2
图2 🔍原图 (847×209)

第二种,天线与馈线不匹配(或天线接触不良)而引起。如天线与馈线之间阻抗不匹配(即天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不相等),又未采用阻抗变换器实现阻抗变换,那么,电视信号被天线接收转换为高频电流,高频电流在馈线上传输时,就会来回反射。也就是通常所说的在馈线上出现了驻波。这种情况也会使电视机在收看节目时出现图象重影。这种重影称为驻波重影。

第三种,由于电视信号电波的多路径传播所引起。理想的情况应该是电视信号由发射天线发出经空间传播直接到达接收天线。但是,在高层建筑物比较密集的地区,电视信号波由电视发射天线到达电视接收天线,不是一个路径而是经由几个不同路径先、后到达接收天线。如图3所示。这种情况造成的重影称为“多路径重影”。

图3
图3 🔍原图 (805×464)

如果电视机上出现了重影,如何判别它是由什么原因引起的呢?可以这样进行:

假如电视机使用羊角天线,手接触天线以及调节羊角天线张角,如果重影无变化,那么,再转动天线的方向,如果重影仍无变化,则表明重影是电视机本身视放级振铃效应所造成,它与外界条件改变无关。因此,这是振铃重影。

当调节羊角天线的张角时(或者当手握住天线时)重影发生变化,则说明重影是由驻波引起的。因为调节羊角天线的张角时,天线的输入阻抗发生变化,天线与馈线连接的失配情况也随之发生变化,这就导致电波在馈线上的反射程度也发生变化,因此重影随羊角天线张角的不同而变化。要消除这种重影,就得检查天线接触是否良好,天线与馈线之间的连接是否匹配。

当转动羊角天线的方向时,若重影发生变化,这种重影就是多路径传播重影。因为羊角天线是有方向性的,改变羊角天线的方向,就会改变天线对不同方向电波的接收能力,也就会改变天线对引起重影的电波(简称重影波)的接收能力。对于使用单根拉杆天线的电视机而言,为了要判别多路径传播所造成的重影,应搬动电视机的位置观察重影有无变化才能决定。

目前所遇到的多数是多路径传播所造成的重影。那么,究竟哪一幢高楼引起您的电视机出现多路径重影呢?

反射物位置的判别

如使用16英寸电视机收看节目,在屏幕主图象的右侧2cm处出现重影,如图4所示。可以这样来确定引起这个重影的反射物位置:

图4
图4 🔍原图 (179×181)

1.先确定重影波比主图象波多走的路程差

根据我国的电视标准,行频是15625Hz,即行周期T=\(\frac{1}{15625}\)=64×10\(^{-}\)6秒,即T=64μS。行回扫时间T\(_{Hr}\)=12μS,因此,在电视机屏幕上,自左至右的扫描时间为52μS。16英寸电视机横幅宽度为32cm,(其它规格的电视机,其横幅尺寸列于附表)。电子束自左向右扫过32cm宽度时,所需时间应为52μS,其中扫过2cm宽度时所需时间为t,

t=\(\frac{52×2}{32}\)=3.25μS

附表

屏幕规格 9 12 13 14 16 19 20 21 24

(英寸)

横幅尺寸 18 24 26 28 32 38 40 42 48

(cm)

即说明重影波比主图象直接波要滞后3.25μS到达接收天线。重影波之所以滞后到达接收天线,是因为多走了一段路程S。电波传播速度为V=3×10\(^{8}\)米/秒,因而,

S=V×t=3×10\(^{8}\)×3.25×10\(_{-}\)6≈1000m

2.确定引起重影的反射物范围

如图5所示,若电视台发射天线在A点,电视机接收天线在B点,那么引起重影的反射物最明显的位置是在C点。电视信号电波,由A点出发到达C点经反射最后到B点接收天线,这一路径的波比由A点直接到达B点的波多走约1km。因此,若以电视台A点和接收点B为定点,以AC+BC为定长作椭圆,则在此椭圆轨迹上的一些建筑物都能满足反射波比直接波多走约1km的条件。但对于在这个椭圆轨迹上的建筑物还可作进一步的分析。首先从高度区分,通常造成重影波的建筑物高度都在三层楼房高度以上。其次,再根据物理上所介绍的光的反射原理,光(或电磁波)投射到分界面上引起反射,其反射角必定等于入射角。所谓入射角,就是电波投射的波径与反射面的垂线(又称法线)之间的夹角,反射角是指反射波径与分界面法线之间的夹角,所以图5中只有D建筑物、C建筑物会引起B点电视接收机出现重影。比如:在某接收点用12英寸电视机收看节目,主图象与重影间距为1.5cm,接收环境如图3所示。试确定引起重影的反射物位置。

图5
图5 🔍原图 (402×269)

12英寸电视机屏幕横向尺寸为24cm,根据电视标准,扫描时间为52μS,那么扫过1.5cm宽度所需时间为t=\(\frac{52}{24}\)×1.5=3.25μS,电波速度V=3×10\(^{8}\)米\秒,则3.25μS时间内,电波传播距离为S=3×108×3.25×10\(^{-}\)6≈1km,主图象波(直接波)为2km,因此重影波行程为2km+1km,所以确定引起重影的为E处的建筑物。

消除或减轻重影的措施

为了消除或减轻上述多路径重影,可采取下列一些简便方法;

1.由室内天线改用室外多单元天线。因为室内天线方向性差,室外多单元天线具有尖锐的单方向性,可减弱对重影波的接收。

2.改变室外天线高度,避开对重影波的接收。

3.提高天线的前、后辐射比(天线对前向电磁波接收能力与对后向电磁波接收能力之比),避开图5中C点建筑物引起的重影波。提高前、后辐射比的有效方法,如图6所示。图6a是采用双层反射器的办法。图6b是采用反射网的办法。

图6
图6 🔍原图 (770×412)

4.偏转接收天线方向,避开图5中D点建筑物所引起的重影波,如图7所示。(王国强 陈华钢)

图7
图7 🔍原图 (659×300)