近年来,随着电子技术的进步,形形色色的摄像机层出不穷,并向着多功能、小型化、自动化、固体化、数字化方向发展。但是在使用时,摄像机往往是由一根多芯电缆与摄像机控制器(CCU)连接,移动很不方便,也难怪电视观众常常抱怨直播电视画面呆板、缺乏临场感。一体化摄像机虽然没有连接电缆,但它只适合后期制作,不能应用于现场直播。为了让摄像人员从电缆的束缚中解放出来,同时也为了观众更好地欣赏电视节目,日本池上公司(Ikegami)匠心独运,推出一种小型微波自动跟踪系统(Compact Microwave Automatlc Tracking System),可以实现无线摄像,在电视转播历史上具有划时代的意义!
这种型号为PTR—1的无线摄像系统,是专门为满足现场转播(如体育比赛、突发新闻的报道等)灵活、机动的要求而设计的,当然也可用于任何节目制作的场合,通用性很广。图1给出该系统的两种配置。在我国举办的第十一届亚运会上,开幕式、闭幕式以及田径比赛的转播,都曾采用图1A的配置。

PTR-1无线摄像机
PTR-1无线摄像机见图2,与一般摄像机不同之处,就是它多了发射一接收控制单元及天线跟踪接收单元,系统巧妙地将这些部件取代其一体化摄像机(HL-95、HL-99A、HL-55等)的录像机部分,使该公司的摄像产品达到结构上的兼容。顺便提一句,对广大致力于产品开发的技术人员,产品的“结构兼容”不失为很好的启迪。在操作方面,无线摄像机与一般摄像机是一样的,所以摄像人员不必接受专门培训,便能操作自如,而且由于摆脱了电缆的限制,摄像人员可以随时进行即兴抓拍,使难得的瞬间变成永恒的记录。

发射一接收控制单元和天线跟踪接收单元合起来重量约2.8千克。配上摄像机头和电池盒,即整个无线摄像机重约9.7千克。由于机器内部设有节能装置,所以配套4安时的电池盒,摄像机可连续工作约一小时。在功能方面,发射一接收控制单元主要负责摄像机与基地站控制端之间信息的互通传递:一方面将摄取的信息处理后送天线单元发射,另一方面将从天线接收下来的控制端的指令信息送给摄像机相应的部分。而这两方面工作是同时进行的,即所谓的双向系统。天线跟踪接收单元负责天线的方位,圆壳内的天线由4个小型的锥体电磁天线构成,增益为10dB,是一种自适应天线,它能依据所接收到的、从基地站发射标记信号的变化来自动调整天线的方向,使其最大指向始终朝着基地站,从而保证信息高质量的传递。这种跟踪系统采用射束转换原理,天线指向跟踪范围是全方位的360°,仰角45°,俯角25°,如图3。

PTR-1无线摄像系统
图1中,A适合300米~600米或距离更短的使用范围,如体育场、馆等。基地站的天线采用4单元振子的抛物面天线,直径为0.6米,增益为10dB。操作人员凭视觉通过天线上的小孔(瞄准孔)使天线轴线始终对准远处的摄像机。对准与否由机器上的指示灯显示,对准时指示灯一直亮着;没对准,指示灯则闪动,并伴随蜂鸣器的告警声。对准的允许偏离为±2°,如果摄像机与基地站相距100米,那么精确对准的范围在7米之内,所以不必担心操作人员在对准方面有什么大的困难。
基地站机器内也配置了发射一接收控制单元,所以与摄像机一样,在工作过程中是双向的,即收、发同时进行。发射频率为10GHz或者是更高的微波频率,发射功率为100mw。两者实时交换的信息包括:全电视信号控制、音频、通话设备、红绿蓝信号、录像机控制、工作状态、标记信号、摄像控制。带电缆的摄像机除了以上信息外,电源也由控制端通过电缆供给。无线摄像机则配套电池盒作为电源。基地站的连接端子由专用电缆与摄像机控制器连接,这以后的设备与一般的转播要求和配置是一样的,在此不再赘述。
图1.B适合600米以上距离的使用范围,这是考虑人的视觉受距离限制而采取的方案。基地站采用自适应天线,根据摄像机的位置随时自动调整指向,跟踪摄像机天线发射的标记信号。
笔者曾有幸参加亚运会的电视转播工作,并接触过池上公司的这套设备。最大的体会就是它的灵活性,另外准备工作也简化了。在性能上,系统使用微波频率,容量大,传送质量高。当然事物是一分为二的,无线摄像系统也不例外。笔者认为该机有两点不足:①使用微波频率,波长短。如10GHz,波长仅3厘米,摄像机、基地站间一般的阻挡都会使转播中断。所以基地站的选位比较讲究。②拍摄过程中,摄像机的天线不停地自动调节跟踪,机械转动对摄像人员有一定的影响。(黄小晖)