在CATV共用天线系统中,由于用户端的联接装置(如电缆、信号分配器等)或接收机不可能有十分完善的屏蔽,电视机在接收系统信号的同时,有可能又接收到由空间直接传播的同一频道的强场强电视信号。由于两个信号传播途径不同,而且信号在电缆和空气中的传播速度也不同,在电视机输入端,造成了空间信号超前线路信号进入电视机,使图像左侧产生重影。该重影即前重影。
前重影一般在共用天线电视系统安装竣工后才能发现,其消除是一个比较棘手的问题,用类似解决后重影的方法,如改变方向等简单手段是不能消除前重影的。为此在这里介绍几种消除前重影的方法,仅供参考。
1.选用高质量双层屏蔽电缆,使用屏蔽效果好的用户盒和分支分配器,摘除电视机上原有天线。当造成前重影的空间电视信号仅通过电视机器件进入电视时,可把电视机安放在背离电视台方向的空间场强较弱的房间里,这对于楼房更有效。
2.把重影作为噪声信号处理。即利用类似提高信噪比的办法,提高用户信号电平而减小重影,其用户信号电平由重影参数电平决定。重影参数电平=用户信号电平-重影信号电平。因此,重影参数电平大于20dB时,风景等对比度不明显的画面就看不出重影;当大于40dB时,则可完全消除重影。
若前重影信号是从线路或器件中串入,该重影电平还可直接测到,测量方法如下:在前端去掉天线输入信号,接入75Ω负载,然后测用户信号电平,当各器件之间阻抗匹配良好时,所测电平即为重影信号电平。由此可根据对重影参数电平的要求确定消除重影所需用户信号电平。注意用户信号电平最大不能超过70~83dB。如果重影信号过强,则使用以上两种方法往往效果不明显。
3.从重影的本质上去解决。允许前重影出现,但利用人眼的视力盲区,使重影出现于视觉有能分辨的范围内,从而达到消除重影的目的。这种方法如在设计前考虑进去,则可更有效地消除前重影,而且基本不增加造价。下面就这种方法作重点说明。
在医学上设人眼的正常视力为1,能分辨物体的最小视分均为5分。看电视时,若以观看位置是屏幕高度的7.5倍处为有效视场所对应的观看距离,那么,5分角所对应的弧宽(设为A)即为人眼所不能分辨的最大重影宽,即在小于A范围的重影人眼无法分辨。这样,可以根据角度与孤度关系确定允许重影宽度A与屏幕高度H之间的关系式为:A=0.011H。
设电视机行扫描速度为V,则该重影宽度允许空间主副信号电磁波的时差t为:0.429μs。电磁波在0.429μs中空间传播距离为128.7米。
所以若使电视图像不产生重影,或更精确地说人眼分辨不出重影,就要求主副信号在空间传播的距离差小于128.7米,如图所示。

假设前重影由电视机部件接收进入电视机(由系统器件进入的重影信号时差更小),AC段为重影信号所走空间途径;AB段为系统信号所走空间途径,BC段为系统线路传输途径。若波程差小于128.7米,就必须使距离AB+BC-CA≤128.7(米)。
由该式求出的曲线(图中虚线)是一单边双曲线,该单边双曲线所包括的区域即为无前重影区。所以在强场强区,要想不产生前重影,一个前端所能覆差的区域是一个以单边双曲线为边缘所包括的有限区域。由于前端覆盖范围有限,所以对于大型系统,应选择多前端方案,方可基本消除强场强区前重影的产生。对于中、弱场强区,基本不存在前重影问题,设计中可以不考虑。
由于前端到用户之间BC段为电缆传输,而电磁波在电缆中的传播速度低于空间传播速度,所以计算BC段距离时,不仅要按电缆实际走向计算,而且要考虑电缆中的传播速度。电磁波在同轴电缆中的传播速度与电缆的相对介电常数ε\(_{r}\)有关,相对介电常数εr小的电缆,有助于提高传播速度。
在实际应用中,如逐点计算天线允许覆盖区域,工作量很大,也不实际。所以一般可采用选点法,即只计算或估算D、E、F等关键位置来确定天线位置B,另外,放大器等器件也能产生延时,串接放大器越多,时延越长,且放大器型号各异,时延不好判断,使用中尚需从实际出发,在此不多赘述。
由于地理环境,电视台分布、用户分布、楼层高低等条件各异,在设计中还需将以上种种方法统筹考虑,综合运用,前重影便可消除。(杨大成)