浅谈短波电波对CATV系统的干扰


1　故障现象

某乡

网络，在安装调试6公里后，用户电视画面上出现了一种特殊疑难干扰。故障现象是：白天图像正常，无干扰现象，但一到晚间出现严重的综合干扰现象(从画面上看象是噪声干扰和CTB干扰)，无法正常收看。群众反映很强烈，称有线电视是“夜糊涂”。每天下午四点钟以后，电视屏幕上开始出现少量亮点，随着时间的推移，亮点越来越多，有时闪动。到晚上七点来钟，满屏幕上出现白色粗细相间不规则的水平条纹，有时还滚动。最严重时，屏幕上的白色噪点和白色条纹掩盖了图像，无法收看有线电视节目。

2　排除故障过程

(1)因干扰图像似CTB干扰，所以首先想到：夜间温度降低，长距离用电缆传输，使放大器输入、输出电平升高所致。组织人员，分别对白天与夜间的干线放大器的输出电平进行测量，因干线上的AGC放大器自动增益控制能力还比较好，故各放大器白天与夜间的输出电平变化不大。排除了故障由放大器输出电平升高引起。

(2)怀疑晚上7点钟后用电高峰，电网电压变低供电器输出电压降低，使后面放大器工作电压不正常，产生干扰。夜间测量两台供电器和几台干线放大器的工作电压，均正常，怀疑排除。

(3)有人提出某些干线放大器是否有问题(若干线放大器问题，白天也产生故障)，为了排除由放大器有问题引起，用新放大器替换原此条干线上的放大器，故障现象依然。

(4)通过以上实际操作，排除了干扰是来自系统内部和系统所用设备有问题，说明干扰是由外界干扰引起。连续三天夜晚用频谱仪，分析几台干线放大器和几个用户的输出电平频谱，得知是短波频率电磁波串入CATV系统造成干扰。测某些短波频率电平，主要是2～15MHz频段电平高。第八级干线放大器输出达 82dB，第十四级干放器输出高达116dB(是某些频点不是所有频点)。

这些较高短波电平，因其频率低，在电缆传输过程中衰减小，致使下一级输入电平很高，造成放大器工作点偏移，进入饱和区产生非线性干扰。找到干扰源后，按其频率范围做通高频阻短波频率的滤波器，加在干线放大器的输入端(隔几个放大器加一个滤波器即可)，短波干扰排除。这种滤波器生产厂家称为“特种滤波器”或 “短波陷波器”。95年我们用浙江省余姚市电视设备厂生产的“短波陷波器”，排除了廖屯镇和罗罗卜镇有线电视网产生的短波干扰，保证了罗罗卜镇用电缆传输有线电视信号13 6公里。从96年开始，该厂把“短波陷波器”装在放大器内部，用余姚电视设备厂生产的放大器，有线电视网络不会产生短波干扰。

3　分析故障产生原因

短波为什么只在晚间对CATV系统构成严重干扰，而白天不能呢?短波在每天拂晓也能对CATV系统构成干扰，只是这时很少有人看电视节目，所以对此时干扰反映不大。大家在收听无线短波广播电台信号都有亲身体会，在晚间收到的短波电台信号要比白天多，却干扰大。这是由无线广播电波的传播特点所决定。无线电电磁波在空中传播有三种方式：地波、天波、空间波。中波(100～1500KC)以地波传播为主，沿地球表面向前传播；超短波米波段(30～300MC)以空间波传播为主，超短波可穿透电离层而进入太空；短波以天波传播为主，靠电离层的反射而达到传播的目的。短波的频率范围是1 5～30MHz。短波是靠天波传播，而天波传播特点又主要取决于电离层变化的规律。

地球表面上层高空各种气体受太阳光的紫外线和其它射线照射后，发生电离，将气体分子电离成为自由电子和正离子，这种电离化了的大气层叫电离层。电离层中气体电离程度通常用电子密度来表示。根据电离层中气体电离程度的不同，电离层可分为四层：即D层，E层，F1层，F2层，各电层的电子密度又因时间不同而不同。

电离层各层的电子密度变化规律与昼夜、季节、年份和地理纬度有关。现只谈昼夜变化规律。F1层电子密度较小，只在白天出现，夜间消失；F2层电子密度{zd0}，短波电磁波主要靠F2层反射回地面，故F2层称为反射层；E层电子密度的变化是比较有规律的，从早晨到中午电子密度逐渐增大，从中午到晚间，电子密度逐渐减小。各电离层对电波都有点吸收(消耗能量)，但主要的吸收是发生在E层，所以E层称为吸收层；D层，距地面最近，对电波反射距离也最近，它白天出现，晚间消失。

从上面分析可知，只有短波广播与通讯与电离层有密切关系，主要是靠F2层的反射和折射完成传播。从分析又可知白天的电离层密度{zd0}，电离层厚度也最厚。因此，白天天波在进入电离层后能量被吸收机会多(特别是白天E层的存在，对短波电波能量吸收最多)短波电波被反射回地面小，在电缆外网导体上的感应电势小，干扰电平低，不足以对有线电视网产生干扰，所以白天电视看不到短波干扰的画面。从黄昏开始电离层密度下降，晚上D层与F1层消失，天波的能量被电离层吸收机会很小，天波被反射回地面增强，短波电波在电缆外屏蔽网导体上的感应电势增强，其较大感应电势电平通过几级干线放大器放大后，短波干扰电平会很大，对于用电缆长距离传输的有线电视网形成了短波干扰。

4　有的地区为什么不产生短波干扰?

(1)利用天波传播的短波广播与通讯存在“静区”现象。在地波达不到而天波己越过的区域就收不到某电台反射的短波广播与通讯信号。这样“静区”短波广播，通讯信号就很弱，不足以对CATV系统形成干扰。

(2)CATV网小，用电缆传输距离近，放大器级联少，对在电缆网上产生的短波感应干扰电平放大量小，不能形成对CATV系统产生干扰。

(3)有的有线电视网地线点多、质量又高，使短波电缆网上产生的感应电势很小，不足以形成干扰的电平。

(4)有的网所使用的放大器的放大模块在起作用。现在市场上所售的干线放大器，一般都是使用飞利浦和摩托罗拉两种进口模块。这两种模块频率增益特性略有不同，飞利浦模块对1 5～30MHz的短波频段均有增益，网络干线若都使用飞利浦模块的放大器就易出现短波干扰。摩托罗拉模块对1 5～30MHz短波频段增益很小，即把短波滤除，所以使用摩托罗拉模块的放大器的有线电视网就不易产生短波干扰。

(5)非“静区”的空中短波信号很弱的地区，也不能对有线网络形成干扰。

通过以上分析可知，对于产生短波干扰的网络，除用“短波滤波器”排除短波干扰外，还可在干线中间隔几台插入一台用摩托罗拉模块的放大器，可有效限制短波干扰。