在空中全向发射电视信号的实验

　　很长时间以来，不断有人提出要在空中发射电视信号。这种发射方式的应用并不普遍，但是在特殊场合会有这种需求，如利用气球、飞艇、航模等器材升空以后的高度扩大覆盖范围；某些较大规模的活动需要在空中将摄像机输出的信号实时发回地面供指挥人员参考；较大型的无线遥控航模超出操纵人员肉眼视线以后需要用摄像机辅助操作。这些，都需要在空中将电视信号实时传回地面。

　　这些升空器材都有一个共同的特点，就是载荷能力有限，要求发射器材从设计到制作全过程遵循“一切为着减轻重量”的原则。

　　本例实验针对客户特定的要求而做：某公司为一畜牧业发达的国家设计制造了一种用于巡视自己牧场的无线遥控直升机，以取代驾驶越野车的常规巡视方法，或许，从高处看地面是另外一种效果（咱是外行）。直升机飞行高度１００－５００米，要求在１０公里内的地面可靠接收空中发回的电视信号，做这种巡视方式可行性试验时要求发射半径２公里，用普通电视机接收。

　　该国地广人稀，对无线电频率没有非常严格的管理制度，我们被告知此例实验的工作频率可以任意选择，我们决定先从低频率端试起。频率太低时天线尺寸太大，不适合此例，先用三百多兆赫兹实验。

　　发射机用我们的常规产品《８００ＭＨｚ袖珍式无线影音发射器》改造而成。这款发射器是变频式电路结构，稳定可靠，按我们手头现有频点的谐振器，调制选用２频道５７．７５０ＭＨｚ，本振选３０３．９ＭＨｚ，工作频率３６１．６５０ＭＨｚ。这款发射器用在这里的不足之处是调制频谱全部输出，浪费后级的输出能力，在下图红圈内的部位插入了标准２频道声表面波滤波器，使整机在视频方面输出标准残留边带电视调制信号。由于本用途不需要伴音（恐怕除了发动机噪音很难拾取其它有价值的声音），所以本机拆掉了伴音通道，以增加图像的发射能力。

　　做成以后的机芯实物如下图所示（红圈内为特意插入的标准频道声表面波滤波器）。

　　这种发射器的标称输出功率为不小于１０毫瓦，将输出指标定为１０毫瓦这么小是为了保证在较高的工作频率下也能达标，其实，在８００ＭＨｚ频段时输出不会小于５０毫瓦，在１２００ＭＨｚ频段时，输出在２０－３０毫瓦以上，本机工作频率很低，仅仅３６１ＭＨｚ，实测最大电视功率输出大于１５０毫瓦。

　　航模上不可能安装高增益发射天线，以１５０毫瓦的射频功率覆盖半径２公里是有困难的，所以发射机和天线之间还需要插入一个功率放大器以确保半径２公里的覆盖。若是电源不受限制，可采用２４Ｖ供电的时候获取较大的功率是比较容易的。但是本机必须以１２Ｖ供电，我们没有库存１２Ｖ的大发射管，联系购买周期太长，况且２公里的距离并不需要太大的功率，同时也应该尽量减少航模的负担，为此设计制作了下图所示的双输出小功放。

　　功放采用两只ＢＦＧ５９１，工作电压１２Ｖ，电流１２０ｍＡ×２≈２５０ｍＡ，输出功率合计１瓦以上，虽然不能使用高增益发射天线，但是接收端在地面上，可以使用高增益定向天线，这样的功率覆盖２公里半径是没有问题的。采用双输出的结构还有利于与下图所示的发射天线驳接。

　　发射采用单层十字形旋转场天线，由于要求向下方发射，所以在馈电振子的上方安装了反射器。天线在航模上安装时不一定要采用这样的反射器结构，若是航模的下方有直径（或对角线）超过半米的金属板、金属网时，将会是更好的反射器；或者是构成十字形的金属条、金属线，都可以将图中天线上面的反射器去掉而代之。

　　接收端很简单，只有一付天线，采用７单元八木天线，天线的输出连接电视机或其他接收设施即可，天线尺寸如下图所示。

　　做好的试验品如下图所示。

　　通常器材制作完成以后，想要试验传输效果并不难，但是想要模拟这套发射装置的使用现场对我们来说可就有点不容易了。主要是想要获得悬空１００米以上这样的安装条件有点难：租飞机不可能，我们没有这样的实力；广告公司有飞艇和气球可租，但是飞艇太贵，最优惠的价格也得５０００元；气球便宜，但是只租一只气球的业务人家不做。集思广益，大家还是想出了办法，这办法稍后再介绍。

　　先将需要升空的器材搭建起来，摄像机、发射机、功放、天线．．．．．．。搭建好的发射系统如下图所示，可以先在地面发射试试。说明一点，我们将这套器材搭建成这样的结构纯粹是为了便于悬吊升空，并非确定的模式。

　　搭建完成，先在室内调试好，然后挂到天台的立杆上发射。我们的天台也二十多米高呢，来过的朋友都知道的。

　　实验的结果不太理想，近处还可以，到一公里以外图像便被很强的干扰时常淹没。回来用频谱仪一查，真巧，偏偏就是我选中的这个频道有强干扰信号，有点像是对讲机的，频点全部分布在我用的频道内，时有时无，比这个频道低的相邻频道未发现有干扰信号。明天将调制换成１频道再试试，好在库存有一频道的工程级调制器，还有声表面波滤波器可拆。

　　又打造了一个图像载频为３５３ＭＨｚ的发射系统，这回没有了连续的干扰，但是偶尔会有较强的短时间干扰，看来想要在这一段频谱中找出一个能容纳一个电视频道的频宽来还是有些困难的。

　　在没有干扰的时候传输一公里没有问题，到２公里的地方信号很弱，达不到实用的程度，比预想的要差很多，看来，这次实验要告一段落了。

　　接下来要用调频方式试试了。

　　调频方式应该没有问题，我们过去做过４００ＭＨｚ的传输实验，用一个ＭＲＦ５８１做输出，收发都用零增益天线，轻松５公里。这次用两个５９１做输出，用高增益定向天线接收，又能保证发射天线的高度，想来１０公里应该是可以的，试了才知道。