摘要：信息时代的到来为各行业发展注入新鲜的活力。其中以光纤传感器为典型代表，具有明显的耐高压、抗电磁干扰等优点，是广播系统得以可靠运行的新型技术保障。从广播系统运行实际环境看，其存在高噪声、高温以及电磁干扰等问题，忽视对系统运行的有效管理与监测，很容易出现故障问题。对此，本文将对光纤传感器的相关概述、广播系统中光纤传感器技术的具体应用以及大功率广播监测中光线传感器技术应用前景进行探析。
关键词：光纤传感器 广播系统 广播监测 应用
近年来我国广播企事业单位为满足社会群众需求，逐渐对自身系统进行完善，如典型的天馈系统、在线监测系统等。但这些系统投入使用后可发现，因存在过多功率较大、电流与电压较大的射频信号以及高频干扰，使系统极易出现故障问题，严重情况下很可能发生重大事故，成为制约广播电视覆盖工作的重要难题。在此背景下，便需引入光纤传感器，利用其电压、电流传感器以解决广播系统的弊端。当今世界是一个科技的时代，随着科学技术的迅速发展，传感器也在朝着精确、灵敏、适应性强、和智能化的方向发展。在这一过程中，产生了许多倍受青睐的新型传感器，例如有着诸多优异特性的光纤传感器就是广受关注的产品。它具有耐高压、抗高频干扰、工作频率宽、动态范围大、易于安装等特点，它的一些特性是常规传感器所不具备的，也是不可比拟和不可替代的，这必将使得它在大功率广播系统中得天独厚地发展。基于光纤传感器的光电技术现已在电子、通信等领域日益发展，成为大有前途的新型技术。因此，对大功率广播系统中光纤传感器的应用分析具有十分重要的意义。
一、光纤传感器的相关概述
关于光纤传感器，根据光纤在传感器中的作用可以分为功能型、非功能型传感器。以其中非功能型传感器为典型代表，在现代大多行业领域中的应用极为常见，其优势在于成本较低，结构较为简单，能够直接将相关的敏感元件充当感知探头使用。从光纤传感器的整体构成看，主要体现在信息处理模块、光电探测器、光源、传输管线以及传感头等方面。由于其本身具备较强的抗干扰能力、复用能力，被许多化工、航天、医疗、建筑等领域所应用。加上当前光纤器件制作中融入更多新型材料，很大程度提高光纤传感器的质量。从光纤传感器运行原理看，其主要通过光纤使光信号向调制器进行输送，调制器中的光会与输入的信号发生作用，此时光的相位、频率、波长等各方面都发生一定的变化，对变化后的信号称之为信号源。在此基础上利用光纤将信号源向光探测器中输送，经过分析处理得出具体的参数。因此，将其用于广播系统收发设备光信号分析，可获取相关的参数结果，如温度、电压、电流等[1]。
二、广播系统中光纤传感器的具体应用
光纤传感器的引入是广播系统提高其运行效率且减少故障发生概率的必然要求。而光纤传感器作用得到充分发挥又得于自身的电流传感器与电压传感器，其在解决广播系统电磁干扰问题方面可起明显的效果。
（一）从光纤电流传感器角度
光纤电流传感器又被称为OFCT，在构成上主要以电子回路、光纤以及传感头为主。其中电子回路部分又可细化为信号处理、受光元件与光源等，而传感头体现相关的光学部件如起偏镜以及载流导体等。若以传感头电源为出发点，光纤电流传感器又体现在无源式传感器、全光纤式传感器以及有源式传感器等方面。首先，在无源式传感器应用下，其可通过磁光效应解决系统中磁场干扰问题。一般广播系统在运行中，极易受周边磁场影响而导致信号传输发生问题，此时利用无源式传感器可直接使磁场方向传播发生改变。假定光的方向、磁场方向保持相同，此时光偏振面会进行适当的旋转。需注意的是该旋转角度往往由检偏器进行控制，其可通过光电变化完成信号处理过程，且可测出具体电流。
其次，从全光纤式传感器利用方面，其应用的优势在于抗干扰能力较强且具有互易性等特点。从构成上看主要以传感头、信号处理以及光学传输等方面组成，其中的传感头负责导线电流的传感，信号处理负责对电压与电流的控制，而光学传输作用集中在信号转换、传输等。事实上，现行广播系统中引入光纤传感器技术也多从分布式光纤系统方面着手，其能够利用传输过程中光的散射特性达到系统温度测量目标，确保系统运行得以有效被监测。
最后，有源式传感器利用中，其在信号传输媒介上主要以光纤为主，并通过器件的调制技术使光信号向低压侧进行输送，使其被解调处理。该类型传感器实际应用过程中主要具有较强的抗干扰能力，系统整体绝缘性能较好，且互感器重量轻、体积相对较小，制造成本较低。将其用于广播系统中，对于解决处于室外环境且易受环境因素影响的系统，能够起到明显的改善作用。除此之外，当前广播系统中光纤电流传感器的应用也体现在其能够判断设备故障位置，为系统可靠运行提供保障[2]。
（二）从光纤电压传感器角度
光纤电压传感器就是以电压为被测量的光纤传感器，可分为功能型光纤电压传感器和传导型光纤电压传感器两种。光纤电压传感器在现代应用中更侧重于与光纤通信技术相结合，其不再局限于传统单通道、单功能以及单信号等方面，而表现出向多通道、多功能以及多信号等方向发展。光纤电压传感器实际应用中主要体现在高电压测量、空间电场测量等方面。以其中高电压测量为例，当前广播系统中的许多设备本身表现出暂态特性较差等问题，系统故障频率极高，对此引入光纤电压传感器，其利用光纤进行高低压连接，且因具有较高的绝缘强度，能够避免因高低压波动过大而导致相关设备无法运行的情况出现[3]。
三、大功率广播监测中光纤传感器技术应用前景
以当前大功率广播监测系统为例，将光纤传感器应用其中，其主要为使耐腐蚀特性、耐高压特性、抗电磁抗扰能力以及抗辐射能力等优势体现出来。具体应用中可将相应的温度传感器直接设置于发射机中，这样温度传感器接收温度信息后会直接通过解调技术使温度信息以光学信号的形式呈现出来。通常在系统高压监测中可直接将分布式光纤传感器引入其中，其自身电压传感器可直接对电压进行合理判断。对于分布式光纤传感器，其在原理上主要体现出根据光纤通信系统要求，由激光器进行光的发出，再利用传感器信号进行调制，使调制后的信号输送至传感光纤中。此时可将波导耦合器处理下的信号放大，通过数字示波器使放大后的信号以波形形式显示出来，完成参数变化分析工作。需注意的是，广播系统中该类型传感器的应用也存在一定限制性因素，如受外界环境影响较为明显，需引入相关的技术如塑料光纤、光子晶体光纤等使传感器性能得以提升[4]。
此外，以广播系统中的天馈系统为例，其自身许多构件多暴露在室外且射频信号具有功率大、电压高以及电流大等特点，故障发生概率极高。对此在未来光纤传感器应用中，除保证其中的电流、电压传感器作用得以发挥外，还可考虑在天馈系统中引入光纤式在线监测系统，其主要得益于互联网技术，使系统能够实现信息采集、监测等功能。例如，在天馈系统中（高频传输线、铁塔拉线等）直接铺设各类应力光纤传感器和测温光纤传感器，提高系统在空间位置、温度等方面的测量精度。或在采集方面可将监测系统中设置射频功率采集模块，其在保证实时收集系统入射与反射功率的基础上，能够利用通讯接口向监测系统中发送，一旦存在系统温度、应力或输入功率变化问题，系统可直接发出告警信息，从而避免播音中断。因此，光纤传感器的应用有利于提高广播系统的可靠性和安全性，对广播系统的运行和维护必将产生深远的意义[5]。
四、结束语
光纤传感器在广播系统中的应用是提高系统运行效率且降低故障发生概率的重要途径。实际应用中应正确认识光纤传感器的基本原理，使其作用得到充分发挥，同时在未来发展中也可考虑将分布式光纤传感器引入广播系统中，或进行在线监测系统的设计，以此实现广播系统安全、可靠运行的目标。可见，光纤传感器在广播系统的应用是非常必要和迫切的。然而在国内，这项技术才刚刚开始，并且已经吸引了不少专业人员的研究。在未来的发展中，光纤传感可以不断汲取光纤通信的新技术(如新的半导体光源、新型光纤)、新器件，各种光纤传感器有望在广播系统中得到广泛应用，为广播设备的安全稳定运行提供强有力的保障。
