調(diào)頻發(fā)射機天饋系統(tǒng)改造分析

劉 晉

（作者單位：江西省宜春市811臺）

調(diào)頻發(fā)射機天饋系統(tǒng)改造分析

劉 晉

（作者單位：江西省宜春市811臺）

摘 要：隨著廣播發(fā)射技術(shù)的快速發(fā)展，調(diào)頻發(fā)射機單饋系統(tǒng)存在大量的安全隱患，因此，需要對天饋系統(tǒng)進(jìn)行雙饋改造，從而杜絕安全隱患，提高調(diào)頻發(fā)射機的廣播質(zhì)量。本文結(jié)合江西省宜春市811臺的實際情況對調(diào)頻發(fā)射機天饋系統(tǒng)的雙饋改造進(jìn)行簡單分析。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻廣播；發(fā)射機；天饋系統(tǒng)；雙饋改造

江西省宜春市811臺廣播系統(tǒng)發(fā)射功率達(dá)到80kW，發(fā)射機天饋系統(tǒng)仍然采用單主饋配置，承擔(dān)著多套本地廣播節(jié)目的播出任務(wù)，播出任務(wù)較重。由于采用了單主饋配置天饋系統(tǒng)，天饋系統(tǒng)的檢修、故障處理及消除播出系統(tǒng)瓶頸等工作面臨較大的困難，為保證多套廣播節(jié)目的穩(wěn)定播出埋下了安全隱患，因此，需要在保證正常播放的同時實現(xiàn)調(diào)頻發(fā)射機天饋系統(tǒng)的雙饋改造工作。

1　天饋系統(tǒng)雙饋改造實施

1.1 改造工程設(shè)計

天饋系統(tǒng)由天線系統(tǒng)和饋線系統(tǒng)兩個部分構(gòu)成。其中，天線系統(tǒng)通常由單個或多個發(fā)射天線以及對應(yīng)的饋線部分構(gòu)成；饋線系統(tǒng)則包括主饋電纜、開關(guān)板以及接插件等。

目前，針對811臺天饋系統(tǒng)單饋配置存在的問題，制訂了雙偶6層四面饋電[1]的改造方案。雙饋天線形式如圖1所示，兩個主饋分別連接天線系統(tǒng)的上、下半幅，然后由功率 分配器將射頻信號送入分饋電纜。

在雙饋系統(tǒng)中，天線開關(guān)板是核心部件之一，它實現(xiàn)了雙主饋之間的切換播出。天線開關(guān)板由功率分配器以及U-LINK和監(jiān)測系統(tǒng)等部件構(gòu)成。當(dāng)雙饋正常運行時，射頻功率通過雙饋上天線，而如果雙饋系統(tǒng)中的單饋發(fā)生故障，則U-LINK連接器能夠及時將射頻功率從故障單饋脫離而在另一正常單饋上進(jìn)行播出，通過這樣的方式，能夠在單饋線故障時，有效保證節(jié)目的正常播出。

1.2 工程實施

通過上、下半幅天線完成輪播，能夠在不停播的狀態(tài)下，進(jìn)行天饋系統(tǒng)的雙饋改造，具體按照下面的步驟實施：（1）新敷設(shè)一條6.125英寸主饋，連接機房到天線桅桿，并對新敷設(shè)主庫的完整性進(jìn)行測試，最后進(jìn)行固定安裝；（2）選擇節(jié)目停播時段拆除現(xiàn)有的主變阻器，并完成新敷設(shè)主饋與上半幅天線的連接工作，然后適當(dāng)調(diào)低調(diào)頻發(fā)射機的發(fā)射功率，由上半幅天線完成單饋播出；（3）進(jìn)行新主饋的硬饋和開關(guān)板安裝，然后進(jìn)行下半幅天線相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的測試工作；（4）選擇節(jié)目停播時段進(jìn)行開關(guān)板與播出系統(tǒng)的連接，并將發(fā)射功率切換至下半幅天線；（5）對上半幅天線饋電系統(tǒng)進(jìn)行改造，并完成原主饋和上半幅天線振子到饋電系統(tǒng)的連接；（6）測試上半幅天線的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)；（7）完成開關(guān)板的集成安裝，并將發(fā)射功率切換至雙饋播出，并將調(diào)頻發(fā)射機的功率恢復(fù)正常水平。

圖1　雙饋天線形式

2　改造過程中應(yīng)注意的問題

在對調(diào)頻發(fā)射機進(jìn)行雙饋改造的過程中，為了保證每個發(fā)射天線單元的饋電可靠性，需要確保雙饋線系統(tǒng)的兩根饋線等長。由于受到本身傳輸介質(zhì)的影響，主饋電纜及分饋電纜的傳輸效率受

到一定程度的影響，等效為在真空條件下電磁波傳輸距離的增加，該等效的傳輸距離即為電纜的電氣長度。可以通過下面的公式對電纜電氣長度進(jìn)行計算[2]：

電纜電氣長度是雙饋系統(tǒng)的重要指標(biāo)，通過測量電纜電氣長度，能夠為雙饋系統(tǒng)各發(fā)射天線單元的正確饋電提供可靠的數(shù)據(jù)支持，從而形成正確的方向圖，更好地達(dá)到設(shè)計預(yù)期目標(biāo)。當(dāng)廣播發(fā)射機在87～108MHz的工作頻率下工作時，需要將兩根主饋電纜的電氣長度差值控制在7λ2以下，即天饋線系統(tǒng)雙饋長度差值應(yīng)控制在4cm以下。

2.1 測量電纜電氣長度

可以通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對電纜的電氣長度進(jìn)行測量。目前，大部分網(wǎng)絡(luò)分析儀都具備時域故障點定位功能。通過人為制造故障點的方式，并結(jié)合矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的故障點定位功能，實現(xiàn)對電纜電氣長度的快速測量。

對相應(yīng)的頻段和頻標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，并校準(zhǔn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的單端口，然后將待測電纜的兩段分別與短路器/開路器以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行連接。在smith圓圖模式下，對電延時功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所設(shè)定的頻標(biāo)向圓圖開路點或短路點移動，觀察電延時中的電長度，取該長度的1/2為此工作頻率下電纜的電氣長度；或采用時域故障點定位功能，將波速比設(shè)置為1，測量電纜的電氣長度[3]。

2.2 結(jié)合實際情況制作等長電纜

在本次改造工程中，施工單位為了保證主饋物理等長，希望同路由敷設(shè)兩根主饋；同時希望正向放置開關(guān)板，以保證機房內(nèi)的硬饋能夠?qū)崿F(xiàn)同路由等長。但是由于受到發(fā)射塔井道內(nèi)部空間的限制，如果按照上述要求進(jìn)行改造施工，則需要對管道間地面重新開鑿施工，對現(xiàn)有饋線進(jìn)行遷移，整體工程量較大，且施工難度大幅增加。因此，將新敷設(shè)的饋纜與原主饋分路由到達(dá)天線桅桿。這樣處理，兩根主饋電纜的物理長度必然產(chǎn)生差值，且由于主饋采購時間的差異，其波縮率也受到了一定影響而存在差異，這在一定程度上影響了兩根主饋的電氣長度。在機房內(nèi)部，為避免開關(guān)板的安裝影響后期維護(hù)工作，需要將開關(guān)板進(jìn)行斜向安裝，這就導(dǎo)致機房內(nèi)的硬饋也存在一定差值。

針對這種問題，可以抓住電氣等長這一實質(zhì)特征，采用分段測量、硬饋補償?shù)姆绞竭M(jìn)行等長電纜的制作。表1為測得的分段電氣長度值。

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，可以知道下半幅饋纜比上半幅饋纜長73cm，大幅超出允許的標(biāo)準(zhǔn)差值。硬饋以空氣作為傳輸介質(zhì)，其波縮系數(shù)接近1，且能夠?qū)﹂L度進(jìn)行精確測量，在理論條件下，其電氣長度與物理長度相同?；谟拆伒纳鲜鎏匦?，選擇硬饋補償方法實現(xiàn)兩主饋之間的電氣長度差值修正，確保雙饋物理等長。

公式

表1　測段測量電氣長度（單位：m）

3　結(jié)語

本文對江西省宜春市811臺的調(diào)頻發(fā)射機天饋系統(tǒng)的雙饋改造進(jìn)行了分析，通過后期測試發(fā)現(xiàn)，天饋系統(tǒng)在經(jīng)過改造之后，其覆蓋區(qū)域有一定提升，且覆蓋區(qū)域內(nèi)的收聽效果較好，達(dá)到了設(shè)計預(yù)期。在改造過程中，需要結(jié)合實際問題，采取針對性措施，在施工方法上采取新的嘗試，同時也為相關(guān)改造工作積累了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋禹.衛(wèi)星地球站天饋系統(tǒng)的技術(shù)改造[J].廣播與電視技術(shù),2010(6).

[2]劉宏杰.高山發(fā)射臺調(diào)頻天饋系統(tǒng)改造工程實踐[J].廣播與電視技術(shù),2015(3).

[3]張玉文.廣播電視發(fā)射天饋系統(tǒng)的維護(hù)[J].西部廣播電視,2014(5).