短波發(fā)射臺(tái)節(jié)目傳輸系統(tǒng)分析

王殿超

【摘 要】節(jié)目傳輸系統(tǒng)通過衛(wèi)星天線接收節(jié)目信號(hào)，經(jīng)過一系列設(shè)備將節(jié)目信號(hào)傳輸?shù)桨l(fā)射機(jī)房的音頻處理器，為發(fā)射機(jī)提供安全可靠的節(jié)目源，在安全播音工作中具有重要地位。

【關(guān)鍵詞】節(jié)目傳輸；衛(wèi)星天線；節(jié)目源

1 系統(tǒng)概述

五九四臺(tái)在2005年西新工程后，我臺(tái)傳輸發(fā)射部門分為中控機(jī)房和甲、乙、丙三個(gè)發(fā)射機(jī)房，中控機(jī)房由原來的節(jié)傳機(jī)房發(fā)展而來，工作任務(wù)也由原來的僅僅負(fù)責(zé)全臺(tái)發(fā)射機(jī)的節(jié)目傳輸工作擴(kuò)展到負(fù)責(zé)全臺(tái)節(jié)目傳輸、發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制和自臺(tái)監(jiān)聽監(jiān)測(cè)工作。新建成的中控機(jī)房安裝了一套全新的節(jié)目傳輸系統(tǒng)，為發(fā)射機(jī)房的發(fā)射機(jī)提供不間斷的節(jié)目源，讓我臺(tái)的節(jié)目傳輸工作更加安全可靠。新的節(jié)目傳輸系統(tǒng)全面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，其主要特點(diǎn)如下：

1.1 使用數(shù)字信號(hào)傳輸，抗干擾能力強(qiáng)

衛(wèi)星天線接收的節(jié)目信號(hào)是模擬信號(hào)，在傳輸過程中節(jié)目信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化設(shè)備處理從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，通過音周電纜和光纜傳輸?shù)轿挥诎l(fā)射機(jī)房的音頻處理器。

1.2 采用不同波段的節(jié)目源，提高節(jié)目源的可靠性

我臺(tái)有三路節(jié)目源，分別為C波段節(jié)目源、KU波段節(jié)目源和補(bǔ)樂錄音機(jī)節(jié)目源（C波段為主用節(jié)目源，KU波段為備用節(jié)目源，補(bǔ)樂錄音機(jī)為緊急節(jié)目源），一旦C波段節(jié)目源出現(xiàn)問題系統(tǒng)會(huì)立即切換到KU波段節(jié)目源進(jìn)行播音，即使C波段、KU波段兩路節(jié)目源都出現(xiàn)問題，也可以啟用補(bǔ)樂錄音機(jī)進(jìn)行緊急播出，不會(huì)造成節(jié)目源的中斷。

1.3 節(jié)目源自動(dòng)切換，減少停播時(shí)間

當(dāng)主用節(jié)目源出現(xiàn)問題系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到備用節(jié)目源上，不用值班人員到設(shè)備前手動(dòng)操作，大大減少了停播時(shí)間，也杜絕了在手動(dòng)操作時(shí)人為責(zé)任性事故的發(fā)生。

1.4 節(jié)目路數(shù)自動(dòng)切換

同一部發(fā)射機(jī)在不同時(shí)間段使用不同的節(jié)目路數(shù)，機(jī)房主任提前做好節(jié)目運(yùn)行圖，系統(tǒng)根據(jù)節(jié)目運(yùn)行圖自動(dòng)切換每部發(fā)射機(jī)每個(gè)播音時(shí)段所需要的節(jié)目路數(shù)，值班人員只需復(fù)查該時(shí)間段節(jié)目路數(shù)的正確性，不用手動(dòng)操作。

2 系統(tǒng)組成

節(jié)目傳輸系統(tǒng)由衛(wèi)星天線、高頻頭、功分器、衛(wèi)星接收機(jī)、音頻四選一、光端機(jī)等設(shè)備組成。

整個(gè)節(jié)目傳輸系統(tǒng)的傳輸流程為：衛(wèi)星天線接收微弱的節(jié)目信號(hào)，節(jié)目信號(hào)經(jīng)過高頻頭的低噪聲放大、下變頻、中頻放大，經(jīng)由第一中頻電纜傳至功分器，功分器將第一中頻信號(hào)平均分配為若干路提供給各個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)，衛(wèi)星接收機(jī)通過解碼將原是模擬信號(hào)的節(jié)目源轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過音頻四選一的選擇，輸出的數(shù)字節(jié)目信號(hào)分成三路通過音周電纜和光纜送到發(fā)射機(jī)房。

2.1 衛(wèi)星天線

衛(wèi)星天線是整個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要組成部分，是短波發(fā)射臺(tái)信號(hào)輸入的通道，衛(wèi)星天線性能的優(yōu)劣影響整個(gè)節(jié)目傳輸系統(tǒng)的性能。短波發(fā)射臺(tái)站與衛(wèi)星之間的距離遙遠(yuǎn)，為保證信號(hào)的有效傳輸，廣泛采用反射面天線。反射面天線的特點(diǎn)是方向性好，增益高，便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。

反射面的分類方法很多，按工作原理分，常見的衛(wèi)星天線可分為旋轉(zhuǎn)拋物面天線、卡塞格倫天線、格里高利天線、環(huán)焦天線等類型。我臺(tái)使用的天線類型為卡塞格倫天線和環(huán)焦天線。

卡塞格倫天線是一種雙反射面天線，它由兩個(gè)反射面和一個(gè)饋源組成。從饋源輻射出來的信號(hào)被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦點(diǎn)與副反射面的焦點(diǎn)重合，經(jīng)主副反射面的兩次反射后，信號(hào)平行于拋物面法線方向定向輻射?？ㄈ駛愄炀€的優(yōu)點(diǎn)是天線效率高，噪聲溫度低，缺點(diǎn)是副反射面及其支干會(huì)造成一定的遮擋。

環(huán)焦天線由主反射面、副反射面和饋源喇叭組成。環(huán)焦天線的設(shè)計(jì)可消除副反射面對(duì)信號(hào)的阻擋，也可基本消除副反射面對(duì)饋源喇叭的回射，饋源喇叭和副反射面可設(shè)計(jì)的很近，有利于在寬頻帶內(nèi)降低天線的旁瓣和駐波比，提高天線效率，缺點(diǎn)是主反射面的利用率低。

同時(shí)我臺(tái)衛(wèi)星天線接收不同頻段信號(hào)，分別為C波段和KU波段衛(wèi)星天線，兩種衛(wèi)星天線互為備份，這就避免了在日凌、雨衰、雪衰時(shí)所有衛(wèi)星天線受到影響，為不間斷的播音提供優(yōu)質(zhì)節(jié)目源信號(hào)。

2.2 高頻頭

高頻頭的作用是低噪聲放大、下變頻、中頻放大，它的性能的好壞直接影響整個(gè)節(jié)目傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量，是節(jié)目傳輸系統(tǒng)的重要部件。

高頻頭由輸入法蘭盤、矩形波導(dǎo)、耦合裝置、低噪聲放大器、本振、混頻、中放和電源穩(wěn)壓等部件組成。為了盡量減小輸入信號(hào)的損耗和在傳輸放大過程中混入外部噪聲信號(hào)，高頻頭的設(shè)計(jì)中低噪聲放大器與混頻器、中放緊密相接封裝在一起，然后用低損耗第一中頻電纜將變頻放大后的第一中頻信號(hào)送到衛(wèi)星接收機(jī)。

當(dāng)本振頻率高于信號(hào)頻率時(shí)，稱為高本振；當(dāng)本振頻率低于信號(hào)頻率時(shí)，稱為低本振。我臺(tái)C波段高頻頭為高本振，KU波段高頻頭為低本振。高頻頭所使用的電源來自衛(wèi)星接收機(jī)。衛(wèi)星接收機(jī)根據(jù)不同的極化方式提供不同的直流電壓，衛(wèi)星接收機(jī)為水平極化時(shí)提供18V直流電壓；衛(wèi)星接收機(jī)為垂直極化時(shí)提供14V直流電壓。

2.3 功分器

功分器全稱為功率分配器，將一路輸入信號(hào)能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件。

功分器從結(jié)構(gòu)上可分為兩大類：有源功分器和無源功分器。有源功分器由放大器組成，主要特點(diǎn)為由增益、隔離度高，缺點(diǎn)為有噪聲；無源功分器沒有放大器，主要特點(diǎn)為工作穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、基本無噪聲，缺點(diǎn)為接入損耗大。功分器的主要技術(shù)指標(biāo)為頻率范圍、承受功率、主路到之路的分配損耗、輸入輸出間的插入損耗、支路端口間的隔離度、每個(gè)端口的電壓駐波比等。

我臺(tái)選用有源功分器，其主要功能為：將第一中頻電纜傳送的第一中頻信號(hào)平均為若干份，提供給各個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)作為輸入信號(hào)；對(duì)各個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)之間進(jìn)行隔離，以減小由于衛(wèi)星接收機(jī)之間相互干擾。

2.4 衛(wèi)星接收機(jī)

衛(wèi)星接收機(jī)又稱為綜合接收解碼器，由調(diào)諧器、第二中頻信號(hào)解調(diào)、信道解碼、MPGE—2傳輸流解復(fù)用、MPGE—2音/視頻解碼和模擬音/視頻信號(hào)處理等組成，其主要功能有：節(jié)目數(shù)據(jù)流解碼、利用智能卡中的密鑰進(jìn)行解密、接收并處理各種用戶命令、下載并運(yùn)行各種應(yīng)用軟件。

我臺(tái)采用ACS1240型數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)，其可以自動(dòng)搜索接收音頻信號(hào)，并將搜索到的節(jié)目存儲(chǔ)到單片機(jī)中，從而使接收機(jī)具有斷電記憶功能，保證斷電后所鎖定節(jié)目不會(huì)丟失，同時(shí)可以存儲(chǔ)多張運(yùn)行圖，讓衛(wèi)星接收機(jī)根據(jù)節(jié)目運(yùn)行圖切換節(jié)目路數(shù)。音頻輸入為有源功分器提供信號(hào)，音頻輸出有平衡模擬音頻信號(hào)和AES/EBU數(shù)字音頻信號(hào)。

ACS1240數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的參數(shù)設(shè)置可以通過本地手動(dòng)和遠(yuǎn)程控制兩種方式設(shè)置。本地手動(dòng)設(shè)置就是在衛(wèi)星接收機(jī)上進(jìn)行各種參數(shù)設(shè)置，衛(wèi)星接收機(jī)具有液晶面板和操作按鈕，可以操作液晶面板上的菜單進(jìn)行設(shè)置，包括增加節(jié)目、刪除節(jié)目、節(jié)目運(yùn)行圖選擇、本振頻率設(shè)置、下行頻率設(shè)置、極化方式選擇、符號(hào)率設(shè)置等，通過設(shè)置不同參數(shù)可以選擇接收C波段或KU波段衛(wèi)星節(jié)目信號(hào)，并可以手動(dòng)選擇當(dāng)前播出節(jié)目路數(shù)。遠(yuǎn)程控制設(shè)置是通過軟件進(jìn)行設(shè)置，ACS1240數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)具有RS232接口，通過RS232轉(zhuǎn)RJ45的轉(zhuǎn)換頭接入節(jié)目傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)節(jié)目傳輸控制軟件對(duì)衛(wèi)星接收機(jī)的自動(dòng)控制，可以遠(yuǎn)程設(shè)置衛(wèi)星接收機(jī)參數(shù)，也可以把做好的節(jié)目運(yùn)行圖傳送給衛(wèi)星接收機(jī)，衛(wèi)星接收機(jī)根據(jù)節(jié)目運(yùn)行圖自動(dòng)切換當(dāng)前所用節(jié)目路數(shù)，如果遇到臨時(shí)播音，也可以通過緊急播出選項(xiàng)手動(dòng)選擇節(jié)目路數(shù)，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星接收機(jī)控制的自動(dòng)化。

2.5 音頻四選一

音頻四選一是整個(gè)節(jié)目傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它的存在解決了多路節(jié)目源自動(dòng)切換的問題。在使用音頻四選一前，雖然有主備兩路衛(wèi)星信號(hào)節(jié)目源，但是當(dāng)正在使用的衛(wèi)星信號(hào)節(jié)目源出現(xiàn)問題時(shí)，必須由值班人員手動(dòng)的插拔卡儂頭切換到正常的節(jié)目源上，音頻四選一實(shí)現(xiàn)了節(jié)目源切換的自動(dòng)化，減少了節(jié)目源故障造成的停播。

音頻四選一由信號(hào)分析選擇機(jī)箱和信號(hào)分配擴(kuò)展機(jī)箱組成。音頻分析選擇機(jī)箱通過單根絞合線與卡儂頭連接，引入四路信號(hào)，分配擴(kuò)展機(jī)箱通過DB-25插座和分析選擇機(jī)箱連接，把信號(hào)分為兩路并輸出。信號(hào)分析選擇機(jī)箱完成對(duì)信號(hào)的分析判斷，并通過RS232轉(zhuǎn)RJ45轉(zhuǎn)換頭接入節(jié)目傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)音頻調(diào)度軟件對(duì)音頻四選一的遠(yuǎn)程控制。

音頻四選一最多可以接四路節(jié)目源分別為A路、B路、C路和應(yīng)急，有兩種操作模式分別為手動(dòng)、自動(dòng)和遙控。在手動(dòng)模式下可以人工選擇使用的節(jié)目源路數(shù)；自動(dòng)模式在A路為主用，當(dāng)A路有故障無信號(hào)時(shí)，音頻四選一會(huì)自動(dòng)切換節(jié)目源路數(shù)直至有正常的節(jié)目源；遙控模式是可以通過操作音頻調(diào)度軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻四選一的控制。同時(shí)音頻四選一還具有A路斷電直通功能，在斷電情況下依舊有節(jié)目源信號(hào)的輸出。

分配擴(kuò)展機(jī)箱的兩路輸出，一路輸出信號(hào)通過音周電纜傳送到發(fā)射機(jī)房的音頻四選一，一路輸出信號(hào)通過音頻分配器分為兩路信號(hào)再經(jīng)過光端機(jī)的光電轉(zhuǎn)換通過光纜傳送至發(fā)射機(jī)房的音頻四選一，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)房節(jié)目源的一主兩備，為節(jié)目傳輸?shù)陌踩蕴峁┍Ｕ稀?/p>

2.6 光端機(jī)

光端機(jī)是光信號(hào)傳輸?shù)慕K端設(shè)備，主要負(fù)責(zé)光電轉(zhuǎn)換以及光發(fā)射和光接收。

光端機(jī)總是成對(duì)出現(xiàn)，分為光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)。光發(fā)射機(jī)由光源和電路組成，光源是實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件；光接收機(jī)將接收到的微弱光信號(hào)放大、再生為原傳輸?shù)男盘?hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

我臺(tái)節(jié)目傳輸系統(tǒng)中采用OPT-1000A和OPT-2000光端機(jī)，該設(shè)備主要用于高質(zhì)量廣播節(jié)目源的傳輸，為遠(yuǎn)距離傳輸高質(zhì)量節(jié)目源提供保障。

3 總結(jié)

節(jié)目傳輸工作是廣播發(fā)射工作的重要環(huán)節(jié)，發(fā)射機(jī)房的音頻處理器接收到節(jié)目信號(hào)才能完成安全播音工作。我臺(tái)的節(jié)目傳輸系統(tǒng)從設(shè)備的選型到整個(gè)系統(tǒng)的安裝部署都滿足安全播音工作的要求，能夠?yàn)榘l(fā)射機(jī)提供高質(zhì)量、不間斷的節(jié)目源，保證安全播音工作的順利進(jìn)行。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]