中波天饋系統(tǒng)改造的設(shè)計與探究

宋世琦

摘要：天饋系統(tǒng)改造是為了提升信號質(zhì)量，提升了廣播和電視節(jié)目的播出質(zhì)量，而雙饋系統(tǒng)是能夠高效快速地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間切換，不間斷且高質(zhì)量地將信號傳送出去，為廣播電視安全播出提供有力保障。該文以寧夏廣播廣播電視臺下屬中波臺為例，比較了天饋系統(tǒng)改造設(shè)計方案，闡述天饋系統(tǒng)的原理與天饋系統(tǒng)改造工程的實施，希望能為其他中波發(fā)射臺的天饋系統(tǒng)改造提供參考。

關(guān)鍵詞：天饋系統(tǒng)改造原理設(shè)計方案研究測試效果

中圖分類號：TM862 ? ? ?文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2021）11（c）-0000-00

Abstract： The transformation of antenna feed system is to improve the signal quality and the broadcasting quality of radio and television programs， while the doubly fed system can efficiently and quickly realize the switching between networks and transmit the signals continuously and with high quality， so as to provide a strong guarantee for the safe broadcasting of radio and television. Taking the medium wave station subordinate to Ningxia radio and television station as an example， this paper compares the transformation design scheme of antenna feed system， expounds the principle of antenna feed system and the implementation of antenna feed system transformation project， hoping to provide reference for the transformation of antenna feed system of other medium wave transmitting stations.

Key Words： Transformation of antenna feeder system; Principle; Design scheme; Study; Test; effect

寧夏廣播電視臺傳輸發(fā)射中心下屬青銅峽發(fā)射臺的網(wǎng)絡(luò)升級改造項目于2020年采取公開招標的方式，最終由陜西廣通電子設(shè)備有限公司進行項目實施，此項目的設(shè)計方案就是更新新型發(fā)射塔及網(wǎng)絡(luò)的主備配置。中波廣播發(fā)射系統(tǒng)由發(fā)射機系統(tǒng)、信號源及音頻處理系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、天饋線系統(tǒng)和監(jiān)測控制系統(tǒng)等構(gòu)成，為適應(yīng)中波廣播發(fā)射“不間斷”播出的總方針，實現(xiàn)“零秒”停播的指標任務(wù)，各中波發(fā)射臺經(jīng)過多年實踐和不斷改造，逐步實現(xiàn)了發(fā)射機、信號源和供配電系統(tǒng)的主備配置，極大地提高了安全播出保障能力，減少了停播事故。但在天饋線系統(tǒng)方面，大部分臺站還未實現(xiàn)主備系統(tǒng)配置，天饋線系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，必然導(dǎo)致播出事故的發(fā)生，且天饋線系統(tǒng)的故障率和維護率相對較高，因此實現(xiàn)中波天饋線系統(tǒng)的主備調(diào)配網(wǎng)絡(luò)配置很有必要。

1 ?全固態(tài)中波發(fā)射機的天饋網(wǎng)絡(luò)組成及運行原理

全固態(tài)中波發(fā)射機的可以滿足中波發(fā)射的要求，依賴于全固態(tài)中波發(fā)射機的天饋網(wǎng)絡(luò)，其電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配備了專屬發(fā)射器輸出饋線和發(fā)射天線的輸入端，從而使整個中波發(fā)射系統(tǒng)的運行更加穩(wěn)定、迅速，同時還兼配了避雷系統(tǒng)，更是保障了整個設(shè)備的安全運行，因此是得整個中波發(fā)射更加穩(wěn)定、安全、高效，實現(xiàn)了對高壓電頻的安全控制。中波發(fā)射的穩(wěn)定性會受到一定干擾信號的影響，在長期的信號干擾下會使得傳送波形不斷變大，從而影響整個中波段的信號傳輸，而全固態(tài)中波發(fā)射機的天饋調(diào)配網(wǎng)絡(luò)可以有效阻斷干擾信號，對中波傳輸?shù)母蓴_。綜上所述，全固態(tài)中波發(fā)射機的天饋調(diào)配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，確保了中波發(fā)射在傳送過程中不受外界干擾，從而保障信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。從全固態(tài)中波發(fā)射機的功能組成上來看，其主要由匹配網(wǎng)絡(luò)、阻塞網(wǎng)絡(luò)及避雷系統(tǒng)共同構(gòu)成天饋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是整個系統(tǒng)運行更急穩(wěn)定、安全、高效[1]。

1.1 匹配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

T 型抗組匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 T 型抗組匹配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是全固態(tài)中波發(fā)射機中，最為常用的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，T 型阻抗網(wǎng)絡(luò)的阻抗匹配度較高，利于確保中波發(fā)射機的波形穩(wěn)定，從而保障的全固態(tài)中波發(fā)射機的低能耗性，滿足了中波發(fā)射機的能耗需求[1]。

1.2 阻塞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

信號在傳送過程中會受到外界信號的干擾，使得接受波形發(fā)生改變，導(dǎo)致整個信號傳輸出現(xiàn)錯誤，因此在中波發(fā)射機的研究中首先要考慮到如何降低干擾信號的干擾，從而保障波形傳輸無誤保障傳輸?shù)陌踩€(wěn)定性。中波發(fā)射機的發(fā)射天線是用來接收信號，在其工作過程中不可避免的會接收到高頻信號，這就導(dǎo)致接收波形會受到干擾。全固態(tài)中波發(fā)射機的低阻與開關(guān)狀態(tài)，會擴大影響使得串臺、雜音現(xiàn)象更加嚴重，嚴重時甚至?xí)斐蓤鲂?yīng)管損壞，因此天調(diào)系統(tǒng)中增添阻塞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用來降低干擾提升信號接受的穩(wěn)定性。目前在全固態(tài)中波發(fā)射機中較為常見的阻塞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有限波網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩種阻塞系統(tǒng)，主要用來阻塞高頻信號的干擾，在整個系統(tǒng)運行中并不會干擾到原有的阻抗?？傮w來說全固態(tài)中波發(fā)射機的阻塞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是通過與諧振電路形成并聯(lián)電路，來實時阻斷高頻信號對中波信號接受的干擾。

1.3 避雷系統(tǒng)

中波發(fā)射機的雷擊現(xiàn)象是非常常見的，若防雷工作不完善很容易導(dǎo)致整個設(shè)備運行癱瘓，比如：瞬時電流過大損壞電器元件，其瞬間產(chǎn)生的高熱量還可以燒毀中波發(fā)射機的各種電路等，都會對全固態(tài)中波發(fā)射機造成損壞或不正常運行。因此在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，要考慮到雷電保護措施，在采用避雷設(shè)備的同時還要在發(fā)射機內(nèi)部增添雷電泄電電路等[2]。

2全固態(tài)中波發(fā)射機的天饋調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

為了確保全固態(tài)中波發(fā)射機的高效、安全、穩(wěn)定運行，天饋調(diào)配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計要具備抗阻、避雷等特點，因此可以采用以下設(shè)計確保中波發(fā)射機的穩(wěn)定、高效運行。

2.1 雙頻共塔阻抗匹配設(shè)計

中波發(fā)射機在信號接收上，會受到很多外界因素的干擾，其中高頻信號會導(dǎo)致接收的波形圖產(chǎn)生變化，長期干擾會導(dǎo)致波形變化越來越大，最終導(dǎo)致波形的準確性受到干擾。那么此時可以通過分析多頻率共塔的運行狀態(tài)，得到天線阻抗的變化情況，從而分析阻塞網(wǎng)絡(luò)與匹配網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，若此時發(fā)射機處于無用功狀態(tài)，那么需要安裝負載改變阻塞網(wǎng)絡(luò)與匹配網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，進而改變中波發(fā)射機的工作高效性。因此，在匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計上，可以考慮采用建立多頻共塔的阻抗匹配設(shè)計，從而阻斷外界因素對中波信號的干擾，提高天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的工作高效性[3-4]。

青銅峽中波臺由于受占地面積影響，采用76 m自立式中波發(fā)射塔，替換原有的拉線塔，配備4部主發(fā)射機和4部備發(fā)射機、均為1 kW全固態(tài)中波廣播發(fā)射機 ，均是陜西巡天設(shè)備廠生產(chǎn)。4個頻率采用雙頻共塔，其中900 kHz和1 260 kHz共用一座塔，1 008 kHz和1 557 kHz共用另一座塔。

如圖1所示。每個雙頻匹配網(wǎng)絡(luò)中分為4個部分：預(yù)調(diào)防雷、阻塞、匹配、陷波，鄰頻≤1.25時相互加以吸收，匹配都采用T型阻抗網(wǎng)絡(luò)，方便調(diào)試維修

2.2主備調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

在900 kHz和1 260 kHz發(fā)射機輸出端各加裝一個饋線倒換裝置，實現(xiàn)兩條軟饋線的主備切換，900 kHz主用饋線連接900 kHz主用調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，900 kHz備用饋線連接900 kHz備用調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。1 260 kHz 主用饋線連接1 260 kHz主用調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，1 260 kHz備用饋線連接1 260 kHz備用調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。然后在天線的輸入端加裝一套切換開關(guān)，除發(fā)射機主備機切換為自動倒換外，其余均采用手動倒換裝置，同軸倒換開關(guān)3、同軸倒換開關(guān)4、倒換開關(guān) 5 必須實現(xiàn)同步倒換，否則可能造成停播甚至損壞發(fā)射機，因此存在一定的安全隱患。目前在考慮如何實現(xiàn)倒換開關(guān) 3、4、5 之間的聯(lián)動和同步倒換，避免人為操作不當(dāng)可能造成的播出事故。同理雙頻共塔1 008 ?kHz和1 557 ?kHz的主備網(wǎng)絡(luò)同上述一樣[5-6]。

主備調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原理圖具體見圖2。

3主備系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)與測試

天調(diào)各系統(tǒng)安裝完成之后，用網(wǎng)絡(luò)分析儀先調(diào)整好串并聯(lián)電路，再通過調(diào)配部分使網(wǎng)絡(luò)輸出阻抗達到50，且工作頻率f+9kHz內(nèi)VSWR<1.3，再進行整體阻抗測試，對同軸開關(guān)進行功能測試，對發(fā)射機進行指標測試，進一步驗證天調(diào)網(wǎng)絡(luò)駐波、帶寬是否達到要求，全部調(diào)整好后，需對設(shè)備連續(xù)進行24小時滿功率、滿調(diào)幅運行，驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最終使整個天饋系統(tǒng)達到設(shè)計要求。

4結(jié)語

該系統(tǒng)經(jīng)過兩個月的運行，工作穩(wěn)定可靠，在加強安全播出保障及提高播出質(zhì)量方面發(fā)揮了積極作用。在廣播電視行業(yè)不斷發(fā)展的今天，人們對廣播好電視節(jié)目的播出質(zhì)量有了更高的要求，一些廣播電視臺需要對多年使用的設(shè)備更換，實現(xiàn)技術(shù)的升級改造。我國廣電總局也在加強對發(fā)射臺的事業(yè)的投入，需要建設(shè)較多的發(fā)射機房，不過在天饋系統(tǒng)的技術(shù)改造期間難免出現(xiàn)問題，需要做好詳細的方案規(guī)劃，這樣才能避免我們在實施過程中少走彎路。

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