淺談波導(dǎo)充氣機(jī)在廣電天饋線系統(tǒng)中的作用和工作原理

遠(yuǎn)曉峰

天津中環(huán)安訊達(dá)科技有限公司 天津市 300074

1 天饋線系統(tǒng)

天饋線系統(tǒng)是廣播電視發(fā)射系統(tǒng)中重要組成部分。天饋線系統(tǒng)主要由主饋線，功分器，分饋線，天線幾部分組成。傳輸信號(hào)由發(fā)射機(jī)生成后，經(jīng)過(guò)一系列合成處理后，由天饋線系統(tǒng)將電磁波發(fā)射出去，通過(guò)終端接收機(jī)最終實(shí)現(xiàn)節(jié)目播出。可見(jiàn)天饋系統(tǒng)的好壞直接影響整個(gè)節(jié)目的播出質(zhì)量和效果。

在整個(gè)天饋系統(tǒng)中，饋線密閉性的好壞，對(duì)節(jié)目的播出質(zhì)量又起著決定性的影響。當(dāng)天饋系統(tǒng)建立在海拔較高的自然環(huán)境中時(shí)，使其處在高溫、高濕、高寒（低溫）、一天內(nèi)溫差變化大的地理環(huán)境中，即使是新裝饋線，因其所在的氣候條件，地理環(huán)境的影響，在一定時(shí)間后，也會(huì)有內(nèi)部氣體泄露問(wèn)題的產(chǎn)生，也就必然導(dǎo)致傳輸質(zhì)量的降低，甚至不能保證傳輸。因此，饋線密閉性不好，導(dǎo)致饋線內(nèi)濕度增大，甚至積水，影響節(jié)目傳輸是國(guó)內(nèi)很多地區(qū)天饋系統(tǒng)的共性。為解決在饋線已出現(xiàn)輕微泄露或較嚴(yán)重漏氣情況下還要保證節(jié)目播出的質(zhì)量這個(gè)問(wèn)題，中國(guó)自90 年代初開(kāi)始，陸續(xù)給饋線裝備了波導(dǎo)充氣機(jī)（空氣干燥機(jī)），以實(shí)現(xiàn)饋線里保持干燥氣體，保持正壓，從而保證了節(jié)目播出質(zhì)量，延長(zhǎng)饋線的壽命。

波導(dǎo)充氣機(jī)自90 年代初，開(kāi)始應(yīng)用于天饋系統(tǒng)至今已30余年，其按干燥方式可分為吸附式，滲透式，冷凝式三種。其中吸附式又分變色硅膠，氧化鋁，分子篩三種。滲透式主要是高分子膜型。冷凝式充氣機(jī)由于體積大，噪音大，不適用于天饋線系統(tǒng)。

2 天饋線控制

隨著科學(xué)技術(shù)、材料的進(jìn)步，已更迭了多代，其工作控制歷程如下簡(jiǎn)述。

電路控制：從簡(jiǎn)單的數(shù)字電路控制，到MCU 智能控制（實(shí)時(shí)采集壓力、溫濕度、計(jì)次、計(jì)時(shí)等數(shù)據(jù)及各類(lèi)告警，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制）。

壓力顯示：從壓力表顯示（耐低溫），到液晶模塊顯示（低溫工作只能到-5℃），再到數(shù)碼管顯示（低溫工作達(dá)到-40℃）。

干燥方式：從需要維護(hù)更換的吸附式干燥方式（硅膠干燥劑），到免維護(hù)吸附式干燥方式（氧化鋁吸附，再加熱反吹，恢復(fù)吸附能力），再到免維護(hù)高分子膜滲透式干燥方式。

遠(yuǎn)程控制：從沒(méi)有遠(yuǎn)程監(jiān)控，到遠(yuǎn)程遙信監(jiān)控（遠(yuǎn)程告警燈），再到網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制（實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及告警）。

綜上所述，波導(dǎo)充氣機(jī)隨著科技進(jìn)步，逐步滿足了目前各臺(tái)站的使用需求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)上都具有多路輸出，防雷，漏氣檢測(cè)，局域網(wǎng)遠(yuǎn)程控制，實(shí)時(shí)顯示工作狀等特點(diǎn)，也為各臺(tái)站逐步實(shí)施的的數(shù)字化管理提供了相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備。其中采用耐低溫?cái)?shù)碼管顯示，MCU 智能控制的高分子膜滲透式免維護(hù)型，適用于各類(lèi)型氣候條件，可在0-5000 米海拔高度范圍內(nèi)使用。

下面主要介紹一下高分子膜型充氣機(jī)干燥工作方式。

圖2 高分子滲膜式干燥器原理圖

高分子滲膜式干燥管由一組含氟高分子樹(shù)脂合成加工而成的中空纖維膜產(chǎn)品，當(dāng)每一根中空纖維膜的內(nèi)外側(cè)間有水分濃度差產(chǎn)生時(shí)，膜間會(huì)產(chǎn)生一種使該濃度差趨向均一的驅(qū)動(dòng)力。水分以此為驅(qū)動(dòng)力穿透膜壁，由水分濃度高的一側(cè)向水分濃度低的一側(cè)移動(dòng)。如圖1、2 所示。

圖1 高分子膜型充氣機(jī)工作流程圖

高分子滲膜式干燥管是基于膜滲透原理，滲透速率與膜的材料及其密度、厚度、有效滲透面積、材料的物理特性以及膜兩側(cè)的水汽分壓差等有關(guān)，其工作原理是：濕壓縮空氣進(jìn)入中心套管輸送到套管的底部，然后從滲膜纖維管的內(nèi)部流過(guò)。在管芯的出口處，一部分干燥的壓縮空氣通過(guò)反吹閥減壓膨脹后成為反吹氣。反吹氣由于體積膨脹變得更加干燥，然后流經(jīng)纖維管的外表面。結(jié)果兩股不同濕度的氣流以相反的方向流經(jīng)纖維管的內(nèi)外表面，潮濕的壓縮空氣流經(jīng)內(nèi)表面，而干燥的反吹氣流經(jīng)外表面。由于相對(duì)濕度的差異，壓縮空氣中的水分向反吹氣中擴(kuò)散。壓縮空氣流經(jīng)中心套管后變成干燥的壓縮空氣，變得潮濕的反吹氣被釋放到干燥管外。

結(jié) 論

通過(guò)上述介紹，技術(shù)人員了解波導(dǎo)充氣機(jī)是為天饋線系統(tǒng)自動(dòng)充氣的一種設(shè)備。隨著國(guó)家地面數(shù)字項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)天饋線系統(tǒng)提出全頻道大功率低駐波等更高技術(shù)指標(biāo)要求。電磁波在饋線內(nèi)導(dǎo)體上進(jìn)行傳輸，要滿足大功率低駐波，饋線內(nèi)外導(dǎo)體之間的空氣介質(zhì)必須是干燥的，波導(dǎo)充氣機(jī)可以使傳輸饋線內(nèi)自動(dòng)保持具有一定壓力的干燥空氣，以確保外部潮濕空氣及水份不能進(jìn)入其中，保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量和終端收視效果。