河南省廣播電視發射臺天饋系統技術探析

摘 要：河南省廣播電視發射臺自從2011年起遷移至新址中原福塔，開始了廣播電視節目的無線覆蓋任務，在保證傳輸數量和質量的情況下，如何通過對播出系統的改造提高系統的播出可靠性，成為值得探索的問題。本文介紹該臺調頻5+1系統建設的設計思路，設計方案以及取得的效果。

河南省廣播電視發射臺目前承擔著河南省電視臺和河南人民廣播電臺以及河南數字電視和手機電視等共計14套電視調頻等節目在以鄭州為中心的方圓45 000 km2內的無線覆蓋任務。發射臺站2011年元旦遷移至河南的地標建筑中原福塔內開始無線覆蓋任務。鑒于高塔的特殊性和發射場地的局限性，利用好機房場地，提升效益的探討就顯得尤為重要。為滿足其當前的播出需求和未來擴容的可能性以及各個頻率共塔互相間無干擾，必須采用適當的多工系統和天饋系統。經過多方研究論證設計，中原福塔天饋系統可發射36套廣播電視節目，發射天線主要為垂直極化，為無線廣播電視發射由模擬向數字的全面轉換奠定了基礎。本文針對發射塔的天饋線系統工程從幾個方面進行介紹。

1 多工器和天饋系統的目標任務

多工器和天饋系統是無線發射環節重要的部分，目前發射臺站電視播出發射機常采用一主一備的模式，調頻發射機由于近年來設備全固態、數字化、模塊化的技術日益成熟，發射機環節單一模塊故障設備仍能完成播出任務，且可以快速地用備用模塊替換。鑒于此，調頻發射機常采用N+1的播出模式，多頻率共用一臺備機。但多工器屬于無源器件，只要維護得當，出故障影響播出的幾率幾乎為零，所以沒有要求做備份。天饋系統由于大多數暴露在室外，長期受風吹日曬，氧化快，容易導致故障，為了確保播出的安全和日后擴容的需求，對多工器和天饋系統做以下要求。

（1）通過雙工器實現多套節目共用1套天線系統播出。

（2）新天線能滿足6套調頻廣播節目的播出需求，每套發射功率10 kW。

（3）設計安裝2套垂直極化天線，使其天線的使用頻率覆蓋整個調頻波段，即87～108 MHz；要求單套天線駐波比帶寬在S≤1.20時，B≥12 MHz。

（4）單套天線系統設計功率60kW。

（5）考慮到人民群眾隨著生活水平的提高對精神生活的需求越來越大，以及未來廣播電視無線發射數字化的發展趨勢，盡量多地設置一些可用于移動接收的無線數字電視頻道和調頻廣播頻率。

2 多工系統配置方案

調頻多工器是系統可以用來發送多個頻率的無源元件，它的選擇相對其他元件看起來簡單一些，但也絕不可以掉以輕心。它的一個顯著特點是不需要設置多個天饋系統，可以在同一時間實現多頻點傳送。實踐證明，多工器在調頻系統內的使用，不僅使無線發射系統天饋部分變得簡單，更節省了天線的空間，降低了設備投資和運行成本。并且由于多工器自身所具有的隔離濾波作用，大大降低了多天線的近距離所帶來的串擾現象。對發射機房室內空間的使用也有很大的幫助，因此，多工器被廣泛應用于調頻廣播發射系統。

調頻多工器的是由一組星型雙工器和橋式雙工器（又稱濾波式雙工器）組合得來的。兩個帶通濾波器或諧振濾波器組合稱之為星型雙工器，每個輸入端都表現為窄帶特性。工作中對多工器的選用要因地制宜，根據發送節目頻點之間的間隔和發送節目的數量來具體決定多工器的配備類型。橋式雙工器使用兩個3dB耦合器和兩個帶通濾波器，其功率輸入端不選用諧振器件，因此在輸入端口呈現寬頻的性質有穩定的輸入阻抗，所以這種形式易于級聯擴展，并且頻點之間的隔離度能達到較為理想狀態。

具體的配備要在施工時候根據發射的頻點具體去選合適的多工器，但要注意應根據現場實際情況，合理安排擺放位置，要美觀大方，方便未來的調試維護。連接饋管要盡可能短，必須注意饋管的內部連接芯必須使用和外部相同的國家標準件，因為新老件可能有一定的差異，如果因尺寸不一而造成連接不緊，在設備的使用中極容易出現打火現象，擊壞多工器。

3 天饋線系統配置方案

3.1 中原福塔設計標高388 m。其中天饋線設計高度120 m，若將機房設計在塔座部分，系統損耗非常大。為大幅度縮短主饋線長度，提高發射效率，將發射機房設置在標高241 m的塔樓七層和標高245 m的塔樓八層，通過變更設計一方面極大地降低了對饋線的投資，節約了運營成本，另一方面也減少了系統的損耗，避免了跨線長距離傳輸可能產生的故障因素。發射臺采用的主饋線有兩種型號：31/8″和5″。31/8″主饋線的衰減為200 MHz：≤0.521dB/100m，通過此方案的變更系統減少衰減1.042dB；5″主饋線的衰減為600 MHz：≤0.75dB/100m，減少衰減1.5dB。以調頻系統為例，主饋采用31/8″饋線，長72 m，衰減為0.375dB，天線增益為7.5dB，將室內硬饋及彎頭的損耗減去，相當于增大一倍發射功率，工程完工經實地收測，調頻廣播的收測半徑超過了120 km，對中原城市群實施了全覆蓋。

3.2 隨著廣播電視無線數字化工作的推進，未來的無線發射數字化內容將會成為趨勢，面向未來的需求，需要提前對天線進行合理的配置。配置中考慮

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