調頻發射機天饋系統改造分析

劉 晉

（作者單位：江西省宜春市811臺）

調頻發射機天饋系統改造分析

劉 晉

（作者單位：江西省宜春市811臺）

摘 要：隨著廣播發射技術的快速發展，調頻發射機單饋系統存在大量的安全隱患，因此，需要對天饋系統進行雙饋改造，從而杜絕安全隱患，提高調頻發射機的廣播質量。本文結合江西省宜春市811臺的實際情況對調頻發射機天饋系統的雙饋改造進行簡單分析。

關鍵詞：調頻廣播；發射機；天饋系統；雙饋改造

江西省宜春市811臺廣播系統發射功率達到80kW，發射機天饋系統仍然采用單主饋配置，承擔著多套本地廣播節目的播出任務，播出任務較重。由于采用了單主饋配置天饋系統，天饋系統的檢修、故障處理及消除播出系統瓶頸等工作面臨較大的困難，為保證多套廣播節目的穩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調頻發射機天饋系統的雙饋改造工作。

1　天饋系統雙饋改造實施

1.1 改造工程設計

天饋系統由天線系統和饋線系統兩個部分構成。其中，天線系統通常由單個或多個發射天線以及對應的饋線部分構成；饋線系統則包括主饋電纜、開關板以及接插件等。

目前，針對811臺天饋系統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。

在雙饋系統中，天線開關板是核心部件之一，它實現了雙主饋之間的切換播出。天線開關板由功率分配器以及U-LINK和監測系統等部件構成。當雙饋正常運行時，射頻功率通過雙饋上天線，而如果雙饋系統中的單饋發生故障，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行播出，通過這樣的方式，能夠在單饋線故障時，有效保證節目的正常播出。

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下，進行天饋系統的雙饋改造，具體按照下面的步驟實施：（1）新敷設一條6.125英寸主饋，連接機房到天線桅桿，并對新敷設主庫的完整性進行測試，最后進行固定安裝；（2）選擇節目停播時段拆除現有的主變阻器，并完成新敷設主饋與上半幅天線的連接工作，然后適當調低調頻發射機的發射功率，由上半幅天線完成單饋播出；（3）進行新主饋的硬饋和開關板安裝，然后進行下半幅天線相關技術指標的測試工作；（4）選擇節目停播時段進行開關板與播出系統的連接，并將發射功率切換至下半幅天線；（5）對上半幅天線饋電系統進行改造，并完成原主饋和上半幅天線振子到饋電系統的連接；（6）測試上半幅天線的相關技術指標；（7）完成開關板的集成安裝，并將發射功率切換至雙饋播出，并將調頻發射機的功率恢復正常水平。

圖1　雙饋天線形式

2　改造過程中應注意的問題

在對調頻發射機進行雙饋改造的過程中，為了保證每個發射天線單元的饋電可靠性，需要確保雙饋線系統的兩根饋線等長。由于受到本身傳輸介質的影響，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行計算[2]：

電纜電氣長度是雙饋系統的重要指標，通過測量電纜電氣長度，能夠為雙饋系統各發射天線單元的正確饋電提供可靠的數據支持，從而形成正確的方向圖，更好地達到設計預期目標。當廣播發射機在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，即天饋線系統雙饋長度差值應控制在4cm以下。

2.1 測量電纜電氣長度

可以通過矢量網絡分析儀對電纜的電氣長度進行測量。目前，大部分網絡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，并結合矢量網絡分析儀的故障點定位功能，實現對電纜電氣長度的快速測量。

對相應的頻段和頻標進行設置，并校準矢量網絡分析儀的單端口，然后將待測電纜的兩段分別與短路器/開路器以及矢量網絡分析儀進行連接。在smith圓圖模式下，對電延時功能進行調節，使所設定的頻標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，將波速比設置為1，測量電纜的電氣長度[3]。

2.2 結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，希望同路由敷設兩根主饋；同時希望正向放置開關板，以保證機房內的硬饋能夠實現同路由等長。但是由于受到發射塔井道內部空間的限制，如果按照上述要求進行改造施工，則需要對管道間地面重新開鑿施工，對現有饋線進行遷移，整體工程量較大，且施工難度大幅增加。因此，將新敷設的饋纜與原主饋分路由到達天線桅桿。這樣處理，兩根主饋電纜的物理長度必然產生差值，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。在機房內部，為避免開關板的安裝影響后期維護工作，需要將開關板進行斜向安裝，這就導致機房內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特征，采用分段測量、硬饋補償的方式進行等長電纜的制作。表1為測得的分段電氣長度值。

根據表1的數據，可以知道下半幅饋纜比上半幅饋纜長73cm，大幅超出允許的標準差值。硬饋以空氣作為傳輸介質，其波縮系數接近1，且能夠對長度進行精確測量，在理論條件下，其電氣長度與物理長度相同。基于硬饋的上述特性，選擇硬饋補償方法實現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　結語

本文對江西省宜春市811臺的調頻發射機天饋系統的雙饋改造進行了分析，通過后期測試發現，天饋系統在經過改造之后，其覆蓋區域有一定提升，且覆蓋區域內的收聽效果較好，達到了設計預期。在改造過程中，需要結合實際問題，采取針對性措施，在施工方法上采取新的嘗試，同時也為相關改造工作積累了寶貴的經驗。

參考文獻：

[1]宋禹.衛星地球站天饋系統的技術改造[J].廣播與電視技術,2010(6).

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

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