調頻同步廣播實踐

趙根夏

（作者單位：寧夏廣播電視臺傳輸發射中心）

調頻同步廣播實踐

趙根夏

（作者單位：寧夏廣播電視臺傳輸發射中心）

調頻同步廣播必須保證“三同一保”，所謂“三同一保”就是在調頻同步廣播網中的所有發射機的載波頻率相同，調頻同步廣播網中的音頻傳輸時延差相同，調頻同步廣播網中發射機調制度相同，要保證調頻同步廣播網中的最小可用場強。本文簡單介紹調頻同步廣播網技術在寧夏的應用情況。

調頻；同步廣播網；建設和維護

2015年2月寧夏同步廣播網開始論證和建設。同步廣播擬采用國產調頻數字激勵器技術來實現寧夏同步廣播網。采用當時較為先進的GPS同步基準源校頻技術對同步網進行載頻同步；采用最新研制成果DDS數字直接頻率合成技術對同步網進行調制度同步；采用同步衛星解碼器、延時校正與系統服務器水印等技術，聯合對同步網進行精確延時同步；采用相應的發射機功率等級來保證最小的可用接收場強。根據寧夏區域的貌特點，經過多次實地考察和技術論證，決定采用以公路干線為主，兼顧中心城市的原則進行調頻同步網覆蓋。決定在寧夏的銀川市、大武口區的溝口、高速公路的滾泉、中寧縣城、中衛縣城、同心縣城、李旺鄉、三營鎮、固原原州區等建立數個同步廣播發射臺站，發射機功率等級設置為500W或1kW，發射天線采用四層單面單偶極子天線。

1 建設

調頻同步廣播網的構成主要設備有發射天線、功率放大器、數字激勵器、GPS信號接收機、音頻服務器、同步廣播信號解碼器、衛星地球站復用器等。根據寧夏調頻同步廣播網的規劃，在銀川市建設總控室，在總控制室放置調頻同步廣播網音頻服務器，并將加入時間基準信號的信源信號傳輸到寧夏衛星地球站；在寧夏地球衛星站傳將輸到的信源信號復用，隨寧夏衛視信號一同發送到衛星轉發器上；在銀川、滾泉、中寧、中衛、同心、李旺、三營、固原、溝口發射臺站安裝了衛星接收地面站，解調出同步信源信號，輸入到含有數字激勵器的同步廣播發射機中，在所有發射臺站安裝功率放大器、天線等設備。這樣，隨著所有發射臺站的開通，共同構成成了寧夏調頻同步廣播網。

2 調試

調頻同步廣播網就其基本概念而言，就是兩臺或多個調頻發射機、使用同一頻率、播出同一節目，在交疊覆蓋區域可以實現無干擾接收的調頻廣播系統。寧夏調頻同步廣播網就是一個典型范例，使用98.4Mhz同一頻率，播出交通廣播節目。但是，簡單地在寧夏不同地方放置調頻發射機，使用同一載波頻率發射，在相鄰發射機交疊覆蓋區的接收機里會引起嚴重的同頻干擾，是不能起到擴大和改善覆蓋的目，這主要因為：兩個標稱頻率相同的發射機實際發射的載頻會有差別的，這個差別一般是在音頻范圍內，在接收機內會引起差拍干擾；兩個相鄰發射機的已調波信號相位不同，而且到達接收機的時間也不同，不同相位的信號在接收機內迭加會產生失真，這種失真的程度跟時延差和調制頻率有關；兩個發射機發射的已調波信號的頻偏不同，不同頻偏的信號在接收機內也會迭加產生失真，這種失真的程度跟調制度的偏差和調制頻率度有關。

根據調頻廣播發射和接收電磁波的特性，采取調頻同步技術的目的是保證相鄰發射機交疊覆蓋區（相干區）內場強高于接收機靈敏度的地方可以得到滿意的接收，也就是要保證有足夠的場強。因此實現寧夏調頻同步廣播網的正常工作必須使所有發射機同頻、同相、同調制度和保證一定的接收場強。調試主要有以下步驟。

（1）開機：開啟GPS接收機，發射機的激勵器加入GPS同步信號；開啟同步音頻信號服務器，加入GPS同步信號,給地球站送入加有同步信號的信源信號，經復用后和寧夏衛視信號一道發送到中星6B衛星的轉發器上；開啟同步衛星解碼器，解調出含有同步信號的信源信號并送入發射機激勵器；開啟發射機，使發射機功率達到額定值（500W或1kW）。

（2）相鄰發射機的調試：銀川和滾泉，滾泉和中寧，中寧和同心、中寧和中衛，中寧和同心，同心和李旺，李旺和三營，三營和固原，銀川和溝口都構成了相鄰發射機。每一對相鄰發射機都存在“相干區”，以中寧臺站和同心臺站為例，開中寧臺站發射機，關同心臺站發射機，測中寧臺站發射機沿途多個場強值，并找到邊界場強值；同理，關中寧發射機，測同心臺站發射機沿途多個場強值，計算出二臺站場強差小于15dB、小于6dB、小于3dB差的范圍。通過調整發射機功率、天線方向、激勵器相關參數數據，二臺站“相干區”由二臺站發射機同頻場強差小于15dB的范圍下降到二臺站發射機同頻場強差小于6dB的范圍。

（3）統調：從銀川臺站開始依次對相鄰發射臺站“相干區”進行調試，重要的是對激勵器的相關參數的細調，確保各個發射機信號“同源”。

（4）驗收：沿著相關高速公路進行收聽、收測，微調激勵器相關技術參數，使得“相干區”在高速公路一線上干擾最小。

3 結語

要保證同步發射臺站正常的運行，維護是不可或缺的。

維護分預維護和應急維護兩種，對同步網而言，由于同步廣播網點多線長，大多數臺站又無人值守，下鄉不易，預維護尤為重要。一般來說，一個月下鄉維護一次，主要是沿途收聽各個臺站的節目，特別是“相干區”的收聽狀況，收聽“相干區”是否擴大，收聽效果是否變差等，在臺站主要是清潔設備灰塵，檢查設備各個接口、連接饋線、衛星信號接收天線、高頻頭等等是否存在故障，檢查設備的技術參數，保證設備處于較好的工作狀態；三個月校正一次衛星系統天線，更換一些易損器件，比如，射頻軟連接線、功放單元的電源板等，將更換下來的器件帶回銀川維修；半年全面維護一次，主要是對所有臺站進行一次收聽收看，查看“相干區”是否有變化，測試發射機技術、天饋線技術指標等。應急維護主要是接到監測部門、當地臺站、聽眾的故障反映后，及時派技術人員下鄉進行搶修等。

總之，為了保證調頻同步網的運行，防止“相干區”的移動和擴大，必須做到各個發射臺站發射功率不變，激勵器的工作狀態恒定，GPS信號精確鎖定。否則，正常的覆蓋范圍就會縮小，“相干區”就會增加。

寧夏調頻同步廣播網已于2005年10月順利建成。近年來隨著科技的進步，寧夏調頻同步廣播技術又有了新的發展。

圖6

（1）A/D轉換的原理是：①取樣：取樣可看作是一個脈沖幅度調制過程：脈沖載波是s（t），調制信號是f（t），取樣門輸出的樣值脈沖序列f（s）就是脈沖調幅信號。②量化：量化就是把樣值幅度分層，將一個范圍內變化的無限個值，用不連續的有限個值來代替。③編碼：編碼就是將量化后的音頻信號轉換成對應的二進制碼組的過程。如圖7所示。

圖7

（2）DAM機的調制過程是：編碼器輸出的數字信號去控制48個射頻放大器，就是說射頻放大器可識別數字信號。如輸出000011，（000011）2=3，即可開啟3塊“大臺階”射頻放大器；輸出001110，（001110）2=14，即可開啟14塊“大臺階”射頻放大器。二進制數實際是12Bit，前六位控制42塊“大臺階”射頻放大器，后六位控制6塊“二進制”射頻放大器。射頻放大器輸出的是被調制的數字信號，經合成器的數/模 轉換而成為模擬信號。

總之，中波廣播發射機的固態化是一次質的飛躍，對載波的數字調制又是一次質的飛躍。今天廣播發射技術更趨成熟，發射機正在走向自動化。

高永錄（1966--），男，本科學歷，甘肅省白銀廣播轉播臺工程師。