發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的技術保障方法分析研究

曹維泳

摘? ?要：發(fā)射機天饋線系統(tǒng)負責傳輸信號能量，對信號傳輸安全性及質量有直接影響。文章首先對發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的組成結構及工作原理進行分析，并探討發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的主要影響因素。在此基礎上，提出幾點發(fā)射機天饋線系統(tǒng)技術保障措施，以期促進發(fā)射機天饋線系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的提高。

關鍵詞：發(fā)射機;天饋線系統(tǒng);技術保障方法

廣播電視系統(tǒng)中的發(fā)射機天饋線系統(tǒng)是信號傳輸終端，由于安裝環(huán)境較為惡劣，在運行過程中容易受環(huán)境條件的影響，導致發(fā)射機天饋線系統(tǒng)出現(xiàn)故障。在新時期的廣播電視傳媒工作中，為了保證節(jié)目播出的完整性及播出質量，必須采取有效的天饋線技術保障措施，加強相關技術研究活動，對廣播電視天饋線系統(tǒng)做出有效防護[1]。

1? ? 發(fā)射機天饋線系統(tǒng)組成及工作原理

1.1? 天饋線系統(tǒng)組成結構

天饋線系統(tǒng)在整個廣播電視信號傳輸系統(tǒng)中占有重要地位，是信號傳輸?shù)年P鍵設備。天饋線系統(tǒng)具體由主饋線、分饋線、天線和變阻器等部分組成，由于其結構組成較為復雜，在出現(xiàn)故障問題時，發(fā)射機會產(chǎn)生較大駐波比，進而對廣播電視節(jié)目播出質量產(chǎn)生影響。為確保廣播電視播出質量，首先應保證天饋線系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，建立較為完善的技術保障體系，提前應對可能出現(xiàn)的故障問題。目前廣播電視天饋線系統(tǒng)主要采取兩種傳輸方式，即單饋與雙饋方式，天線層數(shù)一般為1～8層，按方向劃分則可分為全向與定向兩種形式。比如在一個4層4面的雙饋發(fā)射天線系統(tǒng)中，系統(tǒng)組成結構具體包括發(fā)射機、開關板、主饋管、分饋線、天線振子等，4面按照0°，90°，180°，270°設置。在部署發(fā)射機天饋線系統(tǒng)保障技術措施時，首先要掌握系統(tǒng)組成結構調(diào)整。

1.2? 天饋線系統(tǒng)工作原理

發(fā)射機天饋線的主要功能是將發(fā)射機功率信號轉換為電磁波能量，從而在空間中進行傳播。目前，廣播電視的發(fā)射機天線一般采用四偶極子天線或雙偶極子天線。在廣播電視技術的快速發(fā)展下，作為發(fā)射機的重要組成部分，天饋線系統(tǒng)也得到多方面改進，天饋線系統(tǒng)帶寬、天線增益和功率容量等，都得到較大提升，基本能夠滿足全頻段工作要求。比如在上述的4層4面全向發(fā)射天線系統(tǒng)中，上下半部各包含兩層天線，天線振子經(jīng)過分饋線，分別與8個功率分配器連接，系統(tǒng)功能較為完善。主饋線系統(tǒng)的單饋與雙饋，具體是指信號傳入天線系統(tǒng)的方式，單饋系統(tǒng)直接將發(fā)射機輸出信號傳送至天線系統(tǒng)，雙饋系統(tǒng)則利用兩根單饋同時工作。雙饋系統(tǒng)的優(yōu)點是功率容量較大，工作可靠性強，因此，在廣播電視發(fā)射機天饋線系統(tǒng)中使用較多。雙饋系統(tǒng)具體由兩根相位差小于5°的等長主饋電纜分別連接上下半幅天線陣列，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，可以在天線開關板的動作下，選擇無故障半幅天線陣列繼續(xù)工作，從而提升廣播電視播出穩(wěn)定性[2]。

2? ? 發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的主要影響因素

發(fā)射機與室外的天線相連，天饋線系統(tǒng)以最小功率損失，將發(fā)射機發(fā)出信號傳送到天線輸入端，饋線自身如果產(chǎn)生信號干擾問題，則會對信號傳輸質量產(chǎn)生直接影響。一般在發(fā)射機饋線系統(tǒng)設計過程中，都要求采取屏蔽措施，降低饋線干擾信號的影響。此外，由于發(fā)射機天饋線系統(tǒng)安裝在較為惡劣的環(huán)境下，受自然因素影響較大，特別是一些高山發(fā)射臺，在大風、大雨、大霧和降雪天氣下，容易出現(xiàn)天饋線故障問題。保證發(fā)射機天饋線完好，是確保廣播電視信號傳輸穩(wěn)定及節(jié)目完整性的重要前提，因此，必須針對周圍信號干擾、環(huán)境氣候變化等方面的影響，采取有效的技術保障措施，盡可能降低天饋線故障發(fā)生概率。此外，也需要注意人為管理因素的影響，在制定技術保障措施及故障處理方案后，應通過加強天饋系統(tǒng)運行維護管理，及時排除設備故障問題，降低人為主觀因素方面的影響。總而言之，在廣播電視發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的設計及運行過程中，必須建立完善的技術保障體系，有效應對各種影響因素。

3? ? 發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的技術保障措施

3.1? 發(fā)射天線技術保障措施

在發(fā)射機天線接收到饋線傳輸?shù)男盘柲芰亢螅瑢⑵滢D化為電磁波，然后向周圍設備或定向設備進行傳輸。空間波仍然是天線信號傳輸?shù)奈灰品绞剑捎诘厍蚴遣灰?guī)則的圓形球體，地面存在一定弧度，在天線傳輸電磁波的過程中，有一定傳輸距離限制。為了使地面信號接收裝置能夠接收到空間中的電磁波信號，一般要求在設置天線時，將其垂直于地面并向下傾設置。大型廣播電視發(fā)射電臺的天線下傾角通常為10°左右，小功率發(fā)射電臺則采用定向傳播方式，確保信號能夠被有效接收。在電磁波束的下傾控制方法中，具體可采用機械法與電氣法兩大類。其中，機械法的原理就是對天線傾角進行控制，使信號發(fā)射方向與信號接收方向能夠有效對接。電氣法則是通過輻射振子對饋電方向進行改變，使電磁波下傾至控制角度。具體是使上部天線的振子饋電大于下部天線的振子饋電，在此情況下，電磁波束可以沿一定角度進行傳播。此外，在調(diào)頻發(fā)射臺的信號發(fā)射過程中，多個頻率發(fā)射機同時工作，分別傳播不同節(jié)目信號，需要利用多工器滿足一副天線發(fā)射不同信號的需求。具體可采用橋式多工器或星型多工器，在選擇過程中，要滿足信號傳輸頻率指標，避免因頻率相近引發(fā)信號共振或諧振現(xiàn)象，降低信號傳輸質量[3]。

3.2? 天線開關板技術保障措施

在廣播電視發(fā)射機的天饋線系統(tǒng)中，開關板是核心設備之一，通過在功率分配器輸入及輸出端安裝若干個可轉換接口，滿足發(fā)射機發(fā)送功率信號以及饋電倒換的需求，從而確保廣播電視信號傳輸?shù)陌踩浴０凑仗炀€開關板結構進行劃分，可分為直分型與3 dB耦合器型兩大類。其中，3 dB耦合器型的開關板量輸出端口具有較大隔離度，而直分型開關板工作頻帶相對更寬，在數(shù)字電視發(fā)展下，直分型開關板的應用更為廣泛。在天饋線系統(tǒng)正常工作時，發(fā)射機功率信號可以經(jīng)過開關板，分為兩路等功率、等相位的信號，分別傳送給上、下半幅天線陣列，然后分別發(fā)射出來的電磁波信號會在空中合成，完成正常信號發(fā)射過程。如果在系統(tǒng)運行過程中，下半幅天線陣列系統(tǒng)出現(xiàn)故障，開關板則通過轉接器將輸入端口與上半幅天線端口直接連接。發(fā)射機發(fā)出的功率信號經(jīng)過轉接器后，由單饋傳遞給上半幅天線陣列，由其完成節(jié)目正常播出，下半幅天線陣列則停止運行，進行檢修。反之，如果是上半幅天線陣列出現(xiàn)故障，開關板則通過轉接器將信號輸入端口與下半幅天線端口連接，由下半幅天線陣列完成信號傳輸任務，以此來保證整體系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3.3? 天饋線系統(tǒng)防水保障措施

在天饋線系統(tǒng)運行過程中，受自然環(huán)境因素的影響較大，在設計、安裝和運行維護過程中，都需要充分考慮自然環(huán)境的限制因素。比如在一個雙饋系統(tǒng)中，通過考慮環(huán)境條件，采取相應的防水保障措施等，可保證系統(tǒng)在特高頻無線電波全頻段范圍內(nèi)的寬帶性能，具體為470～798 MHz，駐波比小于1.08，功率增益大于12 dB，功率容量大于30 kW，性能指標良好，可滿足實際功率信號發(fā)射需求。防水技術保障措施是天饋線系統(tǒng)安全運行的重要保障措施之一，以往在天饋線系統(tǒng)運行過程中，許多故障問題都是主饋線、分饋線進水導致的。如果饋電頭內(nèi)部的防水密封膠圈、外部防水密封膠出現(xiàn)變形、老化等問題，會導致其密封性能快速下降，在惡劣氣候條件下，容易出現(xiàn)饋線進水問題。此時，由于天饋線系統(tǒng)在工作過程中本身溫度較高，會增加空氣壓力，從密封薄弱環(huán)節(jié)向外排除空氣，達到氣壓平衡。但是當天饋線系統(tǒng)停止運行后，內(nèi)部空氣壓力就會低于外部，進而從密封薄弱環(huán)節(jié)處吸入潮濕空氣。為防止這些問題的出現(xiàn)，必須保證天饋線系統(tǒng)的密封性良好，采用干燥空氣充氣機對主饋線、分饋線進行充氣，避免潮濕空氣進入[4]。

3.4? 天饋線系統(tǒng)運維保障措施

除了采取上述技術保障措施外，在天饋線系統(tǒng)運行過程中，還需要提前制定運維保障計劃，加強對天饋線系統(tǒng)運行狀態(tài)的檢查，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，并安排相關檢修工作。在此方面，首先應保證天饋線技術檢修人員的自身專業(yè)素質水平，在相關制度要求下，定期開展天饋線系統(tǒng)檢查工作，做好平時的系統(tǒng)保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)并更換老化、腐蝕器件，維持天饋線系統(tǒng)的良好運行狀態(tài)。在檢查過程中，應重點加強主饋管、分饋線和變阻器材料構件的檢查，觀察電纜接頭狀態(tài)是否良好，處理電纜懸空距離過大等問題。通過做好天饋線系統(tǒng)運維管理，進一步提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性[5]。

4? ? 結語

發(fā)射機天饋線在運行過程中會受到多方面因素的影響，容易出現(xiàn)故障問題。通過針對發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的組成機構和故障原理，采取有效的技術保障措施，可以提升天饋線系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，降低故障發(fā)生概率，并在故障發(fā)生后及時應對，避免廣播電視播出質量受到實際影響。

[參考文獻]

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[3]塔依爾·艾孜孜阿吉.探究中波天饋線系統(tǒng)的技術維護實踐[J].電子制作，2016（10）：18.

[4]尤鵬程.發(fā)射機天饋線系統(tǒng)的技術保障措施[J].數(shù)字技術與應用，2015（5）：224.

Abstract：The transmitter antenna feeder system is responsible for transmitting signal energy， which has a direct impact on the security and quality of signal transmission. In this paper， the composition， structure and working principle of transmitter antenna feeder system are analyzed， and the main influencing factors of transmitter antenna feeder system are discussed. On this basis， several technical guarantee measures of transmitter antenna feeder system are put forward in order to improve the working stability of transmitter antenna feeder system.

Key words：transmitter; sky feeder system; technical support method