短波發射臺節目傳輸系統分析

王殿超

【摘 要】節目傳輸系統通過衛星天線接收節目信號，經過一系列設備將節目信號傳輸到發射機房的音頻處理器，為發射機提供安全可靠的節目源，在安全播音工作中具有重要地位。

【關鍵詞】節目傳輸；衛星天線；節目源

1 系統概述

五九四臺在2005年西新工程后，我臺傳輸發射部門分為中控機房和甲、乙、丙三個發射機房，中控機房由原來的節傳機房發展而來，工作任務也由原來的僅僅負責全臺發射機的節目傳輸工作擴展到負責全臺節目傳輸、發射機自動控制和自臺監聽監測工作。新建成的中控機房安裝了一套全新的節目傳輸系統，為發射機房的發射機提供不間斷的節目源，讓我臺的節目傳輸工作更加安全可靠。新的節目傳輸系統全面實現了數字化，其主要特點如下：

1.1 使用數字信號傳輸，抗干擾能力強

衛星天線接收的節目信號是模擬信號，在傳輸過程中節目信號經過數字化設備處理從模擬信號轉化成數字信號，通過音周電纜和光纜傳輸到位于發射機房的音頻處理器。

1.2 采用不同波段的節目源，提高節目源的可靠性

我臺有三路節目源，分別為C波段節目源、KU波段節目源和補樂錄音機節目源（C波段為主用節目源，KU波段為備用節目源，補樂錄音機為緊急節目源），一旦C波段節目源出現問題系統會立即切換到KU波段節目源進行播音，即使C波段、KU波段兩路節目源都出現問題，也可以啟用補樂錄音機進行緊急播出，不會造成節目源的中斷。

1.3 節目源自動切換，減少停播時間

當主用節目源出現問題系統會自動切換到備用節目源上，不用值班人員到設備前手動操作，大大減少了停播時間，也杜絕了在手動操作時人為責任性事故的發生。

1.4 節目路數自動切換

同一部發射機在不同時間段使用不同的節目路數，機房主任提前做好節目運行圖，系統根據節目運行圖自動切換每部發射機每個播音時段所需要的節目路數，值班人員只需復查該時間段節目路數的正確性，不用手動操作。

2 系統組成

節目傳輸系統由衛星天線、高頻頭、功分器、衛星接收機、音頻四選一、光端機等設備組成。

整個節目傳輸系統的傳輸流程為：衛星天線接收微弱的節目信號，節目信號經過高頻頭的低噪聲放大、下變頻、中頻放大，經由第一中頻電纜傳至功分器，功分器將第一中頻信號平均分配為若干路提供給各個衛星接收機，衛星接收機通過解碼將原是模擬信號的節目源轉化成數字信號，經過音頻四選一的選擇，輸出的數字節目信號分成三路通過音周電纜和光纜送到發射機房。

2.1 衛星天線

衛星天線是整個衛星通信系統的重要組成部分，是短波發射臺信號輸入的通道，衛星天線性能的優劣影響整個節目傳輸系統的性能。短波發射臺站與衛星之間的距離遙遠，為保證信號的有效傳輸，廣泛采用反射面天線。反射面天線的特點是方向性好，增益高，便于信號的遠距離傳輸。

反射面的分類方法很多，按工作原理分，常見的衛星天線可分為旋轉拋物面天線、卡塞格倫天線、格里高利天線、環焦天線等類型。我臺使用的天線類型為卡塞格倫天線和環焦天線。

卡塞格倫天線是一種雙反射面天線，它由兩個反射面和一個饋源組成。從饋源輻射出來的信號被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦點與副反射面的焦點重合，經主副反射面的兩次反射后，信號平行于拋物面法線方向定向輻射。卡塞格倫天線的優點是天線效率高，噪聲溫度低，缺點是副反射面及其支干會造成一定的遮擋。

環焦天線由主反射面、副反射面和饋源喇叭組成。環焦天線的設計可消除副反射面對信號的阻擋，也可基本消除副反射面對饋源喇叭的回射，饋源喇叭和副反射面可設計的很近，有利于在寬頻帶內降低天線的旁瓣和駐波比，提高天線效率，缺點是主反射面的利用率低。

同時我臺衛星天線接收不同頻段信號，分別為C波段和KU波段衛星天線，兩種衛星天線互為備份，這就避免了在日凌、雨衰、雪衰時所有衛星天線受到影響，為不間斷的播音提供優質節目源信號。

2.2 高頻頭

高頻頭的作用是低噪聲放大、下變頻、中頻放大，它的性能的好壞直接影響整個節目傳輸系統的質量，是節目傳輸系統的重要部件。

高頻頭由輸入法蘭盤、矩形波導、耦合裝置、低噪聲放大器、本振、混頻、中放和電源穩壓等部件組成。為了盡量減小輸入信號的損耗和在傳輸放大過程中混入外部噪聲信號，高頻頭的設計中低噪聲放大器與混頻器、中放緊密相接封裝在一起，然后用低損耗第一中頻電纜將變頻放大后的第一中頻信號送到衛星接收機。

當本振頻率高于信號頻率時，稱為高本振；當本振頻率低于信號頻率時，稱為低本振。我臺C波段高頻頭為高本振，KU波段高頻頭為低本振。高頻頭所使用的電源來自衛星接收機。衛星接收機根據不同的極化方式提供不同的直流電壓，衛星接收機為水平極化時提供18V直流電壓；衛星接收機為垂直極化時提供14V直流電壓。

2.3 功分器

功分器全稱為功率分配器，將一路輸入信號能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件。

功分器從結構上可分為兩大類：有源功分器和無源功分器。有源功分器由放大器組成，主要特點為由增益、隔離度高，缺點為有噪聲；無源功分器沒有放大器，主要特點為工作穩定、結構簡單、基本無噪聲，缺點為接入損耗大。功分器的主要技術指標為頻率范圍、承受功率、主路到之路的分配損耗、輸入輸出間的插入損耗、支路端口間的隔離度、每個端口的電壓駐波比等。

我臺選用有源功分器，其主要功能為：將第一中頻電纜傳送的第一中頻信號平均為若干份，提供給各個衛星接收機作為輸入信號；對各個衛星接收機之間進行隔離，以減小由于衛星接收機之間相互干擾。

2.4 衛星接收機

衛星接收機又稱為綜合接收解碼器，由調諧器、第二中頻信號解調、信道解碼、MPGE—2傳輸流解復用、MPGE—2音/視頻解碼和模擬音/視頻信號處理等組成，其主要功能有：節目數據流解碼、利用智能卡中的密鑰進行解密、接收并處理各種用戶命令、下載并運行各種應用軟件。

我臺采用ACS1240型數字衛星接收機，其可以自動搜索接收音頻信號，并將搜索到的節目存儲到單片機中，從而使接收機具有斷電記憶功能，保證斷電后所鎖定節目不會丟失，同時可以存儲多張運行圖，讓衛星接收機根據節目運行圖切換節目路數。音頻輸入為有源功分器提供信號，音頻輸出有平衡模擬音頻信號和AES/EBU數字音頻信號。

ACS1240數字衛星接收機的參數設置可以通過本地手動和遠程控制兩種方式設置。本地手動設置就是在衛星接收機上進行各種參數設置，衛星接收機具有液晶面板和操作按鈕，可以操作液晶面板上的菜單進行設置，包括增加節目、刪除節目、節目運行圖選擇、本振頻率設置、下行頻率設置、極化方式選擇、符號率設置等，通過設置不同參數可以選擇接收C波段或KU波段衛星節目信號，并可以手動選擇當前播出節目路數。遠程控制設置是通過軟件進行設置，ACS1240數字衛星接收機具有RS232接口，通過RS232轉RJ45的轉換頭接入節目傳輸系統網絡，實現節目傳輸控制軟件對衛星接收機的自動控制，可以遠程設置衛星接收機參數，也可以把做好的節目運行圖傳送給衛星接收機，衛星接收機根據節目運行圖自動切換當前所用節目路數，如果遇到臨時播音，也可以通過緊急播出選項手動選擇節目路數，實現了衛星接收機控制的自動化。

2.5 音頻四選一

音頻四選一是整個節目傳輸系統的關鍵設備，它的存在解決了多路節目源自動切換的問題。在使用音頻四選一前，雖然有主備兩路衛星信號節目源，但是當正在使用的衛星信號節目源出現問題時，必須由值班人員手動的插拔卡儂頭切換到正常的節目源上，音頻四選一實現了節目源切換的自動化，減少了節目源故障造成的停播。

音頻四選一由信號分析選擇機箱和信號分配擴展機箱組成。音頻分析選擇機箱通過單根絞合線與卡儂頭連接，引入四路信號，分配擴展機箱通過DB-25插座和分析選擇機箱連接，把信號分為兩路并輸出。信號分析選擇機箱完成對信號的分析判斷，并通過RS232轉RJ45轉換頭接入節目傳輸系統網絡，實現音頻調度軟件對音頻四選一的遠程控制。

音頻四選一最多可以接四路節目源分別為A路、B路、C路和應急，有兩種操作模式分別為手動、自動和遙控。在手動模式下可以人工選擇使用的節目源路數；自動模式在A路為主用，當A路有故障無信號時，音頻四選一會自動切換節目源路數直至有正常的節目源；遙控模式是可以通過操作音頻調度軟件實現對音頻四選一的控制。同時音頻四選一還具有A路斷電直通功能，在斷電情況下依舊有節目源信號的輸出。

分配擴展機箱的兩路輸出，一路輸出信號通過音周電纜傳送到發射機房的音頻四選一，一路輸出信號通過音頻分配器分為兩路信號再經過光端機的光電轉換通過光纜傳送至發射機房的音頻四選一，實現了發射機房節目源的一主兩備，為節目傳輸的安全性提供保障。

2.6 光端機

光端機是光信號傳輸的終端設備，主要負責光電轉換以及光發射和光接收。

光端機總是成對出現，分為光發射機和光接收機。光發射機由光源和電路組成，光源是實現電光轉換的關鍵器件；光接收機將接收到的微弱光信號放大、再生為原傳輸的信號，并將光信號轉換成電信號。

我臺節目傳輸系統中采用OPT-1000A和OPT-2000光端機，該設備主要用于高質量廣播節目源的傳輸，為遠距離傳輸高質量節目源提供保障。

3 總結

節目傳輸工作是廣播發射工作的重要環節，發射機房的音頻處理器接收到節目信號才能完成安全播音工作。我臺的節目傳輸系統從設備的選型到整個系統的安裝部署都滿足安全播音工作的要求，能夠為發射機提供高質量、不間斷的節目源，保證安全播音工作的順利進行。

[責任編輯：楊玉潔]