中波發(fā)射臺主備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與改造實(shí)踐

云南省廣播電視局滄源中波臺 趙玉梅

作為中波發(fā)射臺關(guān)鍵環(huán)節(jié)的天饋系統(tǒng)，一直以來故障頻發(fā)，技術(shù)維護(hù)難度大，為了滿足節(jié)目播出的安全穩(wěn)定，技術(shù)實(shí)現(xiàn)主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的自由配置是非常重要的。本文針對雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與改造實(shí)踐的項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)探索和測試總結(jié)，通過科學(xué)地設(shè)計網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和遙控切換模式，進(jìn)而滿足穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)運(yùn)行，具有一定的借鑒價值。

中波發(fā)射臺系統(tǒng)的核心部件組成主要包括：中波廣播發(fā)射機(jī)、主/備電源供電、發(fā)射天線的天饋系統(tǒng)以及自動監(jiān)控相關(guān)設(shè)備等。對于中波廣播而言，為了能夠真正實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目播出的實(shí)時性、穩(wěn)定性，滿足用戶端對于節(jié)目收聽的“零容錯”目標(biāo)，通過近年來新型UPS電源技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信號處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了電源系統(tǒng)-信號終端-發(fā)射臺之間的主/備交叉配屬的方案機(jī)制，能夠在滿足實(shí)時性要求的同時，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，有效避免了節(jié)目播出事故的發(fā)生。

現(xiàn)階段，作為信號發(fā)射終端“最后一公里”關(guān)鍵環(huán)節(jié)的天饋系統(tǒng)的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一直是單源單信道，備用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)基本處于停滯狀態(tài)。考慮到現(xiàn)實(shí)中的天饋系統(tǒng)一般距離發(fā)射臺機(jī)房較遠(yuǎn)，一旦出現(xiàn)問題很難在第一時間處理，且網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測智能化處置響應(yīng)功能也沒有完全實(shí)現(xiàn)，會給系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來極大隱患。因此，如何通過系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)施方案改造，對現(xiàn)行的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行功能升級和安全性提升，是值得研究和重點(diǎn)關(guān)注的問題。從經(jīng)濟(jì)最優(yōu)角度出發(fā)，結(jié)合集成改造思維，實(shí)現(xiàn)中波發(fā)射臺主/備天調(diào)網(wǎng)絡(luò)配置是科學(xué)有效的方法，能夠降低因外在環(huán)境因素和內(nèi)在機(jī)制問題造成的故障檢測、智能排障等問題，極大提升了發(fā)射臺整體的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。基于此，本文從雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本組成框架出發(fā)，研究主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與項(xiàng)目改造實(shí)踐，重點(diǎn)突出組織實(shí)施的科學(xué)性和有效性。

1 雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本組成

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)和工程實(shí)踐角度看，目前中波發(fā)射臺設(shè)計雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工程建設(shè)主要涉及到的是主/備用網(wǎng)絡(luò)使用調(diào)配室的設(shè)計和相關(guān)線路配套的軟饋線，如圖1所示。該方案設(shè)計的建設(shè)項(xiàng)目簡單易實(shí)施，可維護(hù)性強(qiáng)，即使在系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)點(diǎn)位故障或系統(tǒng)癱瘓等情況時，也可以迅速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換和功能備用，從而有效降低節(jié)目播出的事故率。

圖1 雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)示意圖

2 主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與項(xiàng)目實(shí)踐改造

在系統(tǒng)設(shè)計與項(xiàng)目改造建設(shè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和施工標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：

《中、短波廣播發(fā)射臺設(shè)計規(guī)范》《中短波天線饋線系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等。從相關(guān)文件中可以看出，計劃采取主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計模式，在項(xiàng)目改造中應(yīng)充分考慮雙網(wǎng)絡(luò)適配問題、自擾/互擾抑制問題以及智能切換/倒換設(shè)計等。

2.1 中波發(fā)射臺雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計思維

在雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程中，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置需要嚴(yán)格與射頻光纜的阻尼系數(shù)適配；系統(tǒng)兼容性與寬通性要滿足規(guī)范；要考慮發(fā)射頻率與其他電臺發(fā)射頻率之間的互擾以及系統(tǒng)內(nèi)部自擾影響，應(yīng)積極通過電子線路設(shè)計過程來優(yōu)化；雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)天饋組件應(yīng)當(dāng)利用穩(wěn)定的智能切換設(shè)施，保證安全可靠性。

（1）選擇適配網(wǎng)絡(luò)

（2）抑制自擾互擾

對全固態(tài)發(fā)射機(jī)而言，采取陷波器、串聯(lián)回路中的并聯(lián)諧振、帶通濾波器等方法抑制從天線方向接收到的射頻干擾電壓，避免其對本頻工作信號的串?dāng)_，使發(fā)射機(jī)能正常工作。

2.2 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)線路設(shè)計

以675KHZ與1305KHZ雙頻共塔為基本設(shè)計模式，其由主/備2臺10KW發(fā)射機(jī)組成。

（1）設(shè)計網(wǎng)絡(luò)

選擇好適配網(wǎng)絡(luò)后，需要設(shè)計具體參數(shù)。對于網(wǎng)絡(luò)而言，其核心作用是將饋線的特性阻抗W和天線輸入阻抗Z進(jìn)行匹配。假設(shè)發(fā)射頻率f的中波發(fā)射機(jī)W=50Ω，在設(shè)計天調(diào)網(wǎng)絡(luò)阻抗值時，需要考慮的是基于網(wǎng)絡(luò)分析計算得到：Z=R+JX=30+j26，且滿足W >R條件的適配網(wǎng)絡(luò)的回路形式是可取的。

（2）設(shè)計抑制電路

對于雙頻共塔的基本模式，當(dāng)發(fā)射端采取單頻f遠(yuǎn)小于雙頻發(fā)射天線固有頻率，自擾的影響可以忽略。此時，重點(diǎn)考慮如何通過設(shè)計電路回路參數(shù)來高效抑制互擾現(xiàn)象的發(fā)生，這里考慮采取陷波電路的方法，通過先并后串的設(shè)計回路將雙頻發(fā)射天線固有頻率的互擾吸收，即：f1f2。

2.3 設(shè)計主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)切換方式

在項(xiàng)目實(shí)際改造中，雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)模式共用一套發(fā)射饋線系統(tǒng)，可以節(jié)約建設(shè)成本，此時需要通過智能切換裝置來實(shí)現(xiàn)主/備網(wǎng)絡(luò)的完美共存和工作轉(zhuǎn)換。在施工過程中，機(jī)房與天調(diào)網(wǎng)絡(luò)距離較遠(yuǎn)，采取人工切換模式的話，既不能實(shí)現(xiàn)“零響應(yīng)”的技術(shù)要求，也不能完成高適應(yīng)度的網(wǎng)絡(luò)適配；通過在機(jī)房設(shè)計安裝控制繼電器吸合的方式來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，能夠解決這一問題。在675KHZ與1305KHZ兩部發(fā)射機(jī)輸出端設(shè)計安裝天饋倒換設(shè)備，目的是完成主/備軟饋線之間工作模式轉(zhuǎn)換，分別對應(yīng)接入主/備天調(diào)網(wǎng)絡(luò)，并與主備用饋線連接。根據(jù)天線特性，在輸入端安裝遙控切換設(shè)備，如圖2所示，可以看出，此時天線、饋線之間能夠?qū)崿F(xiàn)主/備切換，即實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自由切換的工作模式。

圖2 主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能切換流程圖

3 系統(tǒng)測試分析

當(dāng)整個主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計改造完成后，系統(tǒng)運(yùn)行過程中不斷監(jiān)測中波發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)特異性指標(biāo)（電流、發(fā)射機(jī)的輸出功率以及駐波比等），通過測量、比對和分析，系統(tǒng)工作正常，且狀態(tài)運(yùn)行穩(wěn)定。開機(jī)1h后，可以關(guān)掉主供電源系統(tǒng)，觀察備用電源是否能夠正常工作，且系統(tǒng)參數(shù)有無明顯變化，觀察網(wǎng)絡(luò)阻抗、電感電容以及各連接點(diǎn)位溫度是否正常，有無出現(xiàn)過熱過載情況，即對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)適配選型和抑制電流設(shè)計是成功的、穩(wěn)定的，調(diào)試模式可靠可用，否則需要逐步測量相應(yīng)部分回路的故障原因，重置參數(shù)后繼續(xù)測試直至恢復(fù)正常工作模式。雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和項(xiàng)目改造是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要不斷重復(fù)驗(yàn)證和系統(tǒng)監(jiān)測，并不斷切換相應(yīng)主/備網(wǎng)絡(luò)工作模式，并保證中波發(fā)射機(jī)能夠長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，且技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語：中波發(fā)射機(jī)的雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應(yīng)用是非常重要的，能否設(shè)計出參數(shù)科學(xué)、指標(biāo)優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計電路對于整個發(fā)射系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)適配的完美實(shí)施起到了重要作用，其可間接幫助發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距傳輸和寬面覆蓋的實(shí)踐效果。隨著“智慧臺站”建設(shè)的應(yīng)用發(fā)展，線路升級和系統(tǒng)改造也在不斷推進(jìn)中，未來中波發(fā)射臺的智能化、無人化水平會越來越高。網(wǎng)絡(luò)智能化、線路自動化、機(jī)房無人化等都可以通過智能監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計多個模塊進(jìn)行功能化的完善，因此，鐵塔建設(shè)、雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計能夠及時、有效地貼合智能化發(fā)展的方向，在減輕技術(shù)人員工作量的同時，不斷完善節(jié)目播出質(zhì)量和系統(tǒng)工作效果。基于此，本文提出設(shè)計的主/備雙天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、實(shí)踐改造和功能測試，能夠很好地滿足現(xiàn)實(shí)需求和未來發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、高效、智能、穩(wěn)定的要求。