高山發射臺發射機備用天線改造方案設計與實施

張艷強，張旭榮，馬云龍

（1.玉溪市五腦山廣播電視發射臺，云南 玉溪 653100；2. 中國廣電網絡有限公司玉溪分公司，云南 玉溪 653100）

0 引 言

為了滿足高山臺保障安全播出的需要，確保天線資源使用更加高效，玉溪市五腦山廣播電視發射臺設計了一套備用天線的改造方案。方案能夠兼顧3 套地面數字電視共同使用一副備用天線，確保出現天線故障的時候可以有效應對。

1 方案設計

五腦山發射臺共有3 臺地面數字電視發射機，分別為22ch，34ch，19ch。其中，22ch 和34ch 通過雙功率器共用一幅發射天線，19ch 單獨使用一幅天線。為了預防意外因素，有效保障安全播出，臺站計劃增加一幅22ch，34ch，19ch 共用的備用天線。設計的備用天線方案[1-2]如圖1 所示。

1.1 改造前天線使用情況

如圖1 所示，改造前，34ch 地面數字電視發射機是1 kW 功率的發射機，信號源通過激勵器編碼、調制后，通過功率放大器放大到1 kW 左右的功率，經濾波器濾波后，沒有直接通過天線發射出去，而是送至雙功率器，與22ch 發射機的功率合成后，通過共用天線發射出去[3]。

圖1 備用天線方案圖

22ch 地面數字電視發射機是1 kW 功率的發射機，信號源通過激勵器編碼、調制后，通過功率放大器放大到1 kW 左右的功率，經濾波器濾波后，不直接通過天線發射出去，而是送至雙功率器，與34ch發射機的功率合成后，通過共用天線發射出去。

19ch 地面數字電視發射機是1 kW 功率的發射機，信號源通過激勵器編碼、調制后，通過功率放大器放大到1 kW 左右的功率，經濾波器濾波后，直接通過天線發射出去。

1.2 改造后天線使用情況

改造后，22ch，34ch 共用天線，通過同軸開關1 切換到22ch，34ch 主天線然后發射出去。當需要使用備用天線時，通過同軸開關1 和同軸開關2的配合切換到備用天線，然后將信號發射出去。

19ch 天線通過同軸開關1 切換到19ch 主天線發射出去。當需要使用備用天線時，通過同軸開關3 和同軸開關2 的配合切換到備用天線然后發射出去。

2 天線切換操作方法與注意事項

當22ch、34ch 需要用主天線時，將同軸開關1切換到左下導通狀態。22ch、34ch 發射機的信號通過雙功器輸出口，經下口、左口送到22ch、34ch主天線，將發射信號發出去。

當22ch、34ch 需要切換到備用天線時，需要先關掉22ch、34ch 發射機，然后將同軸開關1 切換到右下導通狀態，同時將同軸開關2 切換到左上導通狀態，再開啟發射機。這樣，22ch、34ch 發射機的信號通過雙功器輸出口，經同軸開關1 下口、右口送到同軸開關2 左口，再經同軸開關2 上口將發射信號送到22ch、34ch、19ch 的備用天線，將發射信號發出去。

當19ch 需要用主天線時，將同軸開關3 切換到右下導通狀態。19ch 發射機的信號通過同軸開關3 的下口傳送到右口再輸送到19ch 主天線，將發射信號發出去。

當19ch 需要切換到備用天線時，需要先關掉19ch 發射機，然后將同軸開關3 切換到左下導通狀態，同時同軸開關2 切換到右上導通狀態，再開啟發射機。這樣，19ch 發射機的信號經同軸開關3 下口、左口送到同軸開關2 右口，再經同軸開關2上口將發射信號送到22ch、34ch、19ch 的備用天線，將發射信號發出去。

需要注意的是，備用天線具有排他性[4-5]。也就是說，如果19ch 發射機使用了天線，那么22ch、34ch 發射機就不能使用，反之亦然。

3 安裝準備和安裝過程

安裝前，需要準備1副備用天線、3個同軸開關、硬饋管及其相應的轉接頭以及抱箍等部件，同時準備天線制作工具。

安裝時，依照方案圖和發射機、天線的實際位置，進行測量后實施安裝。

4 安裝后測試

備用天線安裝好以后，需要對備用天線的性能參數進行測試。安裝的天線是作為19ch，22ch，34ch 的備用天線，19ch 的中心頻率為522 MHz，22ch 的中心頻率為546 MHz，34ch 的中心頻率為682 MHz，因此，備用天線在這些頻點的駐波比要符合要求。如果駐波比過大，不能滿足要求，就需要更換天線。

測試儀器選用Inno instrument DS800B Antenna/Cable Analyzer，測試的參數為駐波比VSWR。測試頻率開始頻率為518 MHz，截止頻率為686 MHz。

測試開始前，儀器需要校準。具體步驟是：先接好測試用的校準工具，按下校準按鈕“cal”，利用專用的校準工具，依照open →short →load 的順序對儀器校準[6]。校準之后儀器顯示屏會顯示cal on，此時將測試電纜接入要測試的天線即可。

測試結果如圖2 所示。522 MHz（19ch）的駐波比為1.13，M2 為546 MHz（22ch）的駐波比為1.09，M3 為682 MHz（34ch）的駐波比為1.06。它們的駐波比均小于1.2，符合19ch、22ch、34ch 發射機發射天線駐波比要求。

圖2 中心頻率駐波比測試圖

備用天線安裝測試符合要求之后，按照圖1方案，將3 個同軸開關、備用天線、主用天線安裝連接起來，具體不再詳述。改造后的實際效果如圖3 所示。

圖3 備用天線改造實物圖（背面）

5 開機測試

開啟發射機，觀測發射機正常運行時的功率情況，如下所示。

22ch，34ch 共用主用天線時，22ch 的功率為872 W，反射功率為1.92 W；34ch 發射功率540 W，反射功率5 W。

22ch，34ch 切換到備用天線之后，22ch 的發射功率為881.1 W，發射功率為1.9 W；34ch 發射功率540 W，反射功率7 W。

19ch 使用主用天線時，發射功率908 W，反射功率0.6 W；19ch 切換到備用天線后，發射功率為900 W，反射功率為0.7 W。

從切換主備用天線前后的發射功率、反射功率可以看出，22ch，34ch，19ch 發射機切換到備用天線后，發射機的各項指標在正常范圍之內。

6 結 語

共用備用天線的方案實施后，發射機的各項指標并沒有受到明顯的影響，說明這個方案是可行的。但是使用過程中容易出現操作失誤的情況，因此需要使用的人員嚴格按照使用的步驟操作，并且要加強平常的練習，保證設備和播出信號的安全。