探析中波發(fā)射機(jī)天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

師紅偉

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局2024臺(tái)）

探析中波發(fā)射機(jī)天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

師紅偉

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局2024臺(tái)）

在以網(wǎng)絡(luò)為代表的新媒體異軍突起的今天，中波廣播作為傳統(tǒng)媒體，憑借其接收方式簡(jiǎn)單、覆蓋范圍廣、發(fā)射功率強(qiáng)、投資費(fèi)用少等特點(diǎn)，仍然有大批受眾擔(dān)負(fù)著重要的宣傳任務(wù)。為了確保中波發(fā)射信號(hào)符合接收裝置的要求，中波發(fā)射臺(tái)站必須強(qiáng)調(diào)中波發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定性?；诖?，對(duì)中波發(fā)射機(jī)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行分析，并提出抗干擾措施。

中波；發(fā)射機(jī)；天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

學(xué)術(shù)界給予無(wú)線(xiàn)電波這樣的定義，即頻率為300kHz～3MHz，長(zhǎng)處于100～1000m之間的無(wú)線(xiàn)電波。目前，在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中波理論都有重要作用，如航天航空技術(shù)、通信技術(shù)等。在發(fā)射中波的過(guò)程中，需要多項(xiàng)設(shè)備協(xié)調(diào)工作。發(fā)射機(jī)就是其中一種，主要負(fù)責(zé)將信號(hào)按照相應(yīng)的頻率發(fā)射出去。

1　中波發(fā)射機(jī)天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.1智能天線(xiàn)技術(shù)

自20世紀(jì)60年代開(kāi)始發(fā)展的智能天線(xiàn)技術(shù)最初多應(yīng)用與軍事、雷達(dá)、聲納方面，主要用于空間濾波和定位。能夠有效減少干擾對(duì)其產(chǎn)生的影響，從而提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量，是智能天線(xiàn)技術(shù)的主要特點(diǎn)。

在智能天線(xiàn)中，分為天線(xiàn)陣列、接受通道、信息處理三個(gè)部分。其中，信息處理部分是最核心的部分，主要負(fù)責(zé)波束形成工作。智能天線(xiàn)根據(jù)規(guī)范將多個(gè)天線(xiàn)陣列的輸出加權(quán)合并，并通過(guò)多個(gè)天線(xiàn)組成天線(xiàn)陣列，從而形成特定的天線(xiàn)空間方向圖。要保證天線(xiàn)陣主波束的方向和用戶(hù)方向一致，通過(guò)移動(dòng)用戶(hù)信號(hào)，降低干擾信號(hào)的影響。與多天線(xiàn)分集技術(shù)相比，智能天線(xiàn)技術(shù)有較大區(qū)別，分集技術(shù)中的天線(xiàn)距離一般有多個(gè)波長(zhǎng)，距離較遠(yuǎn)；智能天線(xiàn)各個(gè)天線(xiàn)接受到的信號(hào)是相互關(guān)聯(lián)的，天線(xiàn)陣元間隔一般小于等于半波長(zhǎng)。

切換波束天線(xiàn)陣列和自適應(yīng)天線(xiàn)陣列是智能天線(xiàn)根據(jù)其智能化水平以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度劃定的兩種模式。切換波束天線(xiàn)是利用提前設(shè)置好的并列波束，為保證信號(hào)的有效性，實(shí)行對(duì)用戶(hù)區(qū)域的全覆蓋，根據(jù)用戶(hù)的位置選擇不同波束；為提高天線(xiàn)陣列的信號(hào)干擾噪聲比，可以調(diào)整自適應(yīng)天線(xiàn)陣列波束的幅度、指向和零點(diǎn)位置，并通過(guò)對(duì)各個(gè)陣元的調(diào)節(jié)改變陣列方向圖，保證主波束指向期望信號(hào)，零點(diǎn)指向干擾。

1.2中波發(fā)射機(jī)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

發(fā)射機(jī)是無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)在工作時(shí)，發(fā)射機(jī)由于其特質(zhì)會(huì)對(duì)其他的設(shè)備造成一定的影響；這個(gè)影響是相互的，其他設(shè)備也會(huì)影響到發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)。隨著設(shè)備微型化的趨勢(shì)以及數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)展電路的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，集成化的要求越來(lái)越高，干擾的來(lái)源也較多，如電子開(kāi)關(guān)、電源模塊、壓控振蕩器等。由于這些元素的存在，導(dǎo)致電磁機(jī)在工作時(shí)會(huì)受到多方面的干擾，中波發(fā)射機(jī)對(duì)電磁兼容性有較高要求，良好的電磁兼容性可以有效保證發(fā)射機(jī)的質(zhì)量。

2　發(fā)射機(jī)干擾來(lái)源和原理分析

本文中所列舉的中波發(fā)射機(jī)分為兩個(gè)類(lèi)型：25kW和10kW。其中，前者一共有4部，后者有3部。4部25kW中波廣播發(fā)射機(jī)頻率分別為729kHz、846kHz、972kHz、1143kHz，3部10kW中波廣播發(fā)射機(jī)的頻率分別為603kHz、657kHz、1024kHz。一共有4座發(fā)射塔，每座發(fā)射塔之間的距離為100～200m。由于中波廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)量比較多，而發(fā)射塔的數(shù)量有限，只能采用兩機(jī)分饋共塔的工作模式。鑒于發(fā)射機(jī)的頻率問(wèn)題，還要保證25kW和10kW的發(fā)射機(jī)能夠共塔運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行中，頻率的層次較多，加之每?jī)勺l(fā)射塔之間的距離有限，存在嚴(yán)重的干擾竄擾現(xiàn)象，需要進(jìn)行針對(duì)性地分析。

首先，要通過(guò)干擾源對(duì)發(fā)射機(jī)的內(nèi)部和外部電磁環(huán)境進(jìn)行分析，即內(nèi)部干擾和外部干擾。發(fā)射機(jī)不僅會(huì)受到單個(gè)干擾，還可能會(huì)受到多個(gè)干擾源的共同干擾。發(fā)射機(jī)運(yùn)作所處的頻帶不同，而且是在系統(tǒng)柜中運(yùn)作的。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)信道設(shè)備為獨(dú)立的振動(dòng)信號(hào)奠定了基礎(chǔ)，借由射頻電纜，為RF信號(hào)的傳輸提供了條件；再通過(guò)電源機(jī)箱（AC/DC轉(zhuǎn)換器所用的），為電源單元中的所有通道提供共享電源，且其終端分機(jī)也具有一定的相似性。使用不同的電源模塊對(duì)終端分機(jī)和信道分機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)機(jī)箱母板端將所有的電源分給每個(gè)擴(kuò)展機(jī)箱內(nèi)主板的電源。終端控制中能夠調(diào)整信息調(diào)至信號(hào)和信道切換地質(zhì)，且是機(jī)箱終端控制；還可以對(duì)其他擴(kuò)展段的信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理后的信號(hào)傳輸?shù)狡渌謾C(jī)中，對(duì)于這些頻率較低的控制信號(hào)，一般是通過(guò)機(jī)箱中的主板拓展接口進(jìn)行傳輸。

發(fā)射機(jī)的內(nèi)部環(huán)境結(jié)構(gòu)相對(duì)比較繁瑣，其中包括電氣開(kāi)關(guān)、繼電器等，每個(gè)組件都會(huì)受到多個(gè)干擾源的干擾，同時(shí)會(huì)對(duì)其他元件產(chǎn)生干擾。

3　發(fā)射機(jī)干擾問(wèn)題的解決措施

3.1設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)和阻塞網(wǎng)絡(luò)

為了保證多頻多塔的中波發(fā)射臺(tái)所發(fā)射出的廣播信號(hào)具備一定的質(zhì)量，必須盡量減少干擾影響。因此，要科學(xué)設(shè)計(jì)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，增加匹配網(wǎng)絡(luò)。這是因?yàn)樵诎l(fā)射塔有限，而頻率較多的情況下，頻率與頻率之間的距離較遠(yuǎn)，在塔底的輸入電阻有較大差異。有從分離的天線(xiàn)底部分開(kāi)，網(wǎng)絡(luò)方式很有可能由于不同頻率產(chǎn)生信號(hào)堵塞，這樣一來(lái)不僅增加了成本和能耗，也難以保證其工作的穩(wěn)定性。加上塔的不同信號(hào)之間由于電壓不同，導(dǎo)致泄漏的電壓差較大，很容易出現(xiàn)竄擾情況。通過(guò)良好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，結(jié)合天線(xiàn)和饋線(xiàn)，以阻抗為搭配原則，保證高頻的能量可以進(jìn)行有效傳輸。在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，如果存在漏洞，不僅會(huì)影響傳輸效果，還會(huì)提高反射波，對(duì)發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)作造成不良影響。在這種工作模式下，將阻塞網(wǎng)絡(luò)和匹配網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，保證在信號(hào)傳輸時(shí)不會(huì)受到過(guò)大阻抗，且可以減少干擾信號(hào)的強(qiáng)度。

3.2設(shè)計(jì)陷波網(wǎng)絡(luò)

在該工作模式下，為避免不同頻率之間的發(fā)射機(jī)會(huì)互相干擾和吸收多余的頻率，可以考慮在調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)陷波網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)共同的串聯(lián)諧振濾波器、并聯(lián)諧振濾波器和帶通濾波器是陷波網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分。電感和電容并聯(lián)形成串聯(lián)諧振濾波器，諧振于工作頻率。可以通過(guò)多組并聯(lián)諧振阻塞網(wǎng)絡(luò)和串并聯(lián)諧振吸收網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)設(shè)計(jì)阻塞網(wǎng)絡(luò)和吸收網(wǎng)絡(luò)，提高主頻率獨(dú)立性，避免受到其他頻率干擾。通過(guò)設(shè)計(jì)帶通濾波器的通帶和阻帶，能傳輸正常工作頻率，防止其受到過(guò)度頻率干擾。在多頻共塔的工作模式下，一般干擾頻率不會(huì)太多；但是，會(huì)存在較大的強(qiáng)度，通過(guò)使用串聯(lián)諧振濾波或并聯(lián)諧振濾波能夠有效降低干擾信號(hào)的強(qiáng)度。

3.3減少干擾的方法

雖然可以用濾波器網(wǎng)絡(luò)形式，以及匹配網(wǎng)絡(luò)和阻塞網(wǎng)絡(luò)降低干擾，但是在實(shí)際運(yùn)行中，有效降低干擾的關(guān)鍵在于天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接地點(diǎn)和饋線(xiàn)接地點(diǎn)。需要經(jīng)常檢查維修接地點(diǎn)，保證接地點(diǎn)的有效性，降低干擾強(qiáng)度。在檢查維修上，分為三種方法：第一，對(duì)加強(qiáng)發(fā)射器的日常維護(hù)和清潔，為其正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)；第二，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)、接線(xiàn)排等設(shè)備的緊固情況，在日常維護(hù)中，要保證網(wǎng)絡(luò)連接線(xiàn)的穩(wěn)定性，不能隨意更改，避免參數(shù)發(fā)生變化；第三，供電線(xiàn)路要使用具備屏蔽層的電力電纜，因而要科學(xué)地選擇各個(gè)板塊之間的接地點(diǎn)，選擇良好的音頻傳輸線(xiàn)，且在進(jìn)行接地時(shí)還要考慮當(dāng)時(shí)的天氣情況。

4　結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，中波發(fā)射機(jī)的主要工作模式為多頻共塔工作模式。但是，仍然存在著種種問(wèn)題，尤其是如何降低和消除多頻干擾，是多頻共塔工作正常運(yùn)行的重要保證。根據(jù)天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理，設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)和阻塞網(wǎng)絡(luò)，可以有效降低和消除干擾的影響；另外，還可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和修理降低干擾的強(qiáng)度，提高工作的效率和穩(wěn)定性。

［1］楊建峽.中波發(fā)射機(jī)天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)探討［J］.西部廣播電視，2013（13）.

［2］王新文.全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)對(duì)天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的特性和匹配［J］.西部廣播電視，2014（9）.

［3］陳鳳蘭.中波天線(xiàn)匹配網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試與調(diào)整［J］.內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù)，2011（3）.