新型天線控制系統(tǒng)在短波發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用

郝大海

摘 要：天線這一設(shè)備，在我們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著很大作用。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，為適應(yīng)各方面新的需求，天線控制系統(tǒng)也在不斷的更新，新型的天線控制系統(tǒng)隨之問世，正以其不可代替的優(yōu)勢，在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用。文章介紹了新型天線控制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，包括同軸開關(guān)矩陣和偏向場地開關(guān)，以及其具體的應(yīng)用，希望給同業(yè)者以參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)射機(jī)；自動(dòng)化系統(tǒng)；天線控制；同軸開關(guān)；矩陣系統(tǒng)

1 什么是新型天線控制系統(tǒng)

新型天線控制系統(tǒng)的核心采用同軸開關(guān)矩陣，同軸開關(guān)矩陣是通過短波發(fā)射機(jī)及天線的連接系統(tǒng)進(jìn)行工作。它主要功能用于切換信號(hào)，負(fù)責(zé)將發(fā)射機(jī)射頻輸出信號(hào)切換到平衡轉(zhuǎn)換器。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)還有室內(nèi)開關(guān)矩陣與室外交換開關(guān)，室外交換開關(guān)設(shè)有程式開關(guān)和偏向開關(guān)，兩個(gè)開關(guān)分工不同。室內(nèi)開關(guān)矩陣與室外開關(guān)矩陣交互工作，把信號(hào)傳輸?shù)教炀€。同軸開關(guān)矩陣后面的轉(zhuǎn)換器，就是專門進(jìn)行這方面的工作，發(fā)射機(jī)射頻輸出經(jīng)過同軸開關(guān)矩陣，經(jīng)平轉(zhuǎn)到室外開關(guān)矩陣再到天線，完成傳輸過程。

2 有關(guān)具體操作細(xì)則

下面我們具體來看一下操作系統(tǒng)，新型的操作系統(tǒng)位于控制面板上，它的操作由幾個(gè)部分構(gòu)成，即切換的操作與顯示的操作。首先，是切換部分，天線交互切換的操作是由開關(guān)的電動(dòng)控制來完成的。其次，是顯示部分，顯示是通過模擬控制屏來完成的，控制開關(guān)的狀態(tài)可以顯示在屏幕上。

（1）自動(dòng)控制具體操作細(xì)則。整個(gè)按制系統(tǒng)是全自動(dòng)的，都位于控制面板上，包括所有上面的波段開關(guān)，都是處于全自動(dòng)的位置?？刂葡到y(tǒng)會(huì)根據(jù)運(yùn)行的時(shí)間表依次進(jìn)行，主要根據(jù)上位機(jī)輸入下載的情況來進(jìn)行。關(guān)于射頻開關(guān)的切換，控制面板也會(huì)自動(dòng)切換，發(fā)射機(jī)會(huì)自動(dòng)到達(dá)正確的天線軌道上，全過程都是系統(tǒng)自動(dòng)完成。

（2）下位機(jī)常態(tài)下具體操作細(xì)則。下位機(jī)的具體操作，分為正常情況下與非正常情況下兩種，即常態(tài)與非常態(tài)操作。下位機(jī)在正常情況下工作，都是先要將開關(guān)鈕向需要的波段上，然后開動(dòng)電源按鈕，系統(tǒng)開始進(jìn)入狀態(tài)。下一步需要完成交換，完成交換過程涉及有無高壓的問題，如果有高壓的情況，會(huì)有文字提示出現(xiàn)報(bào)警，如果沒有高壓，開關(guān)交換就順利完成，這主要是由下位機(jī)來進(jìn)行判斷。

（3）下位機(jī)非常態(tài)下具體操作細(xì)則。以上介紹了下位機(jī)正常情況下的工作，但有時(shí)下位機(jī)會(huì)處于非正常情況下，那當(dāng)下位機(jī)處于非正常情況下是如何進(jìn)行工作呢？這種情況下，要首先判斷操作有無高壓，這就需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人為的判斷。如果沒有高壓，就手動(dòng)把開關(guān)調(diào)到需要的波段，再按下按鈕開關(guān)。按鈕開關(guān)要有先后順序，先按電機(jī)電源開關(guān)，然后是緊急切換近鈕，因?yàn)檫@個(gè)按鈕是屬于應(yīng)急操作按鈕，是在系統(tǒng)最開始調(diào)試階段，或者非常態(tài)下采取的辦法，不能隨便使用和操作，因?yàn)榘聪逻@個(gè)緊急切換按鈕對(duì)系統(tǒng)有一定影響，會(huì)對(duì)發(fā)射機(jī)連鎖信號(hào)造成影響。整個(gè)這個(gè)過程就是開關(guān)交換過程。

3 如何認(rèn)識(shí)天線交換控制系統(tǒng)

天線交換控制系統(tǒng)由開關(guān)控制系統(tǒng)和平轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)組成，開關(guān)控制系統(tǒng)具有自動(dòng)、手動(dòng)干預(yù)及手動(dòng)應(yīng)急控制，平轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)是由繼電器接點(diǎn)組成的邏輯矩陣。開關(guān)控制系統(tǒng)由下位機(jī)PLC（可編程序控制器）作為核心控制器，采集開關(guān)狀態(tài)，發(fā)射機(jī)高壓狀態(tài)及假負(fù)載連鎖狀態(tài)，并接受面板操作信號(hào)或工控機(jī)指令對(duì)射頻開關(guān)進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)到指定的天線或假負(fù)載。開關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件部分包括天線控制機(jī)柜和一臺(tái)工控機(jī)，軟件部分包括了安裝于下位機(jī)PLC中的控制軟件和安裝于工控機(jī)的人機(jī)交互軟件。

上位機(jī)（工控機(jī)）上開發(fā)了友好的人機(jī)界面，與下位機(jī)（PLC）進(jìn)行串口通訊，實(shí)現(xiàn)天線交換的自動(dòng)控制。在自動(dòng)控制界面上顯示了發(fā)射機(jī)上天線情況及報(bào)警信息，另外還具有用戶管理，運(yùn)行時(shí)刻表管理，操作日志，故障日志，臨時(shí)播音，時(shí)間校正等功能，自動(dòng)控制界面。平轉(zhuǎn)控制矩陣實(shí)現(xiàn)不同發(fā)射機(jī)馬達(dá)板到10部平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器之間信號(hào)通路的切換，由繼電器接點(diǎn)組成等同于射頻開關(guān)矩陣的邏輯矩陣，并由射頻開關(guān)的到位信號(hào)控制。

4 有關(guān)天線控制柜的解析

下面我們來解析一下天線控制柜的構(gòu)成，天線控制柜由兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜構(gòu)成。這兩個(gè)機(jī)柜在系統(tǒng)內(nèi)分工不同，一個(gè)有電源負(fù)責(zé)供電，另一個(gè)負(fù)責(zé)控制電路。各種控制功能分別安裝在這兩個(gè)柜上，其中包括各種開關(guān)控制系統(tǒng)。一個(gè)柜設(shè)有同軸和室外開關(guān)控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，室外開關(guān)控制有室外偏向開關(guān)控制系統(tǒng)，以及室外程式開關(guān)控制系統(tǒng)，表示開關(guān)狀態(tài)和開關(guān)電路。另一個(gè)柜設(shè)有手動(dòng)控制面板和連鎖控制等。

4.1 有關(guān)平轉(zhuǎn)控制交換矩陣的解析

平轉(zhuǎn)控制交換矩陣的解析從二個(gè)方面來進(jìn)行，即構(gòu)成與功能兩方面。首先來解析平轉(zhuǎn)控制交換矩陣的構(gòu)成，平轉(zhuǎn)控制交換矩陣是由10個(gè)5A板組成，其中矩陣是由繼電器接點(diǎn)構(gòu)成，它的構(gòu)成和同軸開關(guān)矩陣相同，同軸開關(guān)到位信號(hào)同樣也支持繼電器控制信號(hào)。其次是它的功能，平轉(zhuǎn)控制交換矩陣具有切換信號(hào)的功能，可以將指定的發(fā)射機(jī)平轉(zhuǎn)控制信號(hào)切換到指定的平衡轉(zhuǎn)換器，包括電機(jī)電源和電機(jī)的到位信號(hào)切換等。

4.2 有關(guān)開關(guān)控制的解析

一個(gè)柜面板顯示了各個(gè)射頻開關(guān)的位置狀態(tài)和發(fā)射機(jī)的高壓狀態(tài)，室內(nèi)同軸開關(guān)的A位置表示同軸開關(guān)處于垂直位置，B位置表示同軸開關(guān)處于水平位置。同軸開關(guān)控制由1A板控制，每個(gè)控制板控制6個(gè)同軸開關(guān)，共由11塊電路板組成，控制6×11同軸開關(guān)交換矩陣和1A板的基本原理。開關(guān)的電機(jī)供電由柜后門打開面對(duì)的掛板上的交流接觸器供給。

另一個(gè)柜面板上有對(duì)單個(gè)開關(guān)的控制旋鈕，當(dāng)系統(tǒng)工作于自動(dòng)模式下時(shí)，所有波段開關(guān)打在自動(dòng)位置。室外交換開關(guān)有兩種：程式開關(guān)和1X3偏向開關(guān)，程式開關(guān)用于切換天線程式，偏向開關(guān)用于切換天線方向。程式開關(guān)由三個(gè)位置開關(guān)組成，當(dāng)三個(gè)開關(guān)同時(shí)處于2位置時(shí)，天線處于HR4/4程式，當(dāng)兩個(gè)柜開關(guān)同時(shí)處于1位置時(shí)，天線處于HR2/2程式。偏向開關(guān)用于改變天線方向，當(dāng)開關(guān)處于2位置時(shí)，天線方向?yàn)橹飨颍?dāng)開關(guān)處于1位置或3位置時(shí)，天線方向會(huì)減小或增大角度。

4.3 有關(guān)供電方面介紹

系統(tǒng)關(guān)于供電方面，是通過一系列裝置來完成的，這些裝置分別位于兩個(gè)機(jī)柜面板上。其中一個(gè)機(jī)柜面板上有多組電源，分別為室內(nèi)和室外開關(guān)控制供電，還有許多斷路器，是為三相電機(jī)供電的。

5 結(jié)束語

文章介紹了關(guān)于新型天線系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，以及它在具體應(yīng)用中發(fā)揮的作用，相信大家會(huì)對(duì)新型天線系統(tǒng)的應(yīng)用有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)。產(chǎn)品革新與換代有其必然性，是科學(xué)發(fā)展的結(jié)果，也是新需求下的催生產(chǎn)物。在天線領(lǐng)域當(dāng)中，還有許許多多我們需要探索和改進(jìn)的地方，這需要我們專業(yè)人員不斷提升技術(shù)水平，不斷開拓進(jìn)取，發(fā)揮創(chuàng)新思維，創(chuàng)造出更多更全、功能更優(yōu)、更適合使用的新型天線設(shè)備來。如今，隨著新型天線系統(tǒng)在各方面的廣泛應(yīng)用，為廣電行業(yè)的快速發(fā)展帶來新的契機(jī)，也為人們生活帶來越來越多的快捷。相信天線領(lǐng)域的快速發(fā)展與創(chuàng)新，必將為大家打開一扇又一扇的窗戶，不斷拓寬視野，增長見識(shí)，迎接更美好的未來。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡葵.大功率短波發(fā)射天線的偏向發(fā)射原理研究[J].黑龍江科技信息，2014（4）.