GATESAIR ULXT-4全固態(tài)液冷UHF波段數(shù)字電視發(fā)射機(jī)簡介

山東省新聞出版廣電局泰山轉(zhuǎn)播臺 陳 鵬

GATESAIR MAXIVA ULXT-4型數(shù)字電視發(fā)射機(jī)使用了具有RTAC功能的Maxiva M2X?激勵器，最新的50VDC LDMOS功放器件以及新的高效緊湊的電源模塊。本文通過對發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)和性能的介紹，使相關(guān)技術(shù)人員更好的了解熟悉此發(fā)射機(jī)，并利用好此以設(shè)備服務(wù)于廣播電視的安全播出事業(yè)。

1 引言

此前泰山轉(zhuǎn)播臺44頻道、48頻道均使用北京吉兆公司生產(chǎn)的數(shù)字1KW電視發(fā)射機(jī)單機(jī)播出，2018年初安裝了兩臺GATESAIR MAXIVA ULXT-4型數(shù)字電視發(fā)射機(jī)作為兩個頻道的主機(jī)使用。該型號機(jī)器是GatesAir公司基于PowerSmart3D技術(shù)的液冷電視發(fā)射機(jī)。強(qiáng)大的技術(shù)融合使發(fā)射機(jī)在射頻輸出性能、整機(jī)和各部件效率、主要參數(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)軟硬件可升級性等方面達(dá)到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。模塊化設(shè)計使得安裝簡單、維護(hù)量低，這些優(yōu)點(diǎn)都極大的減少了發(fā)射機(jī)生命周期內(nèi)的維護(hù)成本，做到了安全播出和節(jié)能降耗之間的較好平衡。

2 發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)原理（圖1）

經(jīng)適配器適配后的ASI信號經(jīng)激勵器放大后輸出射頻信號（功率為100mw），此信號送至IPA放大后，再經(jīng)四分配器送至四個功率放大器繼續(xù)放大信號，四合成器合成四路輸出后，經(jīng)過4口定向耦合器和低通濾波器后輸出，經(jīng)天饋線系統(tǒng)向外界發(fā)射，進(jìn)行無線覆蓋。

圖1 ULXT-4型發(fā)射機(jī)框圖

3 發(fā)射機(jī)的構(gòu)成及詳解

該型號發(fā)射機(jī)的整機(jī)構(gòu)成主要由主控系統(tǒng)、功放單元（IPA和PA），Maxiva M2X激勵器，配電單元、液體冷卻系統(tǒng)、無源部件等部分組成。

3.1 主控系統(tǒng)

作為發(fā)射機(jī)的核心系統(tǒng)，ULXt-4數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的主控系統(tǒng)至關(guān)重要。它可以設(shè)置和查看發(fā)射機(jī)各部分運(yùn)行狀態(tài)以及發(fā)射機(jī)的基本配置。通過簡單、易用的前面板控制按鍵和指示燈，可以監(jiān)測和深度診斷發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，包括升降功率或更改其他設(shè)置。前面板LCD顯示器，顯示和控制發(fā)射機(jī)的各項參數(shù)，包括發(fā)射及反射功率，PA和IPA工作狀態(tài)及其他各系統(tǒng)單元的工作情況和故障告警情況。主控系統(tǒng)還集成了Maxiva系列基于Web的遠(yuǎn)程遙控用戶界面，便于遠(yuǎn)程操作。

3.2 功放單元

該發(fā)射機(jī)功放模塊使用了最先進(jìn)的50VDC LDMOS器件技術(shù)，顯著增加了功率密度。發(fā)射機(jī)共有4個PA單元，每個PA單元的最大輸出功率可達(dá)到600W。每個PA單元由三個功放板、一個三分配器、一個三合成器以及監(jiān)測控制單元組成。功放板完成RF信號的放大；監(jiān)測控制單元負(fù)責(zé)將功放板各參數(shù)輸送到發(fā)射機(jī)的主控系統(tǒng)，顯示在LCD屏上供值班人員查看。IPA單元由、兩個功放板、一個二分配器和一個二合成器、phase&gain板組成。IPA的輸出功率驅(qū)動四個PA的輸出功率，而IPA的輸出功率則由加到IPA的柵極電壓(VG)來控制。

3.3 Maxiva M2X激勵器

Maxiva M2X激勵器中具有的快速響應(yīng)實(shí)時自適應(yīng)線性與非線性的RTAC預(yù)校正電路，使發(fā)射機(jī)能夠在更高的功率水平上提供線性放大和內(nèi)容傳送。同時保持?jǐn)?shù)字信號的頻譜掩模順應(yīng)性。激勵器前面板上的各種指示燈全面且直觀，包括PLL運(yùn)行指示、射頻輸入輸出指示、故障或告警指示等，使得值班員更便捷的對設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行初步判斷。前面板以太網(wǎng)端口允許快速的系統(tǒng)更新或設(shè)置且所有參數(shù)都可以通過直觀的標(biāo)準(zhǔn)GUI界面獲得。前面板具有包括射頻輸出取樣、10MHz信號和1PPS信號的連接口，以便根據(jù)需要快速連接到測試設(shè)備。

3.4 配電單元

配電單元負(fù)責(zé)交流和直流的配電和監(jiān)測。外部的三相電經(jīng)由交流配電單元分別送至開關(guān)電源、冷卻系統(tǒng)中的水泵、激勵器等設(shè)備。開關(guān)電源PS1～PS4為直流配電單元，每塊開關(guān)電源都有兩組直流電壓（分別為+5V和+50V）輸出，+5V電壓主要作為控制系統(tǒng)的供電電壓使用，+50V電壓則一路直接輸出至PA，另一路輸出至IPA。

3.5 液體冷卻系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)的冷卻系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、室內(nèi)單元、室外單元組成。室內(nèi)單元由兩個水泵構(gòu)成，一主一備工作，可變速水泵和熱交換器冷卻風(fēng)扇可使系統(tǒng)效率最大化。

3.6 無源部件

另外，各種無源部件也是ULXT-4數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的重要組成部分，包括分配合成器，低通濾波器和定向耦合器等，他們共同完成對信號的分配合成監(jiān)測等工作。

4 發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)

根據(jù)以上對發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)及技術(shù)層面的講解，總結(jié)出ULXT-4發(fā)射機(jī)的幾大特點(diǎn)：Maxiva ULXT使用了最新的50VDC LDMOS功放器件,采用了業(yè)界最佳效率、寬帶的PowerSmart 3D功放模塊技術(shù)，使得功放模塊在更換頻率時不需要做任何調(diào)整；具有全數(shù)字實(shí)時自適應(yīng)線性與非線性預(yù)校正（RTAC）技術(shù)，對所有OFDM調(diào)制模式，TS到RF射頻輸出典型效率高達(dá)38%；集成了Maxiva系列基于Web的遠(yuǎn)程遙控用戶界面；Maxiva ULXT發(fā)射機(jī)降低了發(fā)射臺空間要求，安裝方便，運(yùn)輸成本低且維護(hù)簡單。

此型號發(fā)射機(jī)憑借優(yōu)越的性能和極低的故障率，擔(dān)負(fù)著泰山轉(zhuǎn)播臺兩個數(shù)字電視頻道共16套電視節(jié)目的無限數(shù)字化覆蓋工程任務(wù)，自安裝使用至今，各方面運(yùn)行狀態(tài)和主要參數(shù)指標(biāo)等級均良好，無線發(fā)射實(shí)際接收效果優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，為我臺安全播出提供了重要保障。