調(diào)頻廣播異地備播系統(tǒng)建設(shè)初探

王全立

備播系統(tǒng)作為廣播業(yè)務(wù)最后的一個環(huán)節(jié)，播出的重要性不言而喻。河南廣播電視臺所屬的福塔和梅山發(fā)射臺，覆蓋區(qū)域包括鄭州市區(qū)及周邊地區(qū)，是全省覆蓋最為核心的區(qū)域，聽眾密度全省最大。長期以來由于河南廣播電視臺廣播大廈27樓機房和樓頂發(fā)射塔空間受建筑設(shè)計限制，廣播發(fā)射設(shè)備眾多，僅有一副發(fā)射天線，而且為福塔和梅山兩個臺站備播的節(jié)目套數(shù)很多。因此，備播系統(tǒng)的建設(shè)需要綜合考慮多方面的因素，既能分別為福塔和梅山備播，又要考慮到在極端情況下同時為福塔和梅山兩個臺站備播。

1 異地備播系統(tǒng)建設(shè)考慮及實施步驟

1.1 備播系統(tǒng)天饋單位選擇的參數(shù)

調(diào)頻廣播可以滿足大眾化的高質(zhì)量收聽需求，是電臺廣播覆蓋的主要手段。其優(yōu)點是傳輸質(zhì)量高，頻帶寬，頻譜利用率高，既可進行數(shù)字音頻廣播，又可用進行節(jié)目交換和節(jié)目傳輸，是電臺廣播信號傳送的基本途徑；網(wǎng)絡(luò)損耗低、抗電磁干擾能力強，傳輸系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定，接收簡單[1]。河南廣播電視臺為保障安全播出，實現(xiàn)對福塔和梅山的異地備播，在無法新增調(diào)頻天饋系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，充分利用已改造的雙饋系統(tǒng)，購置了10kW三工器一臺，總體設(shè)想是：采用全橋式結(jié)構(gòu)，寬帶口預(yù)留（用于接原有雙工器輸出）。末級橋式單元濾波器采用4腔以上結(jié)構(gòu)形式，保證了頻率間隔0.8MHz時有較高的隔離度。功率容量：總輸出功率容量不小于60KW。濾波器指標能滿足數(shù)字音頻廣播（CDR）的相關(guān)技術(shù)要求。三工器的F1要求帶寬滿足CDR全模式帶寬要求，F(xiàn)2與F3間隔0.8MHz，應(yīng)采用交叉耦合技術(shù)[2]。

技術(shù)參數(shù)要求：頻率范圍：87～108MHz；功率：3×10kW，結(jié)構(gòu)形式；全橋式結(jié)構(gòu)（3個橋式單元）；輸入阻抗：50Ω；駐波比：≤1.1；隔離度：≥40dB ；濾波器帶寬：600kHz；工作溫度范圍：10℃～55℃；多工器系統(tǒng)插入損耗：＜0.4dB；頻率間隔大于1MHz，＜0.6dB；頻率間隔小于1MHz，橋式單元濾波器采用3腔以上結(jié)構(gòu)，外腔體采用鋁合金材料，厚度≥8mm，內(nèi)導(dǎo)體采用紫銅材料；冷卻方式：自然冷卻；輸入接口：3；輸出接口：4。

調(diào)頻天線開關(guān)板總體要求：天線開關(guān)板將射頻輸出信號等分成兩路，用兩根等長的主饋線將射頻信號輸送到天線的上下半副兩部分，通過開關(guān)板面板上U形連接器進行全功率下全幅半幅天線倒換[3]。技術(shù)參數(shù)要求：頻率：87～108MHz；功率容量：≥60kW；駐波比：≤1.1；插入損耗：≤0.1dB；端口阻抗：50Ω；輸出相位差：≤2°；輸入端口：4直饋；輸出端口：3直饋。

制作材料和工藝要求：功分器外導(dǎo)體材質(zhì)等于或優(yōu)于純紫銅；內(nèi)導(dǎo)體等于或優(yōu)于黃銅鍍銀；內(nèi)、外導(dǎo)體表面光亮，接頭緊湊，無泄漏；U-LINK采用一體化設(shè)計，與面板的插拔必須要有機械助力設(shè)計；結(jié)構(gòu)簡單、合理、操作方便、運行穩(wěn)定可靠。

硬饋、彎頭、插芯等配件要求：硬饋采用T2精拉紫銅管，保證內(nèi)導(dǎo)體的直線度；彎頭外導(dǎo)體采用T2精拉紫銅管，銀焊，內(nèi)導(dǎo)體采用H62黃銅鍍銀，內(nèi)外導(dǎo)體采用聚四氟乙烯絕緣片固定；插芯：鈹青銅鍍銀插芯，內(nèi)置抗壓彈簧；饋管的安裝固定要制作機房架空橋架，饋管采用專用吊架與架空橋架連接，饋管走向采用合理的立體布局；根據(jù)發(fā)射機接口配備合適的轉(zhuǎn)接件。

系統(tǒng)建設(shè)采取了對六端口天線開關(guān)板進行改造的方案，增加三個端口，由原來的六端口增加到九端口，直徑為120mm。此項改造是實現(xiàn)備播需求的關(guān)鍵技術(shù)，改造后的九端口天線開關(guān)板可以實現(xiàn)同一副天線具備三種不同的工作方式。兩組多工器與天線開關(guān)板連接，通過U-Link切換，實現(xiàn)了兩組多工器對天饋系統(tǒng)的靈活調(diào)度，既可以實現(xiàn)兩組多工器同時工作，又可以實現(xiàn)單組多工器工作時對天饋系統(tǒng)的冗余備份，提高發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2 備播系統(tǒng)天線開關(guān)板的改造

根據(jù)實際備播的需要，來切換多工器與天線開關(guān)板的連接：

1）工作狀態(tài)I（需要福塔和梅山兩組多工器同時工作時）如圖1所示：梅山使用上半副天線、福塔使用下半副天線，在這種情況下可以實現(xiàn)同時對福塔和梅山進行備播。

圖1 兩組多工器同時工作天線開關(guān)圖

2）工作狀態(tài)II（需要梅山多工器工作時）如下圖2所示：一體切換狀態(tài)如下：U-Link正常連接：梅山接入，天線正常工作。U-Link A連接：梅山接入，上半副天線工作，下半副天線備份。U-Link B連接：梅山接入，下半副天線工作，上半副天線備份。

圖2 梅山多工器工作天線開關(guān)圖

3）工作狀態(tài)III（需要福塔多工器工作時）具體切換狀態(tài)如下：U-Link正常連接時福塔接入，天線正常工作。U-Link A正常連接時福塔接入，上半副天線正常工作，下半副天線作為備份。U-LinkB正常連接時福塔接入，下半副天線正常工作，上半副天線作為備份。

通過技術(shù)改造實現(xiàn)了對同一副天線三種不同的工作方式，無論是在哪一種工作狀態(tài)下，都能夠有力保障整個調(diào)頻異地備播系統(tǒng)的穩(wěn)定性，尤其是在現(xiàn)有的發(fā)射系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)了同時為福塔和梅山的異地備播。

2 開關(guān)板指標測試及結(jié)論

系統(tǒng)建設(shè)完成后，設(shè)備提供商按照我們的要求對設(shè)備出廠標示的各項指標進行了全面測試。通過92.4MHz、106.6MHz兩個頻率的反射損耗、插入損耗分別進行了測試，結(jié)果顯示：

92.4MHz的反射損耗，表示為在±300kHz（CDR帶寬）的92.1和92.7處反射損耗在-30dB以下，折合駐波比為1.07。106.6MHz的反射損耗在±300KHz（CDR帶寬）的106.3和106.9處反射損在-30dB以下，折合駐波比為1.07。另外，我們還對開關(guān)單路的插入損耗進行測試，測試結(jié)果表明當開關(guān)板系統(tǒng)為一分二系統(tǒng)時，單路插入損耗理想狀態(tài)為單路-3dB衰減（即1/2功率），實際測得所示衰減值為-3.02、-3.04、-3.05即在三分貝基礎(chǔ)上的損耗，真實插入損耗為減去-3dB，即各點插入損耗分別為-0.02dB、-0.04dB、-0.05dB。

結(jié)合以上各數(shù)據(jù)所示可知，三工器所對應(yīng)的三個頻率，反射損耗均在-30dB以下（駐波比小于1.07），反射功率約為發(fā)射功率的0.11%；對應(yīng)三個頻率的插入損耗，92.4MHz約-0.18dB，功率經(jīng)過多工器損耗約為4%、106.6MHz約為-0.26dB，功率經(jīng)過多工器損耗約為5.5%、107.4MHz約為-0.27dB，功率經(jīng)過多工器損耗約為6%；開關(guān)板反射損耗小于-40dB，反射功率約為發(fā)射功率0.01%；開關(guān)板插入損耗為-0.05dB，功率經(jīng)開關(guān)板后損耗約為1.15%。綜上所述，該三工器系統(tǒng)及開關(guān)板均達到或優(yōu)于甲級應(yīng)用指標，可滿足發(fā)射臺對該種設(shè)備的指標需求[4]。

3 改造后的實際應(yīng)用效果

調(diào)頻廣播鄭州市異地系統(tǒng)建設(shè)項目于2018年5月建設(shè)完成，該系統(tǒng)支行穩(wěn)定可靠，各項技術(shù)指標均符合標準要求。該系統(tǒng)的建設(shè)實現(xiàn)了河南廣播電視臺對在福塔和梅山發(fā)射頻率的異地備播，有效提高了調(diào)頻廣播在鄭州地區(qū)的覆蓋保障能力，有效提升廣播應(yīng)對突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力[5]。在福塔天饋系統(tǒng)檢修和梅山多功器檢修期間，異地備播系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，調(diào)頻廣播備播系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，為調(diào)頻廣播地面覆蓋設(shè)計了“雙保險”，更大程度提升了系統(tǒng)的可靠性。