中波發(fā)射臺主備雙天調網絡系統(tǒng)設計與改造實踐

云南省廣播電視局滄源中波臺 趙玉梅

作為中波發(fā)射臺關鍵環(huán)節(jié)的天饋系統(tǒng)，一直以來故障頻發(fā)，技術維護難度大，為了滿足節(jié)目播出的安全穩(wěn)定，技術實現(xiàn)主/備雙天調網絡的自由配置是非常重要的。本文針對雙天調網絡系統(tǒng)設計與改造實踐的項目進行技術探索和測試總結，通過科學地設計網絡參數(shù)和遙控切換模式，進而滿足穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)運行，具有一定的借鑒價值。

中波發(fā)射臺系統(tǒng)的核心部件組成主要包括：中波廣播發(fā)射機、主/備電源供電、發(fā)射天線的天饋系統(tǒng)以及自動監(jiān)控相關設備等。對于中波廣播而言，為了能夠真正實現(xiàn)電視節(jié)目播出的實時性、穩(wěn)定性，滿足用戶端對于節(jié)目收聽的“零容錯”目標，通過近年來新型UPS電源技術、網絡技術以及信號處理技術的發(fā)展和應用，已經基本實現(xiàn)了電源系統(tǒng)-信號終端-發(fā)射臺之間的主/備交叉配屬的方案機制，能夠在滿足實時性要求的同時，確保系統(tǒng)運行的可靠性，有效避免了節(jié)目播出事故的發(fā)生。

現(xiàn)階段，作為信號發(fā)射終端“最后一公里”關鍵環(huán)節(jié)的天饋系統(tǒng)的調配網絡設計一直是單源單信道，備用網絡的建設基本處于停滯狀態(tài)?？紤]到現(xiàn)實中的天饋系統(tǒng)一般距離發(fā)射臺機房較遠，一旦出現(xiàn)問題很難在第一時間處理，且網絡監(jiān)測智能化處置響應功能也沒有完全實現(xiàn)，會給系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來極大隱患。因此，如何通過系統(tǒng)設計和實施方案改造，對現(xiàn)行的天調網絡進行功能升級和安全性提升，是值得研究和重點關注的問題。從經濟最優(yōu)角度出發(fā)，結合集成改造思維，實現(xiàn)中波發(fā)射臺主/備天調網絡配置是科學有效的方法，能夠降低因外在環(huán)境因素和內在機制問題造成的故障檢測、智能排障等問題，極大提升了發(fā)射臺整體的運行安全性和穩(wěn)定性。基于此，本文從雙天調網絡系統(tǒng)基本組成框架出發(fā)，研究主/備雙天調網絡系統(tǒng)設計與項目改造實踐，重點突出組織實施的科學性和有效性。

1 雙天調網絡系統(tǒng)的基本組成

從技術實現(xiàn)和工程實踐角度看，目前中波發(fā)射臺設計雙天調網絡系統(tǒng)的工程建設主要涉及到的是主/備用網絡使用調配室的設計和相關線路配套的軟饋線，如圖1所示。該方案設計的建設項目簡單易實施，可維護性強，即使在系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)點位故障或系統(tǒng)癱瘓等情況時，也可以迅速實現(xiàn)網絡切換和功能備用，從而有效降低節(jié)目播出的事故率。

圖1 雙天調網絡系統(tǒng)工程結構示意圖

2 主/備雙天調網絡系統(tǒng)設計與項目實踐改造

在系統(tǒng)設計與項目改造建設過程中，應嚴格遵循相關的設計規(guī)范和施工標準，主要包括：

《中、短波廣播發(fā)射臺設計規(guī)范》《中短波天線饋線系統(tǒng)安裝工程施工及驗收規(guī)范》等。從相關文件中可以看出，計劃采取主/備雙天調網絡系統(tǒng)的設計模式，在項目改造中應充分考慮雙網絡適配問題、自擾/互擾抑制問題以及智能切換/倒換設計等。

2.1 中波發(fā)射臺雙天調網絡的設計思維

在雙天調網絡設計過程中，網絡參數(shù)設置需要嚴格與射頻光纜的阻尼系數(shù)適配；系統(tǒng)兼容性與寬通性要滿足規(guī)范；要考慮發(fā)射頻率與其他電臺發(fā)射頻率之間的互擾以及系統(tǒng)內部自擾影響，應積極通過電子線路設計過程來優(yōu)化；雙天調網絡系統(tǒng)及相關天饋組件應當利用穩(wěn)定的智能切換設施，保證安全可靠性。

（1）選擇適配網絡

（2）抑制自擾互擾

對全固態(tài)發(fā)射機而言，采取陷波器、串聯(lián)回路中的并聯(lián)諧振、帶通濾波器等方法抑制從天線方向接收到的射頻干擾電壓，避免其對本頻工作信號的串擾，使發(fā)射機能正常工作。

2.2 天調網絡線路設計

以675KHZ與1305KHZ雙頻共塔為基本設計模式，其由主/備2臺10KW發(fā)射機組成。

（1）設計網絡

選擇好適配網絡后，需要設計具體參數(shù)。對于網絡而言，其核心作用是將饋線的特性阻抗W和天線輸入阻抗Z進行匹配。假設發(fā)射頻率f的中波發(fā)射機W=50Ω，在設計天調網絡阻抗值時，需要考慮的是基于網絡分析計算得到：Z=R+JX=30+j26，且滿足W >R條件的適配網絡的回路形式是可取的。

（2）設計抑制電路

對于雙頻共塔的基本模式，當發(fā)射端采取單頻f遠小于雙頻發(fā)射天線固有頻率，自擾的影響可以忽略。此時，重點考慮如何通過設計電路回路參數(shù)來高效抑制互擾現(xiàn)象的發(fā)生，這里考慮采取陷波電路的方法，通過先并后串的設計回路將雙頻發(fā)射天線固有頻率的互擾吸收，即：f1f2。

2.3 設計主/備雙天調網絡切換方式

在項目實際改造中，雙天調網絡模式共用一套發(fā)射饋線系統(tǒng)，可以節(jié)約建設成本，此時需要通過智能切換裝置來實現(xiàn)主/備網絡的完美共存和工作轉換。在施工過程中，機房與天調網絡距離較遠，采取人工切換模式的話，既不能實現(xiàn)“零響應”的技術要求，也不能完成高適應度的網絡適配；通過在機房設計安裝控制繼電器吸合的方式來實現(xiàn)遠程遙控，能夠解決這一問題。在675KHZ與1305KHZ兩部發(fā)射機輸出端設計安裝天饋倒換設備，目的是完成主/備軟饋線之間工作模式轉換，分別對應接入主/備天調網絡，并與主備用饋線連接。根據(jù)天線特性，在輸入端安裝遙控切換設備，如圖2所示，可以看出，此時天線、饋線之間能夠實現(xiàn)主/備切換，即實現(xiàn)遠程自由切換的工作模式。

圖2 主/備雙天調網絡系統(tǒng)功能切換流程圖

3 系統(tǒng)測試分析

當整個主/備雙天調網絡設計改造完成后，系統(tǒng)運行過程中不斷監(jiān)測中波發(fā)射機的各項特異性指標（電流、發(fā)射機的輸出功率以及駐波比等），通過測量、比對和分析，系統(tǒng)工作正常，且狀態(tài)運行穩(wěn)定。開機1h后，可以關掉主供電源系統(tǒng)，觀察備用電源是否能夠正常工作，且系統(tǒng)參數(shù)有無明顯變化，觀察網絡阻抗、電感電容以及各連接點位溫度是否正常，有無出現(xiàn)過熱過載情況，即對應的網絡適配選型和抑制電流設計是成功的、穩(wěn)定的，調試模式可靠可用，否則需要逐步測量相應部分回路的故障原因，重置參數(shù)后繼續(xù)測試直至恢復正常工作模式。雙天調網絡設計和項目改造是一項系統(tǒng)工程，需要不斷重復驗證和系統(tǒng)監(jiān)測，并不斷切換相應主/備網絡工作模式，并保證中波發(fā)射機能夠長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，且技術指標滿足規(guī)范標準。

結束語：中波發(fā)射機的雙天調網絡設計應用是非常重要的，能否設計出參數(shù)科學、指標優(yōu)良的網絡設計電路對于整個發(fā)射系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行和網絡適配的完美實施起到了重要作用，其可間接幫助發(fā)射機實現(xiàn)遠距傳輸和寬面覆蓋的實踐效果。隨著“智慧臺站”建設的應用發(fā)展，線路升級和系統(tǒng)改造也在不斷推進中，未來中波發(fā)射臺的智能化、無人化水平會越來越高。網絡智能化、線路自動化、機房無人化等都可以通過智能監(jiān)控系統(tǒng)，設計多個模塊進行功能化的完善，因此，鐵塔建設、雙天調網絡設計能夠及時、有效地貼合智能化發(fā)展的方向，在減輕技術人員工作量的同時，不斷完善節(jié)目播出質量和系統(tǒng)工作效果。基于此，本文提出設計的主/備雙天調網絡系統(tǒng)設計、實踐改造和功能測試，能夠很好地滿足現(xiàn)實需求和未來發(fā)展，實現(xiàn)了科學、高效、智能、穩(wěn)定的要求。