數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)和發(fā)展

林 芳

（濟(jì)寧市廣播電視傳輸保障中心，山東 濟(jì)寧 272000）

在廣播行業(yè)發(fā)展中，中波發(fā)射以其低成本、廣覆蓋等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。但是，在現(xiàn)代信息技術(shù)快速發(fā)展過(guò)程中，中波廣播發(fā)射受到了一定的沖擊，其生存與發(fā)展面臨著威脅與挑戰(zhàn)。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，中波信號(hào)發(fā)射機(jī)受電磁干擾作用較大，導(dǎo)致后期信號(hào)發(fā)射受到影響，雖然能夠運(yùn)用窄波段接收機(jī)避免這一問(wèn)題，但是實(shí)際應(yīng)用效果不夠理想。因此，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用，深入研究開(kāi)發(fā)數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)是行業(yè)發(fā)展的重要課題。

1 中波廣播發(fā)射機(jī)構(gòu)成

1.1 射頻系統(tǒng)

在中波廣播發(fā)射機(jī)中，射頻系統(tǒng)是關(guān)鍵構(gòu)成部分，該系統(tǒng)的主要職責(zé)在于信號(hào)發(fā)射，由功率擴(kuò)大器及合成器、激勵(lì)信號(hào)源等部分組成，各部分共同作用，相互支持，最終確保系統(tǒng)得以安全穩(wěn)定的運(yùn)行。在射頻系統(tǒng)中，能夠使中波信號(hào)逐步增強(qiáng)，然后實(shí)現(xiàn)廣泛傳播，通過(guò)增強(qiáng)的信號(hào)可以使聽(tīng)覺(jué)效果得到有效保障。對(duì)于機(jī)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，其構(gòu)成包括帶通濾波器和調(diào)配網(wǎng)絡(luò)等，其中的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)收集信號(hào)進(jìn)行合理的調(diào)配，從而確保其在軌運(yùn)行，使發(fā)射機(jī)穩(wěn)定發(fā)射信號(hào)。對(duì)于帶通濾波器來(lái)說(shuō)，主要作用是過(guò)濾中波里面存在的雜波，以支持功率合成器工作。

1.2 音頻系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)由編碼器、音頻處理器以及轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。其中，編碼器主要負(fù)責(zé)進(jìn)行音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換，同時(shí)負(fù)責(zé)確定射頻輸出功率；音頻處理器是系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分，主要負(fù)責(zé)對(duì)收集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，使其滿足射頻系統(tǒng)的要求；轉(zhuǎn)換器主要是負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)的編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換，逐步轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，從而促進(jìn)信號(hào)更好地發(fā)射和輸出。

在音頻系統(tǒng)中，其通過(guò)一定的音頻信號(hào)處理，來(lái)幫助射頻系統(tǒng)更好地運(yùn)行，滿足射頻系統(tǒng)要求，提高中波廣播的實(shí)際效果。

1.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)的主要責(zé)任是對(duì)數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)各組成部分進(jìn)行有效的控制，通過(guò)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)程序電路控制、進(jìn)行故障檢測(cè)等，以充分確保廣播發(fā)射機(jī)的運(yùn)行安全。

因此，在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，控制系統(tǒng)屬于服務(wù)系統(tǒng)，服務(wù)于信號(hào)的順利發(fā)射。

1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用越來(lái)越明顯，通過(guò)將系統(tǒng)與發(fā)射機(jī)有機(jī)結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)中波廣播的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)控制和遠(yuǎn)程控制，使中波廣播發(fā)射技術(shù)逐步走向現(xiàn)代化。

1.5 供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)是保證數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?yàn)榘l(fā)射機(jī)的發(fā)射需求提供充足的電源支持。

在供電系統(tǒng)中，為確保電源穩(wěn)定性，還需要增設(shè)散熱冷卻系統(tǒng)等配套輔助系統(tǒng)，從而防止供電設(shè)備由于長(zhǎng)時(shí)間使用而出現(xiàn)發(fā)熱問(wèn)題，影響發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

2 數(shù)字中波發(fā)展歷程及數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)優(yōu)勢(shì)

2.1 數(shù)字中波發(fā)展歷程

20 世紀(jì)90 年代，美國(guó)對(duì)高清廣播系統(tǒng)等項(xiàng)目的研究就已經(jīng)開(kāi)始，通過(guò)投入大量的資源成本，不斷加強(qiáng)對(duì)數(shù)字廣播技術(shù)的深入研究，最終在21 世紀(jì)初，成功研發(fā)出IBOC 數(shù)字發(fā)射系統(tǒng)，這一成果標(biāo)志著數(shù)字廣播技術(shù)新紀(jì)元的到來(lái)。同時(shí)，研究提出的MRSC-5C 配套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也得到國(guó)際電聯(lián)的高度認(rèn)同。此外，歐洲在1989 年就提出了利用數(shù)字權(quán)限管理技術(shù)（DRM）來(lái)提升中波發(fā)射技術(shù)水平，提高發(fā)射質(zhì)量和效率，DRM 技術(shù)在當(dāng)時(shí)是非常先進(jìn)的，這一規(guī)劃也具有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光。隨著相關(guān)研究不斷豐富，到2004 年，DRM 技術(shù)在長(zhǎng)、中、短波廣播發(fā)射中均實(shí)現(xiàn)了深入應(yīng)用。尤其是當(dāng)前，DRM 技術(shù)應(yīng)用范圍基本實(shí)現(xiàn)了全球覆蓋，其中印度、俄羅斯等國(guó)家已是中波行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，應(yīng)用DRM系統(tǒng)進(jìn)行了DRM10kW 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的研發(fā)，其是我國(guó)完全自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。并且應(yīng)注意，在DAM 發(fā)射機(jī)中，通過(guò)增加DRM 數(shù)字基帶編碼調(diào)制器和適配器板，則可以在模擬廣播之上實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播，其應(yīng)用效能進(jìn)一步提升[1]。

2.2 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)優(yōu)勢(shì)

2.2.1 工藝進(jìn)一步優(yōu)化

相較于傳統(tǒng)的中波發(fā)射機(jī)，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的工藝得到了進(jìn)一步優(yōu)化，從而得到了更好的應(yīng)用效果，發(fā)射機(jī)的性能得到全面改善，使得廣播節(jié)目播出質(zhì)量達(dá)到更高水平。工藝優(yōu)化與技術(shù)發(fā)展具有緊密聯(lián)系。在以前的廣播系統(tǒng)中，所應(yīng)用的各方面技術(shù)都存在一定不足，整體性能不高，一些功能不能完全發(fā)揮出來(lái)，使得廣播行業(yè)發(fā)展遭遇瓶頸。并且在傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用中，其對(duì)于硬件的依賴性非常高，硬件設(shè)備具有體積大、管理困難等問(wèn)題，一旦發(fā)生故障，還需要耗費(fèi)大量的人力物力資源和時(shí)間成本進(jìn)行維護(hù)，應(yīng)用效率低下。而通過(guò)工藝優(yōu)化的數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)，其硬件大多更換成為電子管，不僅將設(shè)備體積大大縮小，并且設(shè)備性能得到了顯著提升，維修難度和成本投入也更低[2]。同時(shí)，優(yōu)化后的工藝方式，還能夠使發(fā)射機(jī)的使用壽命更長(zhǎng)，運(yùn)行可靠性更高，進(jìn)而保證節(jié)目播出質(zhì)量。

2.2.2 具有更強(qiáng)的抗干擾能力

在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，其抗干擾的能力顯著提升。在廣播信號(hào)發(fā)射中，降雨、山勢(shì)阻擋等自然原因和電磁波等人為原因都可能對(duì)信號(hào)的傳播造成一定的干擾，從而導(dǎo)致信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量不高，直接影響廣播節(jié)目播出的質(zhì)量。因此，在廣播發(fā)射機(jī)中加強(qiáng)抗干擾能力是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。但在廣播發(fā)射機(jī)中，影響其抗干擾能力的因素也比較多，如生產(chǎn)工藝方面、系統(tǒng)布設(shè)方面等，都會(huì)對(duì)其抗干擾性造成影響。在傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中，其自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較強(qiáng)，抗干擾的效果不佳，容易導(dǎo)致信號(hào)失真甚至丟失等情況出現(xiàn)。而在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，不僅有效解決了這些問(wèn)題，同時(shí)還可以通過(guò)加強(qiáng)各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，有效降低電磁波對(duì)信號(hào)的干擾，提高信號(hào)傳輸?shù)男?，提升自身抗干擾能力[3]。

2.2.3 運(yùn)行的可靠性增強(qiáng)

廣播發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到廣播節(jié)目的質(zhì)量。在以往的發(fā)射機(jī)中，由于運(yùn)行影響因素過(guò)多，導(dǎo)致信號(hào)中斷的問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)用戶收聽(tīng)廣播節(jié)目的體驗(yàn)造成不良影響，對(duì)廣播行業(yè)的發(fā)展造成一定的阻礙。而運(yùn)用數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)，可以對(duì)傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)缺陷進(jìn)行深入分析，并針對(duì)性優(yōu)化自身設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)功能集成，通過(guò)在系統(tǒng)運(yùn)行中增加自我調(diào)節(jié)功能，有效提升了廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而將發(fā)射信號(hào)中斷的情況降到最低，保障廣播節(jié)目觀眾獲得良好的收聽(tīng)效果[4]。

3 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

3.1 控制界面切換處理技術(shù)

在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)中，控制接口中包括切換處理模塊，其主要作用就是對(duì)信號(hào)源數(shù)據(jù)進(jìn)行切換。通過(guò)調(diào)解模塊的調(diào)解功能，可以使數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)傳輸與自動(dòng)處理，使數(shù)字中波系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。在切換處理模塊中，還可以自由選擇手動(dòng)或自動(dòng)兩種切換模式，以有效提升控制接口運(yùn)行效率。在光纖通信系統(tǒng)中，光發(fā)射機(jī)、光接收裝置以及傳輸繼電器等都是系統(tǒng)的核心組件，在光纖通信模式下，傳輸信號(hào)的穩(wěn)定性得到有效保障，且可以有效避免數(shù)據(jù)傳播中丟失的情況，該技術(shù)是信號(hào)內(nèi)容準(zhǔn)確和信號(hào)傳輸及時(shí)的重要技術(shù)保障。

3.2 多路信號(hào)源技術(shù)

在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，包含有多路系統(tǒng)信號(hào)源，而非是限制在單一廣播信號(hào)源中。當(dāng)前發(fā)展中，多路信號(hào)源的數(shù)字廣播發(fā)射處理技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，充分體現(xiàn)出其實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。在中波廣播發(fā)射機(jī)中，發(fā)射接收處理裝置在多路信號(hào)源技術(shù)下，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、傳輸、監(jiān)控等各個(gè)系統(tǒng)模塊的獨(dú)立運(yùn)行，從而有效避免了各模塊之間的相互干擾問(wèn)題。在發(fā)射機(jī)中，對(duì)模擬廣播數(shù)據(jù)原始傳輸信號(hào)能夠借助D/A 板將信號(hào)實(shí)現(xiàn)模擬轉(zhuǎn)換，同時(shí)還可以完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控。廣播數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)多路信號(hào)源網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)更加清晰的傳輸效果，從而有效避免了數(shù)據(jù)失真的情況出現(xiàn)。在壓縮傳輸處理技術(shù)中，壓縮光波傳輸內(nèi)容是重要前提，同時(shí)可以使壓縮后的數(shù)據(jù)內(nèi)容向數(shù)據(jù)接收終端進(jìn)行傳輸，從而提高廣播電視數(shù)據(jù)的傳輸效率?，F(xiàn)階段，廣播電視行業(yè)發(fā)展中，可以使用的網(wǎng)絡(luò)模式包括單纖雙波和雙纖三波兩種，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)模式可以有效確保鏈路中的網(wǎng)關(guān)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，便于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行全面接收[5]。

3.3 意外斷電保護(hù)技術(shù)

廣播信號(hào)是廣播節(jié)目?jī)?nèi)容的重要載體，如果在信號(hào)傳輸過(guò)程中傳輸設(shè)備突然發(fā)生斷電，必然會(huì)導(dǎo)致廣播節(jié)目?jī)?nèi)容中斷，嚴(yán)重影響廣播節(jié)目播放效果。因此，廣播電視臺(tái)在使用中波發(fā)射機(jī)中，必須要設(shè)置斷電保護(hù)模塊。在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，斷電保護(hù)系統(tǒng)具有數(shù)字化和信息化功能，其可以與廣播發(fā)射模塊直接連接，以確保廣播數(shù)據(jù)傳輸正常。而一旦數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)異常，則會(huì)通過(guò)報(bào)警模組立即發(fā)出警報(bào)，為相關(guān)人員及時(shí)排查發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)提供指導(dǎo)，從而確保廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

4 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)展

4.1 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

優(yōu)化結(jié)構(gòu)可以使發(fā)射機(jī)性能更好，確保工藝選擇合適，達(dá)到一定優(yōu)化深度，是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要內(nèi)容。一方面，要合理選擇優(yōu)化工藝。在發(fā)射機(jī)運(yùn)行中，對(duì)硬件的依賴程度較高，因此硬件體積可以有效反映出發(fā)射機(jī)狀態(tài)。現(xiàn)階段技術(shù)水平的快速發(fā)展，在降低設(shè)備體積、提高信號(hào)發(fā)射速率等方面具有顯著效果，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能的優(yōu)化。因此，在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)未來(lái)發(fā)展中，還需要加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，持續(xù)優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高發(fā)射機(jī)性能。另一方面，要加深優(yōu)化深度。在以往的數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，雖然信號(hào)發(fā)射及傳輸?shù)男Ч蟠筇嵘?，但仍舊存在一定的問(wèn)題。例如，發(fā)射機(jī)要保持長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，才可以確保廣播節(jié)目的持續(xù)提供，因而設(shè)備發(fā)熱問(wèn)題較為突出，降溫手段效果不夠理想，加劇了設(shè)備老化，縮短了設(shè)備使用壽命，同時(shí)也增加了設(shè)備維護(hù)或更換的成本。因此，在未來(lái)發(fā)展中，還需要加強(qiáng)對(duì)有效的冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用研究，降低發(fā)射機(jī)運(yùn)行中設(shè)備發(fā)熱的問(wèn)題，降低過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)備性能[6]。

4.2 改善系統(tǒng)功能

改善系統(tǒng)功能要從降低外部環(huán)境影響和改善內(nèi)部系統(tǒng)功能兩個(gè)方面出發(fā)。一是降低外部環(huán)境影響。在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行中，還需要進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，降低外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。在實(shí)際研究應(yīng)用中，相關(guān)技術(shù)人員可以加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)信息技術(shù)在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中的運(yùn)用研究，進(jìn)一步提高系統(tǒng)數(shù)字化水平，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，抵御外部環(huán)境影響，提高發(fā)射機(jī)抗干擾能力。二是改善內(nèi)部系統(tǒng)功能。在目前的數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中，主要依靠系統(tǒng)自身完成抗干擾。因此，相關(guān)技術(shù)人員可以加強(qiáng)對(duì)發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)的研究，加強(qiáng)多種設(shè)備的運(yùn)用放大功率，同時(shí)改善系統(tǒng)內(nèi)部性能，進(jìn)而增強(qiáng)其抗干擾能力。

4.3 加強(qiáng)智能控制

隨著人工智能技術(shù)快速發(fā)展，其在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)中也具有重要的應(yīng)用價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)智能控制提供技術(shù)支持。一方面，要加強(qiáng)智能控制來(lái)保證運(yùn)行安全。在數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)中，各部分之間相互支持、相互作用。因此，利用智能化技術(shù)可以通過(guò)對(duì)廣播信號(hào)的自動(dòng)化、智能化采集與發(fā)送，有效提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，并在保障運(yùn)行安全的同時(shí)，降低運(yùn)行維護(hù)成本。另一方面，加強(qiáng)智能控制可以有效降低故障產(chǎn)生。在系統(tǒng)運(yùn)行中，人為操作的精準(zhǔn)度難以充分保障，并且在發(fā)射機(jī)運(yùn)行中還可能會(huì)受到各種意外因素的影響導(dǎo)致信號(hào)傳輸質(zhì)量下降。雖然目前的發(fā)射機(jī)中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，但其故障處理能力仍舊有待提升，對(duì)故障的處理較多地依賴于人工。而在未來(lái)發(fā)展中，通過(guò)運(yùn)用智能化技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行過(guò)程的智能控制，運(yùn)用智能手段處理部分故障問(wèn)題，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)在廣播行業(yè)發(fā)展中占據(jù)著不可忽視的重要地位，對(duì)行業(yè)發(fā)展具有重要轉(zhuǎn)折意義。隨著現(xiàn)代科技水平快速提升，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)也必須要加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，不斷優(yōu)化完善自身技術(shù)水平，才能夠持續(xù)為廣播行業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。