金湖縣廣播電視發(fā)射塔新建工程技術(shù)方案

伍得兵 金湖縣廣播電視臺

1.金湖縣廣播電視發(fā)射塔現(xiàn)狀

金湖廣播電視發(fā)射臺建成于1985年，位于金湖縣城區(qū)中心，現(xiàn)建有兩層機(jī)房樓、兩層附屬用房樓各一棟。兩層機(jī)房樓一樓為配電用房，二樓設(shè)有發(fā)射機(jī)房。原發(fā)射塔總高度98米，架設(shè)有米波天線一副、調(diào)頻天線一副以及分米波天線叁副。承擔(dān)金湖廣播電視臺一套自辦調(diào)頻廣播信號，四套模擬電視信號（中央一套、江蘇衛(wèi)視、淮安臺、金湖臺），三個頻道地面無線數(shù)字電視信號的無線發(fā)射任務(wù)。

2.項目建設(shè)的必要性

（1）消除安全隱患。金湖縣廣播電視發(fā)射塔于1985年建設(shè)，處于居民小區(qū)中，目前已經(jīng)超過使用年限并存在安全隱患，必需進(jìn)行遷建。

（2）提供公共服務(wù)。建設(shè)廣播電視發(fā)射塔既是一項向全社會提供公共服務(wù)的重要民生工程，也是一個地方廣播電視事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性工程。

（3）服務(wù)城市建設(shè)。廣播電視發(fā)射塔是一個城市的地標(biāo)性建筑物。在滿足傳輸節(jié)目功能的同時，建設(shè)廣播電視發(fā)射及其配套用房也可以為城市建設(shè)、全域旅游添彩。

3.項目建設(shè)內(nèi)容

本項目的主要建設(shè)內(nèi)容包含以下六項內(nèi)容。

（1）廣播電視發(fā)射機(jī)系統(tǒng)

新建1套調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)、3套數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)、4套模擬電視發(fā)射系統(tǒng)及以上系統(tǒng)的附屬系統(tǒng)。另外，考慮到未來廣播電視的發(fā)展，預(yù)留1套數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)和1套調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)所需的設(shè)備安裝位置和電力容量。

（2）天饋線系統(tǒng)

發(fā)射塔上安裝三副UHF天饋線系統(tǒng)、一副VHF-III天饋線系統(tǒng)、一副調(diào)頻天饋線系統(tǒng)。

（3）節(jié)目傳輸系統(tǒng)

本系統(tǒng)建設(shè)將完成金湖廣播電視發(fā)射塔無線發(fā)射所需要的廣播電視節(jié)目信號源的接收任務(wù)。同時，對接收的所有廣播電視節(jié)目主、備信號源進(jìn)行監(jiān)聽、監(jiān)視、監(jiān)控和檢測。

（4）發(fā)射臺智能化系統(tǒng)

本系統(tǒng)包括綜合布線系統(tǒng)、接收信號分配系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)和出入口控制系統(tǒng)。為工作人員提供語音、網(wǎng)絡(luò)通信的支持，為正常工作提供安全保障。

（5）發(fā)射塔

新建148米廣播電視無線發(fā)射塔，結(jié)構(gòu)形式為空間格構(gòu)式筒體結(jié)構(gòu)。

（6）業(yè)務(wù)用房

4.項目場地選擇要求

（1）有效覆蓋要求

根據(jù)廣播電視發(fā)射塔的場地選擇要求，以及廣播電視發(fā)射臺搬遷不減少原有覆蓋區(qū)域和覆蓋人口的原則，對金湖新建調(diào)頻電視發(fā)射塔進(jìn)行覆蓋預(yù)測。

根據(jù)現(xiàn)有金湖廣播電視發(fā)射塔擬搬遷新場址的地理位置和發(fā)射參數(shù),利用頻率規(guī)劃軟件對上述臺址的無線覆蓋進(jìn)行了計算預(yù)測，從結(jié)果可以看出，金湖廣播電視發(fā)射塔遷址后，可以滿足對金湖縣的無線覆蓋要求。

（2）電磁輻射防護(hù)要求

在有軍事通訊、機(jī)場導(dǎo)航等設(shè)施的地區(qū)建設(shè)廣播電視發(fā)射塔須考慮電磁兼容，并需與有關(guān)單位協(xié)商，報主管部門批準(zhǔn)。

發(fā)射天線輻射電磁場在居民區(qū)的總功率密度，不應(yīng)大于國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，場地距居民區(qū)必須保持輻射防護(hù)的最小距離，需編制相應(yīng)的環(huán)評報告，并報主管部門批準(zhǔn)。

5.項目工藝技術(shù)方案

金湖廣播電視發(fā)射塔新址位于金湖縣淮金線東側(cè)、金北鎮(zhèn)董河村貼堤河北側(cè)。金湖縣北，東經(jīng)：118°59’8.78”、北緯：33°4’37.04”；海拔：約6米。

5.1 廣播電視發(fā)射工藝設(shè)計

5.1.1 概述

金湖縣廣播電視無線發(fā)射塔建成后將承擔(dān)調(diào)頻廣播，無線數(shù)字電視的發(fā)射任務(wù)，實現(xiàn)中央、江蘇、金湖三級廣播電視節(jié)目對金湖縣、郊區(qū)的有效覆蓋。該臺遷址建成之后，發(fā)射機(jī)房和控制室以及相關(guān)的檢修室位于發(fā)射塔塔座。其中，發(fā)射機(jī)共計8部，發(fā)射功率共計6.6KW。其中，調(diào)頻廣播占用1個頻率發(fā)射1套廣播節(jié)目，采用單機(jī)發(fā)射形式，發(fā)射機(jī)數(shù)量為1部；模擬電視占用4個頻道發(fā)射4套模擬電視節(jié)目，采用單機(jī)發(fā)射形式，發(fā)射機(jī)數(shù)量為4部；數(shù)字電視計劃共占用3個頻道發(fā)射3套數(shù)字電視節(jié)目包，采用單機(jī)發(fā)射形式，發(fā)射機(jī)數(shù)量3部。另外，分別預(yù)留一個數(shù)字電視發(fā)射頻道和一個調(diào)頻廣播發(fā)射頻率。表1至表3分別是新塔建成后的調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)、模擬電視發(fā)射機(jī)和數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的節(jié)目內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)配置表。

表1 調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)配置表

表2 模擬電視發(fā)射機(jī)配置表

表3 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)配置表

表4

5.1.2 系統(tǒng)描述

本項目廣播電視發(fā)射系統(tǒng)中，調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)和數(shù)字電視發(fā)射機(jī)系統(tǒng)均采用單機(jī)發(fā)射方式，每個無線廣播電視頻道（率）均預(yù)留一部備機(jī)的位置，備機(jī)功率與主機(jī)功率一致。

考慮到未來廣播電視的發(fā)展，發(fā)射機(jī)房內(nèi)預(yù)留的一個數(shù)字電視發(fā)射頻道和一個調(diào)頻廣播發(fā)射頻率，計劃采用一主一備形式，主備機(jī)功率一致。同時，發(fā)射機(jī)房內(nèi)預(yù)留出相應(yīng)的設(shè)備安裝位置以及電力容量等。

在控制室內(nèi)，部署發(fā)射機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)控制主機(jī)、交換機(jī)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等設(shè)備組成，構(gòu)成一個以IP交換為核心的計算機(jī)局域網(wǎng)，對發(fā)射機(jī)的節(jié)目源調(diào)度、運行狀態(tài)和配置數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和控制，實現(xiàn)發(fā)射機(jī)的自動化管理。發(fā)射機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng)功能如下：

（1）發(fā)射機(jī)節(jié)目源調(diào)度：對發(fā)射機(jī)輸入的主備兩路節(jié)目源進(jìn)行智能化調(diào)度。

（2）發(fā)射機(jī)監(jiān)控：對發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)和主要運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測、記錄和存儲，并可供查詢。對每部發(fā)射機(jī)的常規(guī)操作提供計算機(jī)界面上可控制功能。

（3）主備機(jī)切換：實現(xiàn)主備機(jī)之間切換和開關(guān)機(jī)操作，可設(shè)置為自動或人工方式。

（4）故障報警：當(dāng)發(fā)射機(jī)的監(jiān)測數(shù)據(jù)異?；蚩刂苿幼鳟惓r，根據(jù)設(shè)定的報警規(guī)則發(fā)出聲報警和短信報警。

5.2 天饋線系統(tǒng)工藝設(shè)計

金湖縣廣播電視發(fā)射臺目前承擔(dān)了4套模擬地面電視、1套調(diào)頻廣播和2個數(shù)字地面電視頻道的發(fā)射任務(wù)，其相關(guān)的頻率/頻道、發(fā)射功率及節(jié)目見表4。

考慮到目前任務(wù)需求以及未來廣播電視事業(yè)發(fā)展需要，本工程需新建5副天線，從桅桿頂端向下依次為：

（1）T1天線：在發(fā)射塔分米波塔段（邊寬800mm）安裝一副模擬UHF四層四面四偶極板水平極化天線，發(fā)射頻道為DS-18/DS-24（共用），天線掛高約145米，天線的功率容量為10KW，天線可根據(jù)覆蓋要求進(jìn)行賦型設(shè)計；

（2）T2天線：在發(fā)射塔分米波塔段（邊寬800mm）安裝一副模擬UHF四層四面四偶極板垂直極化天線，發(fā)射頻道為DS-29，天線掛高約135米，天線的功率容量為10KW，天線可根據(jù)覆蓋要求進(jìn)行賦型設(shè)計；

（3）T3天線：在發(fā)射塔分米波塔段（邊寬800mm）安裝一副數(shù)字UHF四層四面四偶極板垂直極化天線，發(fā)射頻道為DS-29，天線掛高約135米，天線的功率容量為10KW，天線可根據(jù)覆蓋要求進(jìn)行賦型設(shè)計；

（4）T4天線：在發(fā)射塔米波塔段（邊寬1800mm）安裝一副VHF-III四層四面四偶極板水平極化天線，發(fā)射頻道為DS-7，天線掛高約123米，天線功率容量為3KW，天線可根據(jù)覆蓋要求進(jìn)行賦型設(shè)計；

（5）T5天線：在發(fā)射塔調(diào)頻塔段（邊寬3000mm）安裝一副調(diào)頻四層四面雙偶極板水平極化天線，發(fā)射頻道為92.6MHZ，天線掛高約106米，天線功率容量為3KW，天線可根據(jù)覆蓋要求進(jìn)行賦型設(shè)計。在T5天線下方預(yù)留12米的空余塔段，為今后發(fā)展使用。根據(jù)工程實際和安全播出的要求，選擇適合發(fā)射系統(tǒng)的饋線類型，初步選用3-1/8”或1-5/8”同軸電纜，發(fā)射機(jī)房設(shè)置在發(fā)射塔塔座內(nèi)，以減少饋線損耗。饋線型式及長度見表5。

5.3 信號傳輸系統(tǒng)工藝設(shè)計

本系統(tǒng)建設(shè)將完成金湖廣播電視無線發(fā)射塔無線發(fā)射所需要的廣播電視節(jié)目信號源的接收任務(wù)。同時，對接收的所有廣播電視節(jié)目主、備信號源進(jìn)行監(jiān)聽、監(jiān)視、監(jiān)控和監(jiān)測。

5.3.1 節(jié)目信號傳輸系統(tǒng)

本系統(tǒng)包括衛(wèi)星接收子系統(tǒng)和光傳輸子系統(tǒng)，對接收的各路節(jié)目信號分別根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行處理調(diào)配。信號傳輸方式可選擇多節(jié)目數(shù)據(jù)流、單節(jié)目數(shù)據(jù)流、IP數(shù)據(jù)、基帶SDI和AES/EBU信號、射頻信號等。

（1）衛(wèi)星接收子系統(tǒng)

在塔座屋頂設(shè)置3副衛(wèi)星接收天線，將接收的信號直接送往發(fā)射臺的節(jié)目信號處理系統(tǒng)，作為中央、省節(jié)目開路發(fā)射的備份節(jié)目信號源。衛(wèi)星接收節(jié)目內(nèi)容見表6。

表5 饋線型式及長度

表6 衛(wèi)星接收節(jié)目內(nèi)容

（2）光傳輸子系統(tǒng)

a.通過江蘇省聯(lián)通光纜干線網(wǎng)，接收中央電視節(jié)目10套、江蘇及各省衛(wèi)視10套、中央及江蘇省廣播節(jié)目10套、江蘇省2路地面數(shù)字電視節(jié)目流。將接收的中央、省廣播電視節(jié)目經(jīng)過調(diào)解碼等送往發(fā)射機(jī)房的節(jié)目信號處理系統(tǒng)。

b.通過江蘇省有線電視SDH干線網(wǎng)，采用2個不同路由的光纜，從網(wǎng)絡(luò)公司機(jī)房分別傳輸中央電視節(jié)目1套、江蘇省電視節(jié)目1套、淮安市電視節(jié)目1套、金湖縣自辦電視節(jié)目1套、金湖縣自辦廣播節(jié)目1套、江蘇省地面數(shù)字電視節(jié)目流2路，作為發(fā)射系統(tǒng)的備路信號源。

5.3.2 信號監(jiān)聽、監(jiān)看、監(jiān)控及監(jiān)測系統(tǒng)

為確保節(jié)目播出的安全性、可靠性和功能性，配置節(jié)目傳輸自動化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要完成節(jié)目源接收和自動切換及信號質(zhì)量監(jiān)測。在任一路節(jié)目源故障時能自動切換下一級別備用信號投入使用，同時具有自動愈合、人工干預(yù)等功能，可根據(jù)要求手動切換及緊急切斷輸出信號。

監(jiān)聽監(jiān)看主要對節(jié)目源傳輸系統(tǒng)和分路切換處理系統(tǒng)兩部分的信號進(jìn)行監(jiān)聽監(jiān)看，信號包括衛(wèi)星接收機(jī)輸出信號，光傳輸系統(tǒng)輸出信號的監(jiān)聽監(jiān)看，信號處理切換點的監(jiān)聽監(jiān)看，發(fā)射機(jī)開路接收信號的監(jiān)聽監(jiān)看。

監(jiān)測主要分為各級設(shè)備的故障報警信息顯示及各環(huán)節(jié)信號質(zhì)量的實時檢測。

6.項目覆蓋預(yù)測

覆蓋預(yù)測中各頻道所使用的天線系統(tǒng)是按照常規(guī)配置，采用了全向天線。在具體工程實際中，根據(jù)覆蓋干擾分析（對周邊臺站同、鄰、鏡頻的影響）調(diào)整天線場形，盡量做到增加有效覆蓋、減少干擾。6.1發(fā)射參數(shù) 見表7

表7 新建發(fā)射臺頻道天線配置參數(shù)

6.2 頻率規(guī)劃軟件

本項目預(yù)測軟件為瑞典WRAP專業(yè)頻率規(guī)劃軟件，瑞譜（WRAP）軟件可提供高效的頻譜管理和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；提供多種傳播模型進(jìn)行覆蓋范圍預(yù)測（模型 主 要 包 括 DETVAG90/FOA、LTU-R-P：526、LTU-R-P：452、LTU-R-P：1546、Longloy-Rice：OKUmura-Hata等）；能夠進(jìn)行有效的干擾分析，鏈路性能計算；衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)；短波規(guī)劃；能夠?qū)χ胁◤V播、調(diào)頻廣播和地面數(shù)字/模擬電視廣播、移動多媒體廣播進(jìn)行頻譜掃描、場強(qiáng)預(yù)測、覆蓋分析、干擾分析等。

本項目預(yù)測模型采用ITU-P R21546傳播模型：該模型用于有效發(fā)射天線高度小于3000m、路徑長度在1-1000km之間的陸地路徑、海面路徑和/或陸地-海面混合路徑上的對流層無線電電路。模型的基礎(chǔ)是對經(jīng)驗導(dǎo)出場強(qiáng)曲線進(jìn)行內(nèi)插/外推，而該曲線是距離、天線高度、頻率和時間百分比的函數(shù)。計算程序還包括對該內(nèi)插/外推法所得的結(jié)果進(jìn)行校正，以便納入地形凈空和地物遮擋對終端的影響，適用于平原和丘陵地區(qū)。接收天線高度為10米。采用90m分辨率地形高程地圖，沒有城市建筑物等地物數(shù)據(jù)。

6.3 場強(qiáng)覆蓋標(biāo)準(zhǔn)

場強(qiáng)覆蓋遵循的標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）《彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T14433-93）

（2）《調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GY/T196-2003）

（3）《VHF-UHF頻段地面數(shù)字電視廣播頻率規(guī)劃準(zhǔn)則》（GY/T237-2008）。

最小中值等效場強(qiáng)值通過系統(tǒng)載噪比門限和“電壓法”進(jìn)行計算。室外固定接收時，在V波段，幾種典型載噪比數(shù)值下，地點概率為95%的最小中值等效場強(qiáng)見表10。

表8 《彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T14433-93）

表9 《調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GY/T196-2003）

6.4 覆蓋預(yù)測圖

圖1 DS-24 覆蓋范圍圖（58db）

覆蓋預(yù)測圖見圖1至圖4。

圖2 FM96.2MHz覆蓋范圍圖（54db）

圖3 DS-7覆蓋范圍（49db）

圖4 DTMB DS-29覆蓋范圍圖（44/50/56 db）

7.結(jié)束語

隨著城市建設(shè)不斷發(fā)展，早期建設(shè)的廣播電視塔安全使用周期結(jié)束，遷建廣播電視塔成為必然。合理規(guī)劃、科學(xué)設(shè)計的新廣播電視塔既是提供廣播電視服務(wù)的基礎(chǔ)性工程，也必將成為城市建設(shè)靚麗風(fēng)景的民生工程。