无线电视数字发射机技术特点分析

张伟江 巢志成

长期以来，无线电视以图像清晰、无噪声、无重影和多媒体等方面的优势，在广大用户之中受到了广泛的欢迎。因此，无论是电视节目的制作、传输还是接收，都在一定程度上发挥着革命性的变化。我国对于无线电视广播发展的不断深入，对于数字发射机的需求也呈现出显著增加的趋势。

1 无线电视数字发射机的相关概述

1.1 无线电视数字发射机的标准

从当前国际上的应用状况来看，无线电视数字发射机一般分为三种标准，分别是美国ATSC标准、欧洲DVB-T标准和日本ISDB-T标准。就第一种来看，主要采用的是单载波8VSB编码调职技术，后两种主要使用的是多载波COFDM调制技术。上述三种标准的视频信源编码都采用的是MPEG-2标准，音频信源编码方面则有所区别，美国采用AC-3，欧洲采用MPEG-2，日本采用AAC标准。

1.2 无线电视数字发射机的主要机型

现阶段，国内外主要采用的是感应输出管TOT发射机、四极单电子管发射机、全固态发射机。从这三种机型的实际工作状态来看，都处于UHF波段。其中，TOT发射机是高功率无线电视的首选机型。而在当前的市场当中，最具有竞争力的是全固态发射机，其具有中功率的特征。伴随着近几年经济和技术的高速发展，国内的一些发射机生产厂商都结合本土的特色推出了相应的数字发射机，在这一领域有了新的突破。

2 无线电视数字发射机的技术特点

2.1 数字自适应预校正技术

数字自适应预校正技术（DAP或RTAC）在欧美发达国家当中已经得到了比较广泛的应用，欧洲的THALES公司（前身THOMCAST，汤姆逊旗下子公司）称之为数字自适应预校正（Digital Auto-Adaptive pre-correction，DAP）；美国的哈里斯（HARRIS）公司称之为自动数字校正——实时适应校正（Enter Automatic Digital Correction—Real Time Adaptive Correction，RTAC）。在对于这项技术进行分析的过程当中，不难看出，其表现出来的主要特征就是不需要人为因素的过多参与。在短时间内，发射机能够从刚刚启动的状态逐渐走向最佳的运行状态。从实践成果上来看，其能够对于发射机的运行情况和设备本身的性能进行监测，最大程度上保证设备以一个良好的状态运行。除此之外，这也在能够在客观上使发射出去的信号有更高的质量，在后期的维护过程中，也并不存在太多的复杂环节。

2.2 功放中广泛应用大功率LDMOS晶体管

LDMOS（Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor），即横向扩散金属氧化物半导体。在诞生初期，这项技术的主要目的是给蜂窝电话的发展提供保障。伴随着蜂窝通信市场的进一步完善与发展，LDMOS晶体管技术也有了新的突破，逐渐走向完善，其中的一些成本也随之降低，具有较好的市场发展前景。

相比较而言，LDMOS比双极型晶体管的增益更高，从这一点上来看，前者在输出过程当中并不需要过多的辅助器件。更为重要的是，其能够在一定条件之下，承受输入信号并发射数字信号，从原因上来看，LDMOS当中具备高级的峰值功率。从曲线分布上来看，LDMOS增益曲线呈现出来比较平滑的走向，并且在其中能够促使多载波数字信号放大。在进行比较的过程当中，也能够看出双极型晶体管的互调电平会随着功率电平的变化而变化，但是LDMOS却没有这种变化特点，其存在饱和区。基于这样一种特性，在执行过程当中，LDMOS会有更高的功率和更为完备的线性。从温度上来看，为了能够在最大程度上防止热耗散所带来的影响，LDMOS当中所具备的最佳温度系数应当为负数。这种温度稳定性允许幅值变化只有0.1 dB，而在有相同的输入电平的情况下，双极型晶体管幅值变化在0.5～0.6 dB，且通常需要温度补偿电路[1]。

在实际应用的过程当中，发射机工程师应当对于LDMOS晶体管予以一定的重视，为了能够将设备成本降低到一定层面上来，应当在数量上进行控制，每个晶体化功率越大，就意味着数量会比较少。当前，新型的LDMOS FET能够在整个UHK波段当中得到覆盖。从另一个层面上来看，在不需要调整的情况之下，能够在该波段当中任意一个频率当中进行。需要注意的是，并不是所有称之为“宽带”的功率放大器工作都在UHF波段当中，有些需要两种甚至更多的放大器，覆盖到整个波段当中。主要原因在于，如果增益，那么就需要较低的成本和少量的晶体管，但是在降低带宽的状态之下，需要两种或者三种类型的功率放大器覆盖到其中。

2.3 N+1系统使拥有多台发射机的台站更经济

N+1系统，指的是需要运用1部发射机对多部发射机进行备份。就固态发射机本身而言，其是用像放大器、电源等较不稳定设备冗余积累起来的，激励器本身具有一定的模块化特征，一般采用双激励器自动倒换的形式。从以往的实践成果上来看，这种操作流程能够保证设备的顺利运行，提高设备的运行效率。更为重要的是，这种形式与电子管速调管发射机相比较而言具有一定的优势，因为前者并不需要备份。事实上，在国内外FM广播发射机系统当中，这一系统并不是刚刚盛行，已经有了多年的实践经验，近几年来，其在无线电视当中逐渐推行和完善起来，使得拥有多部发射机的台站更加具有经济性。

2.4 冷却系统采用风、液冷供选择的方式

不同客户在这一方面的需求是不尽相同的，所以发射机生产厂家进行了风冷和液冷系统的开发与应用。在购机订货的过程当中，客户可以结合自己的需要来选择合适的冷却方式，这改变了原油单一的风冷方式。从当前市场需求情况来看，液冷方式与我国的市场需求相契合，因为当前国内很多城市的空气质量不尽如人意，所以，机器在运行过程当中会堆积一些灰尘，在对于机器进行日常维护的时候，对于风冷系统的要求比较高[2]。

2.5 无线连接、GUI界面、故障自我诊断和远程遥控

在当前新设计的数字电视发射机应用过程当中，主要采用的是插、拔的方式。这样一来，能够将相关的机器连接在一起。同时，从特点上来看，这种形式能够保证整机结构更加紧凑，更为重要的是，在后期维护过程当中也会更加方便。从微处理器的应用状态来看，首先，其能够对发射机的运行情况进行监控。其次，能够为每一个相关的组件提供必要的信息。LCD的应用，在很大程度上为用户带来了便捷性，帮助用户对于设备的运行状况进行直观查看。无论是故障自我诊断系统，还是DAP技术，都能够有效帮助用户找到故障部位，将设备的维护和检修进度提升起来。除此之外，远程遥控功能也是不容小觑的，在这项功能的引导之下，用户可以在因特网之中对于相关的设备进行监控。在当前市场当中，上述的新型技术已经得到了良好的运用。一方面，这种形式的设备能够极大地减少资金和运行成本的投入；另一方面，这种设备能够帮助设计师和用户在网上看到发射机的运行状态，从而更好地进行发射机的检修和设置。在未来发展过程当中，数字电视发射机的引入已经成为趋势，同时，在此基础之上还会形成新的技术。

此外，在发射机监控系统当中，主要的功能板块体现在单元数据模块的显示、激励器测控数据模块、通讯接口转换模块等方面。发射机的测控系统，能够采用集中测控的方式，对于多台发射机进行测控。更为重要的是，其能够实现远程客户机，针对整个发射台所有发射机进行遥控，实现异地远程监控。

3 无线电视数字发射机的发展趋势

3.1 产品化趋势

21世纪初期，无线电视数字化趋势愈来愈明显了。从国内发展形式上来看，诸多发射机机场也是从21世纪开始，向无线电视数字发射机方向靠拢，但是，由于这项技术起源于国外，对外保密，所以我国在很长一段时间得不到核心技术。在发射机当中，有两个非常重要的部分，一个是数字激励器，还有一个是单频网适配器，我国在初期发展的过程当中，只能从国外进口这两种部件，这就使得我国的无线电视产业发展受到了影响。经过几年的自主研发，如今，我国已经能够有生产自主品牌的能力，国产的发射机在市场当中占据一席之地。在2006年，同方吉兆和鞍山吉兆联合完成的国标无线电视数字激励器的顺利开发，是一件标志性事件，在短时间内得到了国内用户的认可，同时也得到了非常可观的社会效益与经济效益[3]。

3.2 关键技术的突破

首先，无线电视数字发射机和模拟电视发射机都是全固态、单通道发射机，上述两者之间也存在着一定的共同点，主要表现在有大功率合成、供电单元、冷却系统和控制单元等多方面技术都可以借鉴使用。其次，从激励器这一方面来看，在无线电视当中，所采用的信道编码技术已经在国标颁布之后得到了进一步的完善与发展。值得一提的是，中国的一些厂商已经突破了其中存在的相关技术问题，但是，在单频网技术、低相噪本振技术等方面，依旧有待取得进一步的完善与突破[4]。

3.3 全球化

在上文的研究当中不难看出来，虽然我国在近几年发展过程当中，无线电视数字发射机技术有了明显的进步，但是，和国外发达国家相比，其中依旧存在着一些环节有待完善。因此，在未来发展过程当中，应当遵循全球化原则，汲取国外在数模一体数字激励器、水冷发射机等方面所取得的成果[5]。

4 结语

在未来发展过程当中，无线电视发射机技术的完善和优化是必然趋势，这也是一项复杂的系统性工程，应当受到广泛的重视。对于我国相关行业企业而言，应当结合当前国内资源和技术情况，对于发达国家的成果进行合理借鉴，从而加强前期技术支持和售后服务。

[1]付生华.地面无线数字电视系统传输覆盖策略分析[J].西部广播电视,2017(18):213-214.

[2]孟亮.数字电视无线发射系统的技术分析[J].中国有线电视,2016(11):1262-1266.

[3]党伟荣.数字时代广播电视无线发射技术相关问题的探讨[J].新媒体研究,2016(10):30-31.

[4]闫城榛.话地面数字电视促产业未来发展——CCBN2013数字电视中国峰会及政策宣贯会[J].中国传媒科技,2013(5):34-38.

[5]李天渠.地面数字电视单频网建设原理与应用[J].科技创新导报,2016(17):70-71.