发射机天馈线系统的技术保障方法分析研究

曹维泳

摘   要：发射机天馈线系统负责传输信号能量，对信号传输安全性及质量有直接影响。文章首先对发射机天馈线系统的组成结构及工作原理进行分析，并探讨发射机天馈线系统的主要影响因素。在此基础上，提出几点发射机天馈线系统技术保障措施，以期促进发射机天馈线系统工作稳定性的提高。

关键词：发射机;天馈线系统;技术保障方法

广播电视系统中的发射机天馈线系统是信号传输终端，由于安装环境较为恶劣，在运行过程中容易受环境条件的影响，导致发射机天馈线系统出现故障。在新时期的广播电视传媒工作中，为了保证节目播出的完整性及播出质量，必须采取有效的天馈线技术保障措施，加强相关技术研究活动，对广播电视天馈线系统做出有效防护[1]。

1    发射机天馈线系统组成及工作原理

1.1  天馈线系统组成结构

天馈线系统在整个广播电视信号传输系统中占有重要地位，是信号传输的关键设备。天馈线系统具体由主馈线、分馈线、天线和变阻器等部分组成，由于其结构组成较为复杂，在出现故障问题时，发射机会产生较大驻波比，进而对广播电视节目播出质量产生影响。为确保广播电视播出质量，首先应保证天馈线系统的工作稳定性，建立较为完善的技术保障体系，提前应对可能出现的故障问题。目前广播电视天馈线系统主要采取两种传输方式，即单馈与双馈方式，天线层数一般为1～8层，按方向划分则可分为全向与定向两种形式。比如在一个4层4面的双馈发射天线系统中，系统组成结构具体包括发射机、开关板、主馈管、分馈线、天线振子等，4面按照0°，90°，180°，270°设置。在部署发射机天馈线系统保障技术措施时，首先要掌握系统组成结构调整。

1.2  天馈线系统工作原理

发射机天馈线的主要功能是将发射机功率信号转换为电磁波能量，从而在空间中进行传播。目前，广播电视的发射机天线一般采用四偶极子天线或双偶极子天线。在广播电视技术的快速发展下，作为发射机的重要组成部分，天馈线系统也得到多方面改进，天馈线系统带宽、天线增益和功率容量等，都得到较大提升，基本能够满足全频段工作要求。比如在上述的4层4面全向发射天线系统中，上下半部各包含两层天线，天线振子经过分馈线，分别与8个功率分配器连接，系统功能较为完善。主馈线系统的单馈与双馈，具体是指信号传入天线系统的方式，单馈系统直接将发射机输出信号传送至天线系统，双馈系统则利用两根单馈同时工作。双馈系统的优点是功率容量较大，工作可靠性强，因此，在广播电视发射机天馈线系统中使用较多。双馈系统具体由两根相位差小于5°的等长主馈电缆分别连接上下半幅天线阵列，如果系统发生故障，可以在天线开关板的动作下，选择无故障半幅天线阵列继续工作，从而提升广播电视播出稳定性[2]。

2    发射机天馈线系统的主要影响因素

发射机与室外的天线相连，天馈线系统以最小功率损失，将发射机发出信号传送到天线输入端，馈线自身如果产生信号干扰问题，则会对信号传输质量产生直接影响。一般在发射机馈线系统设计过程中，都要求采取屏蔽措施，降低馈线干扰信号的影响。此外，由于发射机天馈线系统安装在较为恶劣的环境下，受自然因素影响较大，特別是一些高山发射台，在大风、大雨、大雾和降雪天气下，容易出现天馈线故障问题。保证发射机天馈线完好，是确保广播电视信号传输稳定及节目完整性的重要前提，因此，必须针对周围信号干扰、环境气候变化等方面的影响，采取有效的技术保障措施，尽可能降低天馈线故障发生概率。此外，也需要注意人为管理因素的影响，在制定技术保障措施及故障处理方案后，应通过加强天馈系统运行维护管理，及时排除设备故障问题，降低人为主观因素方面的影响。总而言之，在广播电视发射机天馈线系统的设计及运行过程中，必须建立完善的技术保障体系，有效应对各种影响因素。

3    发射机天馈线系统的技术保障措施

3.1  发射天线技术保障措施

在发射机天线接收到馈线传输的信号能量后，将其转化为电磁波，然后向周围设备或定向设备进行传输。空间波仍然是天线信号传输的位移方式，由于地球是不规则的圆形球体，地面存在一定弧度，在天线传输电磁波的过程中，有一定传输距离限制。为了使地面信号接收装置能够接收到空间中的电磁波信号，一般要求在设置天线时，将其垂直于地面并向下倾设置。大型广播电视发射电台的天线下倾角通常为10°左右，小功率发射电台则采用定向传播方式，确保信号能够被有效接收。在电磁波束的下倾控制方法中，具体可采用机械法与电气法两大类。其中，机械法的原理就是对天线倾角进行控制，使信号发射方向与信号接收方向能够有效对接。电气法则是通过辐射振子对馈电方向进行改变，使电磁波下倾至控制角度。具体是使上部天线的振子馈电大于下部天线的振子馈电，在此情况下，电磁波束可以沿一定角度进行传播。此外，在调频发射台的信号发射过程中，多个频率发射机同时工作，分别传播不同节目信号，需要利用多工器满足一副天线发射不同信号的需求。具体可采用桥式多工器或星型多工器，在选择过程中，要满足信号传输频率指标，避免因频率相近引发信号共振或谐振现象，降低信号传输质量[3]。

3.2  天线开关板技术保障措施

在广播电视发射机的天馈线系统中，开关板是核心设备之一，通过在功率分配器输入及输出端安装若干个可转换接口，满足发射机发送功率信号以及馈电倒换的需求，从而确保广播电视信号传输的安全性。按照天线开关板结构进行划分，可分为直分型与3 dB耦合器型两大类。其中，3 dB耦合器型的开关板量输出端口具有较大隔离度，而直分型开关板工作频带相对更宽，在数字电视发展下，直分型开关板的应用更为广泛。在天馈线系统正常工作时，发射机功率信号可以经过开关板，分为两路等功率、等相位的信号，分别传送给上、下半幅天线阵列，然后分别发射出来的电磁波信号会在空中合成，完成正常信号发射过程。如果在系统运行过程中，下半幅天线阵列系统出现故障，开关板则通过转接器将输入端口与上半幅天线端口直接连接。发射机发出的功率信号经过转接器后，由单馈传递给上半幅天线阵列，由其完成节目正常播出，下半幅天线阵列则停止运行，进行检修。反之，如果是上半幅天线阵列出现故障，开关板则通过转接器将信号输入端口与下半幅天线端口连接，由下半幅天线阵列完成信号传输任务，以此来保证整体系统运行的稳定性。

3.3  天饋线系统防水保障措施

在天馈线系统运行过程中，受自然环境因素的影响较大，在设计、安装和运行维护过程中，都需要充分考虑自然环境的限制因素。比如在一个双馈系统中，通过考虑环境条件，采取相应的防水保障措施等，可保证系统在特高频无线电波全频段范围内的宽带性能，具体为470～798 MHz，驻波比小于1.08，功率增益大于12 dB，功率容量大于30 kW，性能指标良好，可满足实际功率信号发射需求。防水技术保障措施是天馈线系统安全运行的重要保障措施之一，以往在天馈线系统运行过程中，许多故障问题都是主馈线、分馈线进水导致的。如果馈电头内部的防水密封胶圈、外部防水密封胶出现变形、老化等问题，会导致其密封性能快速下降，在恶劣气候条件下，容易出现馈线进水问题。此时，由于天馈线系统在工作过程中本身温度较高，会增加空气压力，从密封薄弱环节向外排除空气，达到气压平衡。但是当天馈线系统停止运行后，内部空气压力就会低于外部，进而从密封薄弱环节处吸入潮湿空气。为防止这些问题的出现，必须保证天馈线系统的密封性良好，采用干燥空气充气机对主馈线、分馈线进行充气，避免潮湿空气进入[4]。

3.4  天馈线系统运维保障措施

除了采取上述技术保障措施外，在天馈线系统运行过程中，还需要提前制定运维保障计划，加强对天馈线系统运行状态的检查，及时发现故障隐患，并安排相关检修工作。在此方面，首先应保证天馈线技术检修人员的自身专业素质水平，在相关制度要求下，定期开展天馈线系统检查工作，做好平时的系统保养，及时发现并更换老化、腐蚀器件，维持天馈线系统的良好运行状态。在检查过程中，应重点加强主馈管、分馈线和变阻器材料构件的检查，观察电缆接头状态是否良好，处理电缆悬空距离过大等问题。通过做好天馈线系统运维管理，进一步提升系统运行稳定性[5]。

4    结语

发射机天馈线在运行过程中会受到多方面因素的影响，容易出现故障问题。通过针对发射机天馈线系统的组成机构和故障原理，采取有效的技术保障措施，可以提升天馈线系统运行的稳定性，降低故障发生概率，并在故障发生后及时应对，避免广播电视播出质量受到实际影响。

[参考文献]

[1]罗正明.发射机天馈线系统安全播出的保障措施与实现[J].西部广播电视，2018（10）：228-229，231.

[2]赵久晶，扈广义.浅谈数字音频广播（CDR）与VHF数字调频、电视发射机天馈线系统的维护与检修[J].数字传媒研究，2017（12）：70-72.

[3]塔依尔·艾孜孜阿吉.探究中波天馈线系统的技术维护实践[J].电子制作，2016（10）：18.

[4]尤鹏程.发射机天馈线系统的技术保障措施[J].数字技术与应用，2015（5）：224.

Abstract：The transmitter antenna feeder system is responsible for transmitting signal energy， which has a direct impact on the security and quality of signal transmission. In this paper， the composition， structure and working principle of transmitter antenna feeder system are analyzed， and the main influencing factors of transmitter antenna feeder system are discussed. On this basis， several technical guarantee measures of transmitter antenna feeder system are put forward in order to improve the working stability of transmitter antenna feeder system.

Key words：transmitter; sky feeder system; technical support method