基于高山台改造方案分析

【摘要】高山台作为无线台的艰苦台，在经过不断的改造，大大提高了安全播出能力。本文以浦城县二级艰苦台改造为例，从机房改造、发射天线系统改造、发射塔改造、小信号系统改造、防雷接地系统改造、供配电系统改造进行详细阐述。

【关键词】发射天线;发射塔;防雷接地

1. 现状

1.1 地理位置与建筑面积

浦城县腾云尖高山台始建于1976年，海拔1470米，该台与县城关中心的直线距离约15.7公里，地面距离约30公里。

1.2 现有设备布置

尽管该转播台总建筑面积不到110平方米，但却安装了2部300W分米波电视发射机和1部100W米波电视发射机、2部300W调频广播发射机和2个小信号标准立柜、1套电视双工器、1套调频双工器以及值班桌、备件资料柜、仪器资料柜、20KW自动稳压柜等。

1.3 发射塔与天线布置

发射塔位于发射机房楼西南侧，安装在发射塔桅杆上的4×4蝙蝠翼天线用于发射十二频道电视节目信号（省一）;安装在边宽0.7米的直线段上部的2层4面四偶极板UHF全频段全向发射天线，用于发射17频道（中一）和23频道（中七）电视节目信号;安装在发射塔第一和第二休息平台之间的直线段（边宽1.4米）上的垂直极化的4层2面单偶极板调频发射天线，用于发射102.7MHz（中一）和107.4MHz（省一）两个频率的调频广播节目信号。

1.4 信号源

电视节目信号和调频广播节目信号均来自地面C波段卫星接收系统。

1.5 供配电、供水情况

一路容量为30KVA的10KV市电供电线路，来自距离转播台约2km的上百仗村变电站。在机房墙角明装的配电箱为整个转播台的第一级配电箱;在发射机背后的墙面上安装了5个发射机专用配电箱。

没有市政自来水，全靠距离发射机房约150米的泵房抽水作为生活和工作用水。

1.6 道路

从浦城县广播电视局大楼到该转播台，行车距离约30公里，其中8公里为羊肠小道，需爬山2.5小时左右才能到达转播台。

2. 改造原因

福建省新闻出版广电局根据国家新闻出版广电总局和财政部《关于实施中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的通知》，计划在该转播台增加发射21频道和29频道无线数字电视，实现16套电视节目的无线数字化覆盖。

3. 改造方案

我们根据广播电视发射技术要求和腾云尖高山台新增加的发射任务，结合实际情况，制定了腾云尖高山台改造方案。

3.1 机房改造方案

采用调整机房设备布置方案，最主要措施就是重新设计发射机等设备的安装位置，同时，腾出空间安装监视监听立柜、控制桌和低压配电柜。在机房地面增加暗沟道和可开启盖板沟道，以满足线缆和新增的高频接地母线沿地沟内敷设的技术方面需求。

3.2 发射天线系统改造方案

新增加的DS-29频道和DS-21频道，发射机额定输出功率1千瓦、发射天线挂高30米、采用垂直极化方式、对位于浦城县西南面的江西省横峰县天线下倾定向和对位于浦城县西南面的江西省上饶市戈阳县天线下倾定向。

（1）为落实以上规划方案，就必须将用于播出DS-12频道模拟电视的4×4蝙蝠翼发射天线拆除，腾出空间安装新增两个频道的发射天线。

根据新增两个频道的天线极化方式相同、挂高高度一样、需要下倾定向的方向也基本一样的规划要求，为减少投资，两个新增频道共用一副安装高度为4.46米、增益为12.2dBd的4×4四偶极板（U-02）发射天线。

（2）为了尽量利用现有的分米波发射天线及其主馈管，将现有的分米波发射天线往下移，确保腾出的空间能满足安装一副新增的一层四面VⅢ四偶极板发射天线的技术要求（单元基本尺寸：1300×2800×400，增益：12.2dBd，取代原来的十二频道4×4蝙蝠翼发射天线）。

（3）在机房内新增一套分米波双工器;两部新增发射机输出端与双工器输入端之间采用同轴铜质硬馈管连接;双工器输出端与发射塔上部1：16变阻器输入端之间的主馈线采用SDY-50-40-3馈管，既满足技术要求，又经济。模拟电视12频道发射天线由蝙蝠翼天线改为四偶极板发射天后，利用现有的主馈线，以减少投资。

（4）在机房馈线窗口和发射塔底部之间增加热镀锌槽式电缆桥架（XQJ-01A-C500x150），让波发射机输出馈管均沿桥架内暗敷设，以确保馈管长期在高山台恶劣环境条件下安全运行。从发射塔底部至功分器输入端的馈管和功分器输出端至各发射天线单元输入端的馈线，都必须用卡箍固定在塔体上，以免出现馈管（线）随风晃动，发生意外事故，造成停播。

3.3 发射塔改造方案

（1）由于U-02发射天线单元基本尺寸为400×1000×210和不允许在桅杆上焊接新构件的技术要求以及发射塔距地面26.8m～34.0m段为直径273mm的桅杆等实际情况，就必须对桅杆进行如下改造后才能满足安装（DS-21和DS-29）U-02發射天线的技术要求：

①通过热镀锌螺栓连接，将L=700的75×50×6热镀锌角钢水平固定在发射塔桅杆上（33.5m、31.25m、29.0m处各安装一套）;②将50×50×5热镀锌角钢制作的0.7m×4.46m安装支架（根据U-02天线安装要求设置必要的固定角钢，并预留安装孔）垂直焊接在75×50×6热镀锌角钢固定钢架上。

（2）由于VⅢ频段四偶极板发射天线单元尺寸为1300×2800×400，而在改造方案塔上天线布置图中安装该天线的直线段由边宽0.7米的直线段和直径为274毫米的桅杆组成，所以，也必须经过改造后才能满足安装要求。

当采用偏置安装一层四面VⅢ频段四偶极板发射天线时，东西两面和西北两面天线单元之间的距离宜不小于1.5米。因此，由热镀锌槽钢和角钢制作的安装支架必须满足此要求，同时，要根据发射天线的安装固定孔来具体设计支架尺寸和预留孔位置及其大小，力求达到既安全可靠，又尽量减少发射塔新增荷载的目的。

3.4 小信号系统改造方案

3.4.1 卫星接收系统

拆除原有的Ф2.5m卫星接收天线，新安装两付直径为3米的卫星地面接收天线分别接收中星6A卫星上的TS流和中星6B卫星上的广播电视模拟信号;在发射机房小信号标准立柜上安装新配置的AVS+专业卫星综合接收解码器等设备;通过对卫星信号的接收、解调、解扰、整形，还原出两路TS流送给数字电视发射机;同时解调出音视频信号送给模拟电视、调频发射机和监控、监听设备。

3.4.2 地面传输系统

在浦城县广电局网络中心机房增加四合一转编码器、AVS+复用器等设备，通过已经敷设到台的6芯光纤将地面传输网络的TS流传送到腾云尖转播台切换系统。

3.4.3 输入信号处理、切换系统

在腾云尖发射机房里增加AVS+卫星综合接收解码器、DS3适配器、码流切换器等设备，并通过码流切换器从卫星接收的TS流和地面传输网络送来的TS流中选出两路TS流输入地面两部1kw数字发射机。同时，将各路信号送给监控系统。

3.5 升级改造监控平台，确保整个系统安全运行

腾云尖转播台已有的中心监控平台是2008福建省广电局统一建设的监控平台，该平台采用简单、实用的方式实现了对3部模拟电视发射机和3部调频广播发射机参数的采集，且经八年的使用已不能再胜任当前和今后的监控任务。

结合腾云尖转播台的自身特点和安全播出的总体需求，本次监控系统升级改造的主要内容如下：

⑴在不影响原有监控系统的前提下，合理利用已有设备，建设新型转播台监管平台，统筹管理转播台。

⑵升级完善5个电视频道，3个调频频率多路信源的自动切换系统;实现主用、备用信源手动、自动切换，信源切换系统自动完成音频信号的自动判别选择，经智能切换器选择后的音视频信号送入发射机。

⑶升级完善电视视音频信号多画面实时监测系统，对5套电视节目的2路信源信号、入机信号、解调信号实现多画面的实时监测，并满足数字化网络监视监听要求。

⑷升级完善调频音频信号监测慢录系统，对3套调频节目的多路信源信号、入机信号、解调信号实现柱形图的实时监测，并满足数字化网络监视监听要求。

⑸升级完善发射机自动化预警系统，实现发射机参数故障的及时准确报警。

⑹升级完善机房环境监测系统、实现机房内温度、湿度实时监测报警及烟雾报警的功能。

⑺、建设以“电视墙和监控桌”为核心的监控中心，实现转播内网络化远程同步实时监控。高山台工作人员除了可以山上的监控平台监控管理转播台事务外，在山下办公区也可以用一台普通电脑接入专用网络（光纤内网）实现远程监管监控。

⑻针对腾云尖山高雷多的特点，整套監控系统，加强防雷避雷措施，确保设备安全稳定工作。

3.6 防雷接地系统

鉴于高山多次遭受雷击，造成停播的客观情况，为明显减少雷击概率，安全转播（发射）中央和省台等数字、模拟广播电视信号，拟对防雷接地系统进行如下改造：

⑴在机房外墙外和发射塔基座附近增加6个接地坑和配套的垂直、水平接地体，以便降低防雷接地电阻，更有效地扩散雷电电流。

⑵在机房四周外墙上增加均压网，以防止侧击雷经过外墙门窗等薄弱环节进入室内，危及人身和设备安全。

⑶在电力变压器输出、输入端和低压配电柜输入端以及信号线输入端加装防浪涌避雷器，以免瞬间高压损坏电源或信号设备。

3.7 供配电系统

根据行业标准，该台的供电属于一级负荷，该台现有供电容量30KVA，不能满足要求，必须扩容。除了要求两路电源供电外，还要求电压波动不大于±5%，频率波动不大于±1%。目前，该台只有一台上海稳利达有限公司生产的ZSBW-20KVA自动稳压器。因此，为了确保转播台用电安全，必须增加一套30kw柴油发电机机组、一个两路电源切换柜、一个低压配电柜和一台三相50KVA高精度全自动交流稳压器、一台50KVA干式变压器。

经过这几年的改造，大大提高了安全播出能力：8公里羊肠小道改造为3米宽的便道;12芯光缆以及供电容量扩容，避雷设施、监控、宽带、内部通信等设施的完善。

作者简介：张正晓，浦城县融媒体中心工作，高山台台长，研究方向为无线台发射与维护。