中波天馈系统改造的设计与探究

宋世琦

摘要：天馈系统改造是为了提升信号质量，提升了广播和电视节目的播出质量，而双馈系统是能够高效快速地实现网络间切换，不间断且高质量地将信号传送出去，为广播电视安全播出提供有力保障。该文以宁夏广播广播电视台下属中波台为例，比较了天馈系统改造设计方案，阐述天馈系统的原理与天馈系统改造工程的实施，希望能为其他中波发射台的天馈系统改造提供参考。

关键词：天馈系统改造原理设计方案研究测试效果

中图分类号：TM862      文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2021）11（c）-0000-00

Abstract： The transformation of antenna feed system is to improve the signal quality and the broadcasting quality of radio and television programs， while the doubly fed system can efficiently and quickly realize the switching between networks and transmit the signals continuously and with high quality， so as to provide a strong guarantee for the safe broadcasting of radio and television. Taking the medium wave station subordinate to Ningxia radio and television station as an example， this paper compares the transformation design scheme of antenna feed system， expounds the principle of antenna feed system and the implementation of antenna feed system transformation project， hoping to provide reference for the transformation of antenna feed system of other medium wave transmitting stations.

Key Words： Transformation of antenna feeder system; Principle; Design scheme; Study; Test; effect

寧夏广播电视台传输发射中心下属青铜峡发射台的网络升级改造项目于2020年采取公开招标的方式，最终由陕西广通电子设备有限公司进行项目实施，此项目的设计方案就是更新新型发射塔及网络的主备配置。中波广播发射系统由发射机系统、信号源及音频处理系统、供配电系统、天馈线系统和监测控制系统等构成，为适应中波广播发射“不间断”播出的总方针，实现“零秒”停播的指标任务，各中波发射台经过多年实践和不断改造，逐步实现了发射机、信号源和供配电系统的主备配置，极大地提高了安全播出保障能力，减少了停播事故。但在天馈线系统方面，大部分台站还未实现主备系统配置，天馈线系统一旦发生故障，必然导致播出事故的发生，且天馈线系统的故障率和维护率相对较高，因此实现中波天馈线系统的主备调配网络配置很有必要。

1  全固态中波发射机的天馈网络组成及运行原理

全固态中波发射机的可以满足中波发射的要求，依赖于全固态中波发射机的天馈网络，其电子网络系统配备了专属发射器输出馈线和发射天线的输入端，从而使整个中波发射系统的运行更加稳定、迅速，同时还兼配了避雷系统，更是保障了整个设备的安全运行，因此是得整个中波发射更加稳定、安全、高效，实现了对高压电频的安全控制。中波发射的稳定性会受到一定干扰信号的影响，在长期的信号干扰下会使得传送波形不断变大，从而影响整个中波段的信号传输，而全固态中波发射机的天馈调配网络可以有效阻断干扰信号，对中波传输的干扰。综上所述，全固态中波发射机的天馈调配网络系统，确保了中波发射在传送过程中不受外界干扰，从而保障信号传输的稳定性。从全固态中波发射机的功能组成上来看，其主要由匹配网络、阻塞网络及避雷系统共同构成天馈网络系统，是整个系统运行更急稳定、安全、高效[1]。

1.1 匹配网络系统

T 型抗组匹配网络的设计 T 型抗组匹配网络系统是全固态中波发射机中，最为常用的阻抗匹配网络系统，T 型阻抗网络的阻抗匹配度较高，利于确保中波发射机的波形稳定，从而保障的全固态中波发射机的低能耗性，满足了中波发射机的能耗需求[1]。

1.2 阻塞网络系统

信号在传送过程中会受到外界信号的干扰，使得接受波形发生改变，导致整个信号传输出现错误，因此在中波发射机的研究中首先要考虑到如何降低干扰信号的干扰，从而保障波形传输无误保障传输的安全稳定性。中波发射机的发射天线是用来接收信号，在其工作过程中不可避免的会接收到高频信号，这就导致接收波形会受到干扰。全固态中波发射机的低阻与开关状态，会扩大影响使得串台、杂音现象更加严重，严重时甚至会造成场效应管损坏，因此天调系统中增添阻塞网络系统，用来降低干扰提升信号接受的稳定性。目前在全固态中波发射机中较为常见的阻塞网络系统，有限波网络系统与并联谐振网络系统两种阻塞系统，主要用来阻塞高频信号的干扰，在整个系统运行中并不会干扰到原有的阻抗。总体来说全固态中波发射机的阻塞网络系统，是通过与谐振电路形成并联电路，来实时阻断高频信号对中波信号接受的干扰。

1.3 避雷系统

中波发射机的雷击现象是非常常见的，若防雷工作不完善很容易导致整个设备运行瘫痪，比如：瞬时电流过大损坏电器元件，其瞬间产生的高热量还可以烧毁中波发射机的各种电路等，都会对全固态中波发射机造成损坏或不正常运行。因此在天调网络设计时，要考虑到雷电保护措施，在采用避雷设备的同时还要在发射机内部增添雷电泄电电路等[2]。

2全固态中波发射机的天馈调配网络设计

为了确保全固态中波发射机的高效、安全、稳定运行，天馈调配网络系统的设计要具备抗阻、避雷等特点，因此可以采用以下设计确保中波发射机的稳定、高效运行。

2.1 双频共塔阻抗匹配设计

中波发射机在信号接收上，会受到很多外界因素的干扰，其中高频信号会导致接收的波形图产生变化，长期干扰会导致波形变化越来越大，最终导致波形的准确性受到干扰。那么此时可以通过分析多频率共塔的运行状态，得到天线阻抗的变化情况，从而分析阻塞网络与匹配网络的工作状态，若此时发射机处于无用功状态，那么需要安装负载改变阻塞网络与匹配网络的工作状态，进而改变中波发射机的工作高效性。因此，在匹配网络设计上，可以考虑采用建立多频共塔的阻抗匹配设计，从而阻断外界因素对中波信号的干扰，提高天调网络的工作高效性[3-4]。

青铜峡中波台由于受占地面积影响，采用76 m自立式中波发射塔，替换原有的拉线塔，配备4部主发射机和4部备发射机、均为1 kW全固态中波广播发射机 ，均是陕西巡天设备厂生产。4个频率采用双频共塔，其中900 kHz和1 260 kHz共用一座塔，1 008 kHz和1 557 kHz共用另一座塔。

如图1所示。每个双频匹配网络中分为4个部分：预调防雷、阻塞、匹配、陷波，邻频≤1.25时相互加以吸收，匹配都采用T型阻抗网络，方便调试维修

2.2主备调配网络的设计

在900 kHz和1 260 kHz发射机输出端各加装一个馈线倒换装置，实现两条软馈线的主备切换，900 kHz主用馈线连接900 kHz主用调配网络，900 kHz备用馈线连接900 kHz备用调配网络。1 260 kHz 主用馈线连接1 260 kHz主用调配网络，1 260 kHz备用馈线连接1 260 kHz备用调配网络。然后在天线的输入端加装一套切换开关，除发射机主备机切换为自动倒换外，其余均采用手动倒换装置，同轴倒换开关3、同轴倒换开关4、倒换开关 5 必须实现同步倒换，否则可能造成停播甚至损坏发射机，因此存在一定的安全隐患。目前在考虑如何实现倒换开关 3、4、5 之间的联动和同步倒换，避免人为操作不当可能造成的播出事故。同理双频共塔1 008  kHz和1 557  kHz的主备网络同上述一样[5-6]。

主备调配网络的设计原理图具体见图2。

3主备系统的联调与测试

天调各系统安装完成之后，用网络分析仪先调整好串并联电路，再通过调配部分使网络输出阻抗达到50，且工作频率f+9kHz内VSWR<1.3，再进行整体阻抗测试，对同轴开关进行功能测试，对发射机进行指标测试，进一步验证天调网络驻波、带宽是否达到要求，全部调整好后，需对设备连续进行24小时满功率、满调幅运行，验证系统的稳定性，最终使整个天馈系统达到设计要求。

4结语

该系统经过两个月的运行，工作稳定可靠，在加强安全播出保障及提高播出质量方面发挥了积极作用。在广播电视行业不断发展的今天，人们对广播好电视节目的播出质量有了更高的要求，一些广播电视台需要对多年使用的设备更换，实现技术的升级改造。我国广电总局也在加强对发射台的事业的投入，需要建设较多的发射机房，不过在天馈系统的技术改造期间难免出现问题，需要做好详细的方案规划，这样才能避免我们在实施过程中少走弯路。

参考文献

[1] 董艳.中波发射机天馈匹配网络系统设计研究[J].传媒论坛，2019，2（6）：125.

[2] 闫本芳.中波广播发射天线技术与维护的研究[J].广播与电视技术，2021，48（10）：143-145.

[3] 杨春.全固态中波发射机及相关组成系统典型故障分析[J].西部广播电视，2019（9）：231-232.

[4] 余世雄.中波广播双频共塔天调网络技术研究[J].电声技术，2019，43（8）：66-68.

[5] 闭涛，唐丽，韦于倩.广播电视发射台站双馈智能切换系统设计[J].广播与电视技术，2021，48（8）：112-115.

[6] 李学东.中波发射台主備天调网络系统设计与改造实例总结[J].数字传媒研究，2020，37（12）：36-38.