中波发射台主备双天调网络系统设计与改造实践

云南省广播电视局沧源中波台 赵玉梅

作为中波发射台关键环节的天馈系统，一直以来故障频发，技术维护难度大，为了满足节目播出的安全稳定，技术实现主/备双天调网络的自由配置是非常重要的。本文针对双天调网络系统设计与改造实践的项目进行技术探索和测试总结，通过科学地设计网络参数和遥控切换模式，进而满足稳定可靠的系统运行，具有一定的借鉴价值。

中波发射台系统的核心部件组成主要包括：中波广播发射机、主/备电源供电、发射天线的天馈系统以及自动监控相关设备等。对于中波广播而言，为了能够真正实现电视节目播出的实时性、稳定性，满足用户端对于节目收听的“零容错”目标，通过近年来新型UPS电源技术、网络技术以及信号处理技术的发展和应用，已经基本实现了电源系统-信号终端-发射台之间的主/备交叉配属的方案机制，能够在满足实时性要求的同时，确保系统运行的可靠性，有效避免了节目播出事故的发生。

现阶段，作为信号发射终端“最后一公里”关键环节的天馈系统的调配网络设计一直是单源单信道，备用网络的建设基本处于停滞状态。考虑到现实中的天馈系统一般距离发射台机房较远，一旦出现问题很难在第一时间处理，且网络监测智能化处置响应功能也没有完全实现，会给系统的稳定运行带来极大隐患。因此，如何通过系统设计和实施方案改造，对现行的天调网络进行功能升级和安全性提升，是值得研究和重点关注的问题。从经济最优角度出发，结合集成改造思维，实现中波发射台主/备天调网络配置是科学有效的方法，能够降低因外在环境因素和内在机制问题造成的故障检测、智能排障等问题，极大提升了发射台整体的运行安全性和稳定性。基于此，本文从双天调网络系统基本组成框架出发，研究主/备双天调网络系统设计与项目改造实践，重点突出组织实施的科学性和有效性。

1 双天调网络系统的基本组成

从技术实现和工程实践角度看，目前中波发射台设计双天调网络系统的工程建设主要涉及到的是主/备用网络使用调配室的设计和相关线路配套的软馈线，如图1所示。该方案设计的建设项目简单易实施，可维护性强，即使在系统运行过程中出现点位故障或系统瘫痪等情况时，也可以迅速实现网络切换和功能备用，从而有效降低节目播出的事故率。

图1 双天调网络系统工程结构示意图

2 主/备双天调网络系统设计与项目实践改造

在系统设计与项目改造建设过程中，应严格遵循相关的设计规范和施工标准，主要包括：

《中、短波广播发射台设计规范》《中短波天线馈线系统安装工程施工及验收规范》等。从相关文件中可以看出，计划采取主/备双天调网络系统的设计模式，在项目改造中应充分考虑双网络适配问题、自扰/互扰抑制问题以及智能切换/倒换设计等。

2.1 中波发射台双天调网络的设计思维

在双天调网络设计过程中，网络参数设置需要严格与射频光缆的阻尼系数适配；系统兼容性与宽通性要满足规范；要考虑发射频率与其他电台发射频率之间的互扰以及系统内部自扰影响，应积极通过电子线路设计过程来优化；双天调网络系统及相关天馈组件应当利用稳定的智能切换设施，保证安全可靠性。

（1）选择适配网络

（2）抑制自扰互扰

对全固态发射机而言，采取陷波器、串联回路中的并联谐振、带通滤波器等方法抑制从天线方向接收到的射频干扰电压，避免其对本频工作信号的串扰，使发射机能正常工作。

2.2 天调网络线路设计

以675KHZ与1305KHZ双频共塔为基本设计模式，其由主/备2台10KW发射机组成。

（1）设计网络

选择好适配网络后，需要设计具体参数。对于网络而言，其核心作用是将馈线的特性阻抗W和天线输入阻抗Z进行匹配。假设发射频率f的中波发射机W=50Ω，在设计天调网络阻抗值时，需要考虑的是基于网络分析计算得到：Z=R+JX=30+j26，且满足W >R条件的适配网络的回路形式是可取的。

（2）设计抑制电路

对于双频共塔的基本模式，当发射端采取单频f远小于双频发射天线固有频率，自扰的影响可以忽略。此时，重点考虑如何通过设计电路回路参数来高效抑制互扰现象的发生，这里考虑采取陷波电路的方法，通过先并后串的设计回路将双频发射天线固有频率的互扰吸收，即：f1f2。

2.3 设计主/备双天调网络切换方式

在项目实际改造中，双天调网络模式共用一套发射馈线系统，可以节约建设成本，此时需要通过智能切换装置来实现主/备网络的完美共存和工作转换。在施工过程中，机房与天调网络距离较远，采取人工切换模式的话，既不能实现“零响应”的技术要求，也不能完成高适应度的网络适配；通过在机房设计安装控制继电器吸合的方式来实现远程遥控，能够解决这一问题。在675KHZ与1305KHZ两部发射机输出端设计安装天馈倒换设备，目的是完成主/备软馈线之间工作模式转换，分别对应接入主/备天调网络，并与主备用馈线连接。根据天线特性，在输入端安装遥控切换设备，如图2所示，可以看出，此时天线、馈线之间能够实现主/备切换，即实现远程自由切换的工作模式。

图2 主/备双天调网络系统功能切换流程图

3 系统测试分析

当整个主/备双天调网络设计改造完成后，系统运行过程中不断监测中波发射机的各项特异性指标（电流、发射机的输出功率以及驻波比等），通过测量、比对和分析，系统工作正常，且状态运行稳定。开机1h后，可以关掉主供电源系统，观察备用电源是否能够正常工作，且系统参数有无明显变化，观察网络阻抗、电感电容以及各连接点位温度是否正常，有无出现过热过载情况，即对应的网络适配选型和抑制电流设计是成功的、稳定的，调试模式可靠可用，否则需要逐步测量相应部分回路的故障原因，重置参数后继续测试直至恢复正常工作模式。双天调网络设计和项目改造是一项系统工程，需要不断重复验证和系统监测，并不断切换相应主/备网络工作模式，并保证中波发射机能够长期处于稳定状态，且技术指标满足规范标准。

结束语：中波发射机的双天调网络设计应用是非常重要的，能否设计出参数科学、指标优良的网络设计电路对于整个发射系统的高效稳定运行和网络适配的完美实施起到了重要作用，其可间接帮助发射机实现远距传输和宽面覆盖的实践效果。随着“智慧台站”建设的应用发展，线路升级和系统改造也在不断推进中，未来中波发射台的智能化、无人化水平会越来越高。网络智能化、线路自动化、机房无人化等都可以通过智能监控系统，设计多个模块进行功能化的完善，因此，铁塔建设、双天调网络设计能够及时、有效地贴合智能化发展的方向，在减轻技术人员工作量的同时，不断完善节目播出质量和系统工作效果。基于此，本文提出设计的主/备双天调网络系统设计、实践改造和功能测试，能够很好地满足现实需求和未来发展，实现了科学、高效、智能、稳定的要求。