发射机天线矩阵（共9篇）
发射机天线矩阵 篇1
摘要：简述了大功率短波天线同轴开关矩阵式天线交换控制系统在大功率短波发射机中的基本应用。
关键词：大功率短波发射机,天线场地交换开关,平衡/不平衡转换器,同轴开关矩阵控制系统
1 概述
随着科学技术的发展与成熟, 各地广播电台在大功率短波发射机中陆续改造使用了同轴开关矩阵式天线交换控制系统, 它对传统设计进行革新, 创造性的全部采用不平衡的同轴开关组成交换矩阵, 实现了天线的全交换功能。本文主要介绍我单位维护的一副同轴开关矩阵控制系统, 它是与6部短波发射机、1部假负载、10副天线相连接的, 由75Ω 同轴开关组成6×11室内开关矩阵。每部发射机射频输出经过同轴开关矩阵, 到10副平衡 / 不平衡转换器之后, 输出经室外场地1×3偏向开关联接到天线。
同轴开关矩阵用于切换6部发射机射频信号输出到指定的10副平衡转换器上。天线场地交换开关现装有1X3偏向开关, 偏向开关用于切换天线发射的覆盖方向。
2 同轴开关矩阵式天线交换控制系统在大功率短波发射机中的应用
同轴开关矩阵式交换控制系统包括同轴开关交换矩阵和天线交换控制系统。天线交换控制系统承担着从发射机输出端到天馈线输入端的连接和交换作用, 是整个发射传输系统中重要的一环。目前我单位使用的同轴开关矩阵式天线交换控制系统主要由同轴开关矩阵控制及平衡 / 不平衡转换器控制两部分组成, 平衡 / 不平衡转换器控制主要由各继电器接点组成逻辑矩阵。同轴开关交换矩阵由多个同轴开关组成 (见图1) , 它的主要功能是用于切换发射机射频输出信号到设定的天线或假负载, 从而保证将节目信号有效地传输发射到目的地。同轴开关能够实现两部发射机分别连接到假负载和天线的操作, 两条射频通路互不影响。同时, 同轴开关设备体积小, 可以组成立体的墙式开关矩阵, 并且安装方便、维修简易, 遇到紧急故障可在短时间内更换。
天线交换控制系统实现了对室外场地交换开关, 平衡转换器的自动控制。交换开关的控制包括手动操作、电动控制和自动控制三种模式。在紧急情况 (例如自动控制故障) 下可进行人为干预, 达到切换的目的, 保证设备正常运行。
控制系统的上位机采用高可靠的工业控制计算机为系统功能实现的硬件基础。上位机所装载的人机对话控制软件功能丰富, 操作界面简单直观, 有利于操作人员很快的熟练掌握相关的操作。下位机采用高可靠、稳定、抗干扰性强的可编程逻辑控制器PLC作为核心, 采集开关状态, 发射机高压状态及假负载连锁状态, 并接受面板操作信号或工控机指令对射频开关进行操作, 以实现发射机输出信号到指定的天线或假负载。上、下位机之间则通过串行通讯口数据协议进行通讯。
控制系统硬件部分包括天线控制机柜和一台工控机, 软件部分包括了安装于下位机PLC中的控制软件和安装于工控机的人机交互软件。
上位机 (工控机) 上开发了很好的人机界面, 与下位机 (PLC) 进行串口通讯, 实现天线交换的自动控制。在自动控制界面上显示了发射机上天线情况及报警信息, 另外还具有用户管理, 运行时刻表管理, 操作日志, 故障日志, 临时播音, 时间校正等功能, 自动控制界面图如图2。
同轴开关矩阵控制系统由继电器接点组成等同于射频开关矩阵的逻辑矩阵, 并由射频开关的到位信号进行控制。平转控制矩阵实现不同发射机马达板到10部平衡 / 不平衡转换器之间信号通路的切换,
3 同轴开关矩阵式的天线交换开关控制柜
同轴开关矩阵式天线交换开关控制柜主要由PLC、同轴开关控制电路、平转矩阵、场地程式开关电源控制回路、场地偏向开关电源控制及行程开关接点控制回路、面板显示和手动控制组成。开关柜图3所示。
天线交换开关控制柜面板显示了各个射频开关的位置状态和发射机的高压状态, 同轴开关面板显示图4中所示同轴开关的A位置表示同轴开关处于垂直位置, B位置表示同轴开关处于水平位置。
其中同轴开关控制由11块电路板组成, 每个控制板控制6个同轴开关, 电路板的基本原理如图5。
开关控制柜面板上具有自动或手动单个开关的控制旋钮, 当某路开关工作于手动模式时波段开关打在手动位置, 当某一路开关工作于自动模式下时, 所在的波段开关打在自动位置。
偏向开关用于改变天线方向, 如图6所示, 当开关处于2位置时, 天线方向为主向, 当开关处于1位置或3位置时, 天线方向会减小或增大角度。
4 平衡 / 不平衡转换器控制信号
平衡 / 不平衡转换器控制交换矩阵用于切换指定的发射机平转控制信号 (如:行程开关控制接点、电机电源信号等) 到指定的平衡转换器。平转控制交换矩阵由开关控制柜的10块电路板组成, 平转交换矩阵与同轴开关矩阵相同, 由继电器接点组成矩阵, 继电器控制信号来自同轴开关到位信号。
平转矩阵采用继电器接点组合成与射频开关相同的平转信号矩阵, 射频开关到位的同时控制继电器接点到位, 以保证射频信号与平转信号同步, 因此, 只要射频信号有通路, 平转信号就会有相同的通路。平转控制信号矩阵框图如图7。
5 未来发展方向
同轴开关矩阵式天线交换控制系统, 经过机房几年来系统的运行情况, 各项技术指标和性能参数均能符合技术要求。能够达到响应快速、切换准确、节省空间、便于维护等功能, 尤其适合应用在快速应急播出发射台站。而且有效的降低了维护人员工作的工作量, 降低了人为误操作带来的影响播出效果的行为。说明同轴开关矩阵式天线交换控制系统是一套性能稳定、操作灵活、维护方便、自动化程度高、简洁实用的天线交换控制系统, 具有很强的实用性和推广性。作为无线电通信重要手段的大功率短波发射机来说, 同轴开关矩阵及控制系统的进一步应用是其发展的方向。
参考文献
[1]刘洪才, 李天德编著.广播发射与传输理论基础[M].北京:中国广播电视出版社, 2002.
[2]GY/T 179-2001广播电视发射台运行维护规程.
[3]GY/T 225-2007中、短波调幅广播发射机技术要求和测量方法.
[4]GY/T 178-2001中、短波天馈线运行维护规程.
发射机天线矩阵 篇2
摘 要：广播电视无线发射系统中广播电视发射天线占据着非常重要的位置，广播电视发射天线作为调频广播和电视天线发射系统的重要组成部分，其功能性不言而喻，性能的发挥直接影响到广播电视系统的播出效果，并且在不同的环境下其所发挥的作用呈现不同的特点。
随着科学技术的进步，发射天线在技术上也不断地更新，有效地促进了广播电视技术的提升，但是在实际运行的过程中，还是会受到不同因素的干扰而影响到广播电视的播出效果，所以需要对其运行原理进行剖析，确保广播电视系统的稳定运行。
文中从广播发射天线及其原理入手，对广播电视发射天线技术的特性进行了分析，并进一步对广播电视发射天线技术的运用和维护进行了具体阐述。
探析中波发射机天线网络技术 篇3
1 中波发射机天线网络技术
1.1 智能天线技术
自20世纪60年代开始发展的智能天线技术最初多应用与军事、雷达、声纳方面,主要用于空间滤波和定位。能够有效减少干扰对其产生的影响,从而提高信号的传输质量,是智能天线技术的主要特点。
在智能天线中,分为天线阵列、接受通道、信息处理三个部分。其中,信息处理部分是最核心的部分,主要负责波束形成工作。智能天线根据规范将多个天线阵列的输出加权合并,并通过多个天线组成天线阵列,从而形成特定的天线空间方向图。要保证天线阵主波束的方向和用户方向一致,通过移动用户信号,降低干扰信号的影响。与多天线分集技术相比,智能天线技术有较大区别,分集技术中的天线距离一般有多个波长,距离较远;智能天线各个天线接受到的信号是相互关联的,天线阵元间隔一般小于等于半波长。
切换波束天线阵列和自适应天线阵列是智能天线根据其智能化水平以及结构的复杂程度划定的两种模式。切换波束天线是利用提前设置好的并列波束,为保证信号的有效性,实行对用户区域的全覆盖,根据用户的位置选择不同波束;为提高天线阵列的信号干扰噪声比,可以调整自适应天线阵列波束的幅度、指向和零点位置,并通过对各个阵元的调节改变阵列方向图,保证主波束指向期望信号,零点指向干扰。
1.2 中波发射机无线网络技术
发射机是无线通信系统的核心结构,当系统在工作时,发射机由于其特质会对其他的设备造成一定的影响;这个影响是相互的,其他设备也会影响到发射机的工作状态。随着设备微型化的趋势以及数字电路技术的发展,扩展电路的结构更加复杂,集成化的要求越来越高,干扰的来源也较多,如电子开关、电源模块、压控振荡器等。由于这些元素的存在,导致电磁机在工作时会受到多方面的干扰,中波发射机对电磁兼容性有较高要求,良好的电磁兼容性可以有效保证发射机的质量。
2 发射机干扰来源和原理分析
本文中所列举的中波发射机分为两个类型:25kW和10kW。其中,前者一共有4部,后者有3部。4部25kW中波广播发射机频率分别为729kHz、846kHz、972kHz、1143kHz,3部10kW中波广播发射机的频率分别为603kHz、657kHz、1024kHz。一共有4座发射塔,、每座发射塔之间的距离为100～200m。由于中波广播发射机的数量比较多,而发射塔的数量有限,只能采用两机分馈共塔的工作模式。鉴于发射机的频率问题,还要保证25kW和10kW的发射机能够共塔运行。在实际运行中,频率的层次较多,加之每两座发射塔之间的距离有限,存在严重的干扰窜扰现象,需要进行针对性地分析。
首先,要通过干扰源对发射机的内部和外部电磁环境进行分析,即内部干扰和外部干扰。发射机不仅会受到单个干扰,还可能会受到多个干扰源的共同干扰。发射机运作所处的频带不同,而且是在系统柜中运作的。发射机和接收机信道设备为独立的振动信号奠定了基础,借由射频电缆,为RF信号的传输提供了条件;再通过电源机箱(AC/DC转换器所用的),为电源单元中的所有通道提供共享电源,且其终端分机也具有一定的相似性。使用不同的电源模块对终端分机和信道分机进行控制,通过机箱母板端将所有的电源分给每个扩展机箱内主板的电源。终端控制中能够调整信息调至信号和信道切换地质,且是机箱终端控制;还可以对其他扩展段的信号进行处理,并将处理后的信号传输到其他分机中,对于这些频率较低的控制信号,一般是通过机箱中的主板拓展接口进行传输。
发射机的内部环境结构相对比较繁琐,其中包括电气开关、继电器等,每个组件都会受到多个干扰源的干扰,同时会对其他元件产生干扰。
3 发射机干扰问题的解决措施
3.1 设计匹配网络和阻塞网络
为了保证多频多塔的中波发射台所发射出的广播信号具备一定的质量,必须尽量减少干扰影响。因此,要科学设计调配网络,增加匹配网络。这是因为在发射塔有限,而频率较多的情况下,频率与频率之间的距离较远,在塔底的输入电阻有较大差异。有从分离的天线底部分开,网络方式很有可能由于不同频率产生信号堵塞,这样一来不仅增加了成本和能耗,也难以保证其工作的稳定性。加上塔的不同信号之间由于电压不同,导致泄漏的电压差较大,很容易出现窜扰情况。通过良好的网络设计,结合天线和馈线,以阻抗为搭配原则,保证高频的能量可以进行有效传输。在设计网络时,如果存在漏洞,不仅会影响传输效果,还会提高反射波,对发射机的正常运作造成不良影响。在这种工作模式下,将阻塞网络和匹配网络相结合,保证在信号传输时不会受到过大阻抗,且可以减少干扰信号的强度。
3.2 设计陷波网络
在该工作模式下,为避免不同频率之间的发射机会互相干扰和吸收多余的频率,可以考虑在调配网络中设计陷波网络。一个共同的串联谐振滤波器、并联谐振滤波器和带通滤波器是陷波网络的主要组成部分。电感和电容并联形成串联谐振滤波器,谐振于工作频率。可以通过多组并联谐振阻塞网络和串并联谐振吸收网络,通过设计阻塞网络和吸收网络,提高主频率独立性,避免受到其他频率干扰。通过设计带通滤波器的通带和阻带,能传输正常工作频率,防止其受到过度频率干扰。在多频共塔的工作模式下,一般干扰频率不会太多;但是,会存在较大的强度,通过使用串联谐振滤波或并联谐振滤波能够有效降低干扰信号的强度。
3.3 减少干扰的方法
虽然可以用滤波器网络形式,以及匹配网络和阻塞网络降低干扰,但是在实际运行中,有效降低干扰的关键在于天线网络接地点和馈线接地点。需要经常检查维修接地点,保证接地点的有效性,降低干扰强度。在检查维修上,分为三种方法:第一,对加强发射器的日常维护和清洁,为其正常运行奠定基础;第二,加强网络、接线排等设备的紧固情况,在日常维护中,要保证网络连接线的稳定性,不能随意更改,避免参数发生变化;第三,供电线路要使用具备屏蔽层的电力电缆,因而要科学地选择各个板块之间的接地点,选择良好的音频传输线,且在进行接地时还要考虑当时的天气情况。
4 结语
近年来,随着我国科学技术的不断进步和社会经济的日益发展,中波发射机的主要工作模式为多频共塔工作模式。但是,仍然存在着种种问题,尤其是如何降低和消除多频干扰,是多频共塔工作正常运行的重要保证。根据天线网络技术原理,设计匹配网络和阻塞网络,可以有效降低和消除干扰的影响;另外,还可以通过对系统的维护和修理降低干扰的强度,提高工作的效率和稳定性。
参考文献
[1]杨建峡.中波发射机天线网络技术探讨[J].西部广播电视,2013(13).
[2]王新文.全固态中波发射机对天线网络的特性和匹配[J].西部广播电视,2014(9).
广播电视发射天线技术与应用 篇4
极化作为一种形态，是在时间不断变化情况下电场矢量端点随之变化的运行轨迹，即天线辐射时所形成的电场强度。
根据电场强度与地面之间呈现角度不同，可以极化小分为垂直极化波和水平极化波。
在传播过程中，水平极化波需要贴近地面进行传播，这就避免会受到大地表面极化电流的影响，从而会导致电场信号在传输过程中迅速衰减，而垂直极化波传播过程中不易产生极化电流，不存在能量大幅度衰减的问题，所以信号传播的质量能够得到有效的保障。
这也时当前垂直极化的传播方式应用较为普遍的重要因素。
随着新技术的不断出现，双极化天线也得以产生，这种天线将+45°和-45°两副极化方向相互正交，而且在收发双模下进行工作，这不仅有效地节省了天线的数量，而且分集接收的效果得到了大幅度的提升。
1.2 天线的增益
天线增益是对天线把输入功率集中辐射程度的定量描述。
是对天线朝一个特定方向进行收发信号的能力进行衡量的重要依据。
通常情况下，可以通过对垂直面向辐射的波瓣宽度进行减小来提高天线的增益，从而使发射天线能够在平行的层面保持全向的辐射。
相同条件下天线增益越高，则表明电磁波的距离也就越远。
在空间变化的情况下，以天线为中心的方向性图在恒定距离下会形成一个空间立体的模型。
天线辐射通常会都通过场强、功率密度、相位和极化来对其特性进行描述。
而在这其中，最常用的方向图则是场强和功率方向图。
在对天线方向性进行描述时通常会以E面和H面来作为描述对象。
E面是增益天线极化和传播方向平行的平面，H面则是与天线极化和传播方向垂直的平面，通常会通过极化波场强和射线角度的关系图形来对其进行确定，两个方向图一个呈现为水平方向，另一个则为垂直方向。
1.3 天线的输入阻抗
天线馈电端所输入的电压与输入的电流之间的比值称为天线输入阻抗。
当天线输入阻抗为纯电阻，而且与馈线的特性阻抗相等时，则表明天线与馈线之间链接处于最佳的状态。
在这种状态下，不仅馈线终端没有功率放射及驻波产生，而且天线输入阻抗和频率变化也相对较为平缓。
在天线匹配工作中，其中非常重要的一项职能即是要对天线输入阻抗的电抗分量进行消除，通常会利用四个参数来对匹配的优势进行反映和衡量，这四个参数分别为放射系数、行波系数、驻波及回波，每一个参数的数值关系都较为固定，在具体运用时，可以依据个人的使用习惯来选择参数。
目前使用最为频繁的为驻波参数，驻波参数在匹配时能够将其特殊的功能性更好地发挥出来。
1.4 天线的主瓣
天线主瓣包括的内容较多，如波瓣宽度、主瓣、副瓣、副瓣电平和前后比。
浅谈发射机天线系统的安装与维护 篇5
天线是发射系统的重要组成部分, 天线的选择或者天线的参数设置不当, 都会直接影响整个广播电视无线信号覆盖质量的好坏, 直接影响到发射机的播出效果。由于天线系统都安装在室外的铁塔或桅杆上, 工作环境恶劣, 容易发生故障, 且维修困难。因此, 对于不同的地理环境, 不同类型, 不同规格天线的安装与维护尤为重要。天馈线的测试包括:天线、硬馈线、软馈线
安装:目前的天馈线大部分为全向型与定向型天线, 全向型天线为圆柱形, 一般为垂直安装, 接收天线向上, 而发射天线向下。定向天线有两个数据:方位角与下倾角。做发射天线时, 排水口向上, 应封住。在下面馈线口边有一个排水孔, 安装时应将此孔保留, 不能封住, 否则长期使用会引起积水。一般情况下, 测试仪表在正常设置下测出驻波比小于1.08为合格。
馈线与接地:硬馈线弯角不应大于90度, 软馈线可以盘起, 但半径应不大于20厘米。接地:室内与室外的接地是分开的, 室内采用市电引入的地线, 室外采用铁塔地网, 接地点应在尽量接近地网处, 而且应在下铁塔转弯之前1米处, 或者是在下天台转弯之前1米处, 一个接地点不应超过两条馈线的接地, 接硬馈线的接地点采用生胶 (703胶) 密封, 而接地网的接地点应采用银油涂上。几点基本要求:a.室外地线与室内地线不可连接后再下地, 这样会把雷电引入机房内, 有可能会烧坏设备。b.每条馈线的两头都要有明显的标志。以防安装天线时出错。另外有利于以后的维护工作。c.室外的馈线口一定要加生胶。既内层为电工胶带 (左旋) 、中间一层为生胶 (右旋) 、外层为电工胶带 (左旋) 。d.拖拉馈线时不能交叉, 否则会扭伤硬馈线。焊接处不饱满, 焊药处理不干净, 漏刷防锈漆。应及时予以补焊, 将药皮敲掉, 刷上防锈漆。针体弯曲, 安装的垂直度超出允许偏差。应将针体重新调直, 符合要求后再安装。独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口保护距离不符合规定。其距离应大于3m, 当小于3m时, 应采取均压措施或铺设卵石或沥青地。注意:避雷针如果没接地将是个迎雷针, 所以必须谨慎。补充:避雷针的作用没有一般人想像的那么好, 建筑物是否遭雷击有很多因素, 有无避雷针只是其中一种。很多古代的建筑物建筑在山顶上, 没有遭受雷击, 反而是附近的山谷中容易雷击, 这就是因为土壤电阻率不同。山上砂石多, 土壤电阻率大;山谷中多有河流, 土壤中水分大, 土壤电阻率小。某个节目的劣播甚至停播, 后果非常严重。因此天线系统的维护和检修显得+分重要。天馈线系统的定期检查和维护天馈线系统正常使用时, 应对以下各项进行定期检查维护:a.检查天馈线系统各组成件及安装件是否牢固, 其相互连接是否牢固, 每年进行一次。b.检查愤电系统中各连接法兰盘的螺栓是否连接紧固, 每年进行一次。c.天馈线系统的漏气和各接口处密封的检查, 每次检查完毕, 均应进行新的密封和缠绕, 每半年进行一次。d.对天线单元板、分馈电缆、功率分配器等主要组成件, 均应对其变形情况进行检查, 每年一次。e.主馈电缆的开路直流电阻, 每年检测一次。f.包括主馈电缆在内的天线系统的驻波比的检查, 每年一次。
2天馈线系统的故障分析与判定
2.1将发射机输出的额定功率Po接人假负载 (1.SPo) , 发射机工作正常。然后将发射机输出的额定功率接人天馈线时, 如果发射机参数异常或不能正常开机, 这说明天馈线系统有故障, 需要关机检修。
2.2如发射机智能化监控单元液晶显示屏显示屏正常, 而Pr逐渐增大, 也表明夭馈线可能存在问题, 以后可能会出现故障。
2.3用驻波比测试仪、网络分析仪、扫频仪检测天线驻波比、天线带宽、电缆插损、功分器输人输出匹配等, 可以比较方便快捷的判定天线系统的故障。
2.4用三用表电阻挡检测天线内导体与外导体之间的直流电阻应小于3n, 否则, 可认为天线存在连接不好的可能。
2.5断开功分器输出的连接电缆, 用兆欧表检测主馈电缆内外导体间的绝缘电阻, 应大于10Mn。如果绝缘电阻很小, 表明主饭电缆内外导体间存在短路、进水的可能性极大。
3故障检修与处理
3.1驻波比变差
3.1.1天馈线各组成件的接头处存在接触不良, 插芯松动或接头处渗水。检查接头处螺栓是否拧紧, 有无损坏, 密封胶是否老化干裂失效, 接头与接头间有无缝隙。若存在这些问题, 应更换螺栓, 重新采取防漏、防浸水处理措施。
3.1.2主馈电缆中有潮湿气体或裂缝, 造成驻波比随天气变化时好时坏。解决办法是给天线配置充气机, 对裂痕处做防浸处理。
3.1.3分馈电缆中有一根或一根以上的芯线开路或连接不好, 用5眼负载电阻依次替代分馈电缆, 驻波比变好的那根电缆就是有问题的电缆。应更换电缆后重新连接。
3.2精出功率全反射
3.2.1天馈线系统各组件连接处存在内芯未插, 造成系统处于开路状态, 应分段检查, 补插处理。
3.2.2主馈电缆与功分器输人端口没有连接上, 造成系统开路, 应重新连接。
3.2.3多工器内部损坏, 传输通路不通, 应检查多工器。
3.3高频短路
3.3.1主馈、分馈电缆因密封不好, 或存在裂痕而进水, 使内外导体之间形成高频短路, 应做分段检查排水, 重新密封处理。
3.3.2电缆芯线与外导体之间有金属类异物。这种现象往往发生在安装时插芯断片未被及时发现取出。应进行分段检查取出异物处理。
3.3.3发射机输出的额定功率大于天馈线系统的额定功率, 内外导体间出现击穿拉弧而形成短路。解决办法是降低发射机输出功率或换用功率容最大的天线。
3.4搜盖范围偏小
3.4.1发射抓输出额定功率, 天馈线驻波符合要求, 但搜盖的范围总是偏小, 这可能是选用的电缆插损大造成的, 解决的办法是选用低损耗电缆。
3.4.2对于采用旋转场形的天线, 分馈线的连接是对应固定的, 不能交换连接。如检修时连接错了, 会改变电磁波的传输相位, 部分功率不能发射出去。检查接回原位置即可。
3.4.3主馈电缆、分馈电缆过长, 总的插损过大。解决办法是合理利用地形高度架设发射塔, 尽可能减小馈线长度, 并将多余的部分馈线去掉。
4结论
天线系统是无线发射台最重要的一环, 不是单纯的技术工作, 而是涉及到方方面面的系统工程, 考虑传输工作不仅要考虑技术因素, 而且还要建立一套有效的安装、测试、故障分析与处理的安全管理体系, 最终安全优质地传送到广大观众的屏幕上, 在这些方面还有大量工作亟待完成。
摘要：广播电视发射天线是广播电视无线发射系统中的一个重要组成部分。在无线通讯系统中, 空间无线信号的发射和接受都是依靠发射和接收天线来实现的。因此, 天线对于无线通信系统来说, 有着举足轻重的作用。主要结合多年实际工作经验, 对于调频和电视发射天线应用情况进行分析和讨论, 提出了在广播电视工程系统的实施过程中, 安装与维护应注意的几个问题。
发射机天线矩阵 篇6
关键词：发射机,天线控制,闭锁,LABVIEW
0 引言
天线控制系统作为机房控制系统的一个子系统, 可以受远端监控机房的控制, 为机房监控系统提供天线控制接口和数据上传接口。能够独立完成对室内天线同轴开关和室内转换开关的控制, 同时完成对天线、假负载工作状态的监测。
1 系统功能要求
考虑到发射机房现有硬件的实际情况, 要求新增的天线控制系统, 不仅能为500k W代播机提供安全可靠的天线输出网络, 而且不能影响机房原有Thales天线控制系统的软硬件闭锁回路的正常工作;同时, 新增500k W代播机天线控制系统还要能够满足短波天线控制系统在实际工作中的具体要求。
系统提供手动、自动方式对天线同轴开关和室内开关的进行控制;在手动方式下, 值班员可以直接在该软件系统下进行操作, 进行代播;自动方式下, 天线可以根据运行图自动完成代播, 并可以在中央控制室随时监控代播状态。自动状态下, 天线根据时间表自动倒换工作;该系统可以存储发射机的运行图, 在自动状态下, 系统可以根据运行图自动完成天线的切换, 从而能够准确顺利的完成代播功能。本系统对天线的控制操作、故障进行记录, 可以查询统计;该系统具有自己的信息保存机制, 可以实时记录各种故障, 操作等信息, 方便用户查询并且统计。提供对机房监控系统的控制接口和数据上传接口;控制接口可以实现远程控制并对该系统进行实时监控, 数据上传接口可以随时上传运行图数据以及用户需要的其它数据。
2 系统设计的基本结构
对于开关量控制的自动化系统目前比较常见的做法有:嵌入式系统或工业控制计算机加DI/O板的设计方法;嵌入式系统或工业控制计算机加PLC的设计方法。虽然工业控制计算机的成本较嵌入式系统主板成本高, 但由于工业控制计算机比嵌入式系统主板性能稳定, 可靠性高, 完全可以满足系统在恶劣的环境下连续长时间工作的要求, 而且可以方便的与其它设备组网, 因此本系统采用工业控制计算机加带光耦隔离的DI/O板的设计方案。选用带光耦隔离的DI/O板的原因是:带光耦隔离的DI/O板可以使得天线自动控制单元与受控对象的电隔离, 确保系统工作的稳定。其中工控机拟采用研华原装IPC-610 (P4 2.8G, 512M, 80G硬盘, comb光驱, 10/100M自适应网卡) , 17寸工业触摸屏显示器作为显示终端;开关量输入采用研华PCI-1733 (32路入PC104总线输入板) , 输出卡采用研华PCI-1734 (32路出PC104总线输出板) 。
由工业控制计算机对系统进行管理和控制。控制时由软件系统通过DIO卡对控制电路发出控制指令, 控制电路根据控制指令对执行单元 (受控对象:室内开关和同轴开关) 进行相应控制动作, 执行单元对指令执行使得天线转到相应位置。同时再经过采样电路采样当前的开关位置状态, 返回上位机控制系统中进行判断, 无误后发出成功指令。
3 受控对象的位置关系
执行单元即室内开关的位置关系如图1所示, 它们均受控制电路控制。室内开关有两种状态:直通和旋转, 直通表明此时室内开关按照正十字直通接通, 旋转表明此时室内开关按照旋转方向接通, 即斜接通。如四个受控室内开关全部直通且四个原室内开关直通时, 代播机上假负载;当受控室内开关照旋转方向接通, 即斜接通时, 代播机上天线1代替A01#发射机工作;其余受控室内开关的情况与此相同。代播机同一时刻只能代替一个发射机工作, 即SNKG5-SNKG8在同一时刻只能有一个可以按照旋转方向接通, 即在斜接通位置。8个全直通代播机上假负载;此时假负载打开时才允许加高压。即软件闭锁允许。SNKG1-SNKG4在同一时刻只能有一个可以按照旋转方向接通, 即在斜接通位置, 此时其对应的发射机上假负载;发射机加高压时, 与其相关的开关不允许切换。SNKG1和SNKG5直通A01发射机正常上TX1天线通路;SNKG2和SNKG6直通A02发射机正常上TX2天线通路;SNKG3和SNKG7直通A03发射机正常上TX3天线通路;SNKG4和SNKG8直通A04发射机正常上TX4天线通路。
4 电路闭锁关系
发射机闭锁关系如图2所示, 此图只是说明发射机允许加高压的闭锁情况, 当室内开关SNKG1和SNK5在直通位时, A01发射机允许加高压;当室内开关SNKG2和SNK6在直通位时, A02发射机允许加高压;当室内开关SNKG3和SNK7在直通位时, A03发射机允许加高压;当室内开关SNKG4和SNK8在直通位时, A04发射机允许加高压;当需代播时, 对应开关SNKG5-SNKG8其中一个旋转, 代播机上相应天线通路, 这时代播机可以加高压;原发射机可以上假负载。当SNKG1-SNKG4任意一个 (只能有一个) 在旋转位, 即A01-A04有一个在假负载位时, 对应发射机可以加高压;开关控制要求:电动控制条件:220V (航空插座管脚1和管脚2) 、离合器24V (航空插座管脚3, 电流约0.7安) 和两个公共端 (24V, 航空插座管脚5) 供电正常;转向驱动:当开关在直通位或不在转向位时, 并且满足条件1时, 给转向驱动 (航空插座管脚4) 24V, 开关就向转向位置转动, 当转向返回 (航空插座管脚9) 位高电平时, 应立即把转向驱动 (航空插座管脚4) 24V断掉, 转向动作完成;直通驱动:当开关在转向位或不在直通位时, 并且满足条件1时, 给直通驱动 (航空插座管脚8) 24V, 开关就向直通位置转动, 当直通返回 (航空插座管脚10) 位高电平时, 应立即把直通驱动 (航空插座管脚8) 24V断掉, 转向动作完成。
5 系统软件功能
系统软件的设计是利用工业控制计算机平台, 用LABVIEW语言来进行为开发设计的。设计以完成天线控制系统的全部功能为目的, 本着操作简单实用, 界面友好美观的基本设计思想来进行的。天线自动交换系统实现对天线交换开关的自动控制, 以确定发射机上哪副天线 (或假负载) 。交换开关的控制包括手动操作、电动控制和自动控制三种模式。自动工作模式是天线自动交换系统默认工作的模式。此时, 天线自动交换系统能够按照带周期的运行时间表实现对天线交换开关的自动控制。自动化系统处于带电状态, 可实时监测天线现场开关的状态。本地显示天线交换开关的状态及发射机高压状态, 并有手动/自动模式的显示。
具体要求是天线交换开关的电机旋转方向, 开关定位状态等必须准确设置, 并设有天线频段初始化表单, 包含频段、程式等信息。自动校时正常情况下, 接受机房运行监控系统对天线自动交换系统的时间同步。手动校时天线自动交换系统设有手动校时功能。特殊情况时, 机房人员可通过身份验证后, 对系统时间进行人工校正。天线自动交换系统的工作日志包括:操作日志、故障告警记录。操作日志就是对于天线自动交换系统所有人员操作均有记录, 至少保留最近一个月的数据;并且能够自动记录信息, 如:人员、日期、时间、操作描述;以及输出查询信息, 如:操作日期、操作时间、操作人员、操作描述;故障告警记录就是能够把当天线交换开关出现故障告警时, 自动进行日志记录, 内容包括:时间、故障描述, 至少保留最近一个月的数据;自动记录信息, 如:故障日期、故障时间、故障告警描述;输出查询信息, 如:故障日期、故障时间、故障告警描述。以上是对日志管理功能的简要说明, 目的是为人提供一个查询管理平台, 在日常工作中有很大的作用, 是维护人员能够很直观的了解发射机房各设备的工作运行情况及故障信息。
6 软件基本流程
选择好需要切换的设备 (或开关) 后 (预选) , 点击“执行”按钮, 实现天线和假负载、代播机和发射机的自动切换, 执行步骤如下:第一步:等待“执行”命令, 若“执行”命令到达, 执行第二步;第二步:检查发射机的状态, 看是否连接到相关的发射机, 若发现发射机的连接, 执行第三步, 否则取消执行并发出告警提示;第三步:执行室内开关的控制程序, 实现发射机和代播机的自动切换。当发射机出现故障或者对发射机进行检修, 用代播机代替发射机工作时, 进行发射机和代播机之间的切换。
7 结束语
发射机天线矩阵 篇7
近年来, 伴随着电子技术和通信技术的不断发展, 广电事业也不断飞速前进, 各电台都把调频广播作为主要发展方向, 导致调频发射频点不断增多。以多个调频频率采用多工馈电的方式共用一付天线进行播出, 是最为经济实用, 也是目前广泛采用的方法。调频多工器是实现多工馈电方式的主要设备, 多工器选用是否恰当, 直接关系到发射机的工作状态和覆盖效果。结合我台三工器的工作原理及我台调频机房改造工程, 阐述调频多工器的选型和应用和天线维护工作。
2、多工器的工作原理和主要参数
2.1 多工器的原理
调频多工器是在双工器的基础上发展起来的, 根据不同运用情况, 由多种形式的双工器组合而成。单就三工器而言, 主要类型有星点式、星点—定向耦合混合式、定向耦合双工器串联式等等, 在实际工作中根据发射机的功率、发射频率的多少等因素采用不同的方式。1) 星点式多工器。2) 星点-定向耦合混合型多工器。3) 定向耦合器串联型多工器。以三工器为例, 定向耦合器串联型三工器由两个f1带通滤波器、两个f3带通滤波器、两个吸收电阻、四个3db耦合器和适当的馈管组成。
2.2、多工器的主要参数和要求如下:
隔离度:是指双工器对两个不同频率信号之间的隔离能力, 如果隔离能力低, 就会在两个信号之间产生互调, 从而降低调频广播质量。一般要求隔离度优于30d B;最小频率间隔:在保证性能指标的前提下, 允许双工器两个输入频率之间的最小间隔一般在1.2MHz左右;输入阻抗:50Ω (同轴) , 与调频发射机的输出阻抗相匹配;输出阻抗:50Ω (同轴) , 与天馈线的输入阻抗相匹配;频率范围:87~108MHz (整个调频广播频段) ;功率容量:双工器的功率容量要根据调频发射机的功率来确定; (7) 插入损耗:<0.25d B (指信号经过双工器以后引起的衰减) ; (8) 输入端电压驻波比:应小于1.1。
3、多工器调试及使用中应注意的问题
多工器的调整是个复杂的过程, 在具体调整过程中, 应注意以下几点:
3.1 温升的问题
由于多工器有损耗, 因此在工作时由于热耗而导致温度上升, 以致调谐腔体的调谐频率偏离工作频率。反映在发射机上就是反射功率增加, 驻波比升高, 严重时可能会出现发射机工作一段时间后自动保护, 冷却后又能正常工作的故障现象。
3.2 失真的问题
在多工器的使用中, 如果两个发射频率间隔相对较小的情况下, 为了保证相互间的隔离度, 带通滤波器的带宽必须较窄, 因而可能会导致失真系数增加。
3.3 寄生辐射
利用多工器向一副天线馈电, 如果隔离度不够, 将产生寄生辐射, 我国的部标规定值是:发射功率大于25W的电台, 寄生辐射必须小于1m W和低于载波功率60d B。所以在桥式双工中3d B耦合器的泄漏量起着决定性的作用, 附加带通滤波器必不可少;而在星点式双工中, 滤波器的滤波特性显得尤为重要。
3.4 失真增大
作为多工器, 在宽带特性的工作环境, 失真系数几乎没有变化, 但在一些窄频多工器中, 当两个载波间隔不大时, 由于带通滤波器的传送特性较窄会导致失真变大。
3.5 信噪比、串音及左右分离度
当寄生辐射分量落入各载波频率内, 信噪比、串音、左右分离度指标都会变坏。一般情况下, 调整结果要求如下: (1) 每部发射机与天线之间的插入损耗要小; (2) 连接多工器的任意两发射机之间要足够的隔离度。 (3) 每个输入端要有合适的阻抗匹配。
4、多工器的维护
相对发射机的维护来说, 多工器的维护比较简单。首先, 必须保证散热良好, 环境宽敞、对流较好, 最好能有制冷设备或者是吹风设备;另外, 多工器工作状态不好时而使吸收电阻变化, 导致各个端口的阻抗不再匹配, 工作状态变化, 形成安全隐患。
5、调频发射天线的维护
5.1 对调频天线的认识
高山发射台站的调频天线大都架在室外铁塔上, 相对环境恶劣, 尤其在冬天, 风大、气温低, 机械震动易使金属构件疲劳受损;夏天气温高, 温差大、湿度大。极易导致天线封材料和绝缘材料老化及金属材料锈蚀。天馈线不可能和发射机所在的机房经常有人巡视, 所以在天线出了小故障时一般不易被及时发现。
5.2 天线的具体维护
在日常检修过程中, 要随时注意查看发射机的驻波比 (的变化。一般情况下, 如果天线变坏, 则机器面板上反射波的电压指示变大, 驻波比变大, 但是前级不会很快就损坏。如果出现此类现象, 则在停机后, 利用扫频仪采用长电缆法对天馈线的驻波比进行测量。
5.3 天线系统还需注意的其它问题
在天馈线系统的安装工程中密封各接头是最关键的工作。通过实际考虑, 密封中应该注意正确选择密封胶, 采用的密封胶应耐高低温、耐老化性, 不易发生龟裂、脆裂和剥落。被密封处表面要用清洁剂 (如酒精等) 认真处理后再封闭, 以便起到良好的密封作用。如发现有气孔、缺胶等现象应立即处理, 必要时要重新进行密封工作。
6 结语
调频发射天线原理及维护 篇8
调频发射天线中目前所使用的最多的天线是垂直极化天线,由于该极化方式的天线结构简单,无调节部分,基本上不受自然条件的影响。
本文就FM单偶极子全向发射天线原理及维护作简述。
1调频垂直极化天线的原理简介
1.1广播电视发射天线要求天线把能量高度集中在沿地表面的平面上,也就是要求子午面方向性强而赤道面内方向性弱。调频垂直极化天线就是根据偶极子垂直放置时,它的水平的场型接近一个圆;而垂直面内有一定方向性的这个特点而设计的。如果利用垂直方向上两副振子叠加,或多个振子叠加,就更加使垂直波瓣变窄,起到提高增益的作用。另一方面,我们将单副振子的长度加长至0.65λ,就可以达到在同等长度的基础上比半波振子更能提高增益的作用,这就进一步提高了天线的增益。
1.2特点:(1)垂直极化,全向辐射,增益高;(2)重量轻,安装方便,无需调整;(3)全宽带设计;(4)风阻小。
2安装注意事项
2.1在安装前首先要检查一下天线的外包装是否有破损现象,东西有无缺损。
2.2状天线前需要在地面做一些检测工作。卸下木箱里的天线,看天线里是否有松动现象。然后用万用表欧姆档分别检测两层天线的输出口,芯线与地线必须是短路的。如发现热和1个天线输出口的芯线与地线是开路,那么需要检查好后再装。
2.3拿起功分器,检测里面不应该有响声,然后用万用表欧姆档检测三个输出口里的芯线都是互相短路的,而每一个芯线与地线是开路的。以上这些检测正常后方可继续安装。
2.4把天线按图示在塔上安装好,各振子安装在统一垂直线上,把两根分馈线分别接到天线和功分器并固定好,接上输出电缆,安装完毕后各接头部分用防水胶布和703胶水封好,防止渗水。
2.5在机房里在用万用表欧姆档量天线电缆下来的芯线与地线也必须是短路的。
2.6用频率特性测试仪检测天线的驻波比,系数应小于1.15。
2.7天线应定期维护、保养、防止特性变坏,影响发射效果。
3天线维修
3.1检查垂直极化天线属于开路状态的天线,所以在机房里,用万用表两亏管的芯线和地线是属于开路状态,如用万用表检查有比较大的阻值,那说明天线有进水现象。
3.2首先检查馈管的好坏
让天线工上铁塔后,旋开馈管和功分器的接头,八馈管头接上标准50 n假负载,然后在机房用扫频仪检测馈管的好坏。如没有50Ω假负载,那让天线工在上面把馈管的芯线和馈管的地线相连接短路,然后在机房里用万用表量阻值也应该完全短路。
3.3分别检查两根天线振子的好坏
旋开馈管和功分器的接头,并旋开功分器上面两个输出到天线振子的L27头,找一个两头为外螺纹的L27KK直通,八第一层振子的连线通过27直通,接到总馈管上,然后在机房用扫频仪测试指标,这样可以测试单层天线的指标,用同样的办法再测试第二层天线振子的指标,两层天线振子指标不好,一般情况下的故障为天线振子输出接分馈线的头子接触不好或进水了,如果一旦进水,天线振子进水只要把水放出来,晾干就可以了,但如果分馈线进水了,没法处理,那只能换掉整根分馈线了。
3.4检查功分器的好坏
上下两个天馈线振子及总馈管检查完了后,如都没问题,那就要查功分器的好坏了,功分器的好坏比较好查,功分器的上面两个头芯子和功分器的输出头芯子用万用表量完全是短路的,而且没有阻值,即0Ω,如果量下来阻值,功分器的上面两个头的其中任一个芯子与总输出芯子有比较大的阻值,那就说明上面的功分器芯子有可能进水氧化了,必须除掉氧化层才行,一般功分器上面两个芯子容易氧化,可以把功分器上面的盖子用管口钳把它旋开,进行处理,直至处理到上下用万用表量为完全短路才行。
发射机天线矩阵 篇9
随着广播电视技术的飞速发展, 广播电视事业已经逐步进入到了数字化时代, 在这种大规模的过渡阶段, 模拟电视和数字电视设备共存已是目前各个广播电视发射台站所面临的主要问题。对于广播电视发射台站的无线发射系统, 在频率资源稀缺和具体安装条件受限的情况下, 数/模发射机多工后共用一部发射天线发射的方式成为无线传输之必须。这种无线发射覆盖方式, 可以大大提高设备的利用率, 降低投资的成本。但如果设计不好, 同时也会带来发射天馈线系统匹配不良, 导致安全可靠性降低、故障率增高、发射的有效功率达不到要求等问题。
1 总体设计思考
无论是模拟电视发射还是数字电视发射, 均采用残留边带调幅方式, 输出的为调幅载波, 变化只是在调幅幅度上体现, 所以数/模双工共用一副天线发射是可以实现的。目前我台正处于模/数过渡转型期, 除了现有的模拟无线频道外, 还增加了新的39频道数字车载移动电视。在实际设计中我台自立铁塔在120m处架设有高度约20m、截面积为800mm×800mm天线桅杆, 桅杆上已有两副四层天线共占用桅杆高度约10m, 一副六层天线占天线桅杆高度约7m, 所以桅杆已经没有再架设一副新天线空间距离。唯一可行的就是更换一副新的六层天线, 将模拟27频道 (622MHz～630MHz) 10k W (p_pms同步顶功率) 发射机和数字39频道 (718MHz～726MHz) 1.5k W (rms平均功率) 发射机通过双工后共用一副天线发射。
27CH、39CH两个频率间隔带宽从622MHz到726MHz相差104MHz, 要想在这样一个间隔带宽较大的情况下达到满意的发射接收效果, 就必须了解清楚这个系统的各个环节是否设计合理。特别是对双工器、馈管、阻抗变换器、天线等一些具体设备在设计生产、安装调试上严格把关, 努力做到匹配和增益双兼顾。这是改造上的主要问题, 同时也是实现我们的发射覆盖关键。系统结构见图1。
2 主要设备设计要求
2.1 双工器的设计
数字39频道 (718MHz～726MHz) 和模拟27频道 (622MHz～630MHz) 两个频道在相隔带宽较大的情况下 (相差104MHz) , 通过设计生产上的严格把关和后期合理调测, 有效的实现两个频率的双工。同时根据本台27频道发射机无带通滤波器的实际情况, 对双工器也做了一点个性化设计, 使其具有很高的性价比。
1. 双工器工作原理
由于我台现有的模拟27频道电视发射机没有带通滤波器, 所以将双工器的带通滤波器设计成27频道, 工作时27频道的信号, 从F1输入经过第一个3d B分配成两路, 通过滤波器, 达到第二个3d B, 经过3d B合成而送达天线, 从而实现27频道电视节目的发射。数字39频道的信号是从F2输入, 经过3d B分配成两路到达27频道的带通滤波器, 由于27频道带通滤波器对39频道的抑制作用 (抑制度约为78 dB) 而反射回来, 又经过第二个3d B合成而送达天线, 从而实现了39频道电视节目的发射 (图2) 。
2. 双工器与传输系统
双工器连接在天馈线系统与发射机之间的起到承上起下的作用, 一旦发射机与天馈线系统失配, 可以调整双工器匹配微调, 使整个系统达到匹配。为了避免不同频率间的相互干扰, 在数字39频道发射机输出口与双工器输入之间接入一个39频道三腔带通滤波器, 它不仅起到了滤出39频道带外谐波作用, 也起到了对27频道信号的隔离作用, 使27频道信号不会对39频道信号产生任何干扰。在实际安装过程中, 在没有加装39频道三腔带通滤波器前, 经功率计测试, 39CH输入口发现有10W左右的27频道带外谐波泄漏, 但安装上三腔带通滤波器后经功率计测试, 泄漏的27频道带外谐波已被抑制。
2.2 天馈线系统
天馈线系统分为传输用馈管、阻抗变换器和发射用天线。馈管的承载能力直接影响到两部发射机满功率工作时的工作效果, 根据测算3.125英寸馈管的最大承受功率为20k W左右, 模拟27频道发射机输出为同步顶功率10k Wp_pms, 此为额定功率, 实际输出功率应在80%～95%之间。数字39频道输出为平均功率1.5k Wrms, 相当于模拟同步顶功率6k W左右。所以3.125英寸馈管完全能够承载两部发射机共计16k W左右的发射传输负荷。
天线系统的改造是本次项目的又一个重点。拆除旧有的27频道六层四面单频道水平极化天线, 换上一副数字39频道和模拟27频道能够共同使用的大功率、宽频、垂直极化六层四面天线, 必须要搞清楚对于用数字电视发射或模拟电视发射的天线在本质上是否有区别, 特别是在两个频率间隔带宽很大的情况下各个部件能否满足技术需要。
1.数字电视发射和模拟电视发射的天线是否有区别
数字电视发射天线和模拟电视发射天线都是传输调幅载波, 本质上没有差别, 只是对于用于数字电视发射的天线将有更高的技术要求。到目前为止, 用于数字电视发射的天线大都采用UHF波段四偶极子板状天线。我们都知道, UHF波段四偶极子板状天线可以通过组合使其成为全向天线。四面组合时可以采用同相位馈电或90度旋转相位差馈电, 两种馈电方式在中心频率附近产生的圆度相差不多, 但当天线的工作频率偏离中心频率较远时, 同相位馈电产生的圆度要好过旋转相位差产生的圆度。当天线双工或三工运用时同相位馈电要好于异相位馈电, 垂直方向性也是如此。一般情况下, 数字电视都是多台发射机共用一部发射天线, 数字电视和模拟电视发射共用一部天线的情况下也是如此。同相位馈电系统对于天线系统的辐射单元、馈电分馈线、阻抗变换器的特性提出了更高的技术要求。用于数字信号发射的天线比用于模拟信号发射的天线需要有更高的功率容量和频带宽度。
2.天线阻抗变换器设计
在具体设计方面, 我们根据未来的扩容需求将阻抗变换器设计为能够承载30k W发射功率的, 并且将连接主馈管的接口设计为3.125英寸转φ120的变径接口, 目前我台使用现有3.125英寸馈管传输, 一旦需要扩容或更换馈管时, 我们的阻抗变换器就无需更换。同时因为现有天线桅杆截面积为800mm×800mm, 使用120mm×120mm×10mm的角钢作为支撑架构建而成, 使得内部空间实际可安装的对角距离只有750mm, 所以阻抗变换器按前期的设计是无法安装到位的。根据实际, 我们将连接各个天线包的阻抗变换器进行了重新设计, 在不损失技术指标的前提下改变阻抗变换器结构外形, 使安装调试更加方便可行, 六层四面天线系统变阻器改造框图如图3所示。
3. 天线系统的特性和配置
通过对以上问题了解我们对天线的选型有了较高的要求, 采用UHF波段四偶极子宽带电视发射天线是根据数字电视发射特点而决定的, 由于模拟27频道和数字39频道间隔带宽很大, 所以该类型天线应具有宽频带特性, 具有低损耗、高增益特点。天线馈电系统采用同相、不等功率馈电方式, 以确保天线系统在宽频带条件下, 各项技术指标尤其是方向性方面的变化量最低。可以根据地形地貌以及具体需要来设计天线系统的配置方式, 包括馈电方式和安装方式。通过计算机仿真技术进行分析调整以达到最佳的水平方向性和最佳垂直方向性。同时要求天线具有一致性强、馈电损耗小、密封性能好、频带宽 (单板带宽必须满足≥100MHz) 等特点。天线单板增益要≥12d B, 驻波比≤1.1, 单板设计额定功率≥1k W。24根连接单板的分馈电缆采用1.625英寸, 以体现设计上的高冗余。使用HP-8711A网络分析仪测试天馈线系统, 测量驻波比≤1.1说明天馈线系统的匹配是满足设计需求的。
4. 天线方向性分析 (计算机仿真计算)
1) 天线正置仿真 (见图4～图6) 。
2) 天线偏置仿真 (见图7～图9) 。
从以上两种仿真结果来看, 采用正置安装要比采用偏置安装在水平面内的覆盖效果要好。按照我台天线桅杆的实际情况:横截面积800mm×800mm同时南北两面的侧角上装有爬梯, 因此天线包无法正置安装, 只能偏置安装, 通过以上三维仿真效果图显示, 偏置安装天线的效果也能够满足我们的技术设计要求。下面通过实际发射信号接收测试来进一步验证。
3 发射信号接收测试
在对双工器、阻抗变换器和天线等设备的前期安装调试和匹配测试结果来看, 都能够满足我们技术设计要求。为了查看数字39频道和模拟27频道双工共用一部天线的实际发射效果, 我们使用DS98-2型模拟电视信号场强仪对模拟27频道在不同区域进行固定接收测试, 各点的接收效果达到了我们预期的设计要求。接下来我主要就使用日本芝测公司TX901A数字地面波网络测试仪对数字39频道在不同区域移动接收的结果做一个分析。
城区移动接收基本良好, 大部分路段可正常接收, 测试地面波覆盖情况, 城区88.46%的路段地区可以有效的接收, 接收效果较差地方占测试区域的11.53%, 主要是地势低洼、山体遮挡地区, 另外树木林带稠密地区接收效果也不理想。根据移动测试的结果反应, 城区的部分道路接收效果不一致, 高楼集中的地区遮挡物较多, 接收效果时好时坏。
1.最大接收距离测试情况
1) 同步最大接收距离71.92221km (图11) 。
2) 功率覆盖最大接收距离64.251293km (接收门限-70d Bm, 图12) 。
3) 用误码率表示最大接收距离70.345596km (图13) 。
2.接收测试结果分析
通过勘测实地得知, 东北面即石人沟地区由于山体遮挡, 虽然移动接收距较近, 但接受效果一般。西北面即八钢地区同样属于山体遮挡, 无法正常移动接收。相对于发射地点海拔较低, 属于平川地带地区, 移动接收有效最大距离约72km处, 移动接收效果良好。而在西北面即共青团农场地区测试的最大距离80km左右处, 移动接收的信号时有时无效果不佳, 但作为固定接收均能达到满意的效果。模拟27CH和数字39CH在满功率发射时反射指标相互无影响, 城区移动覆盖接收较好, 移动接收最大距离约为72km, 固定接收最大距离在80km左右, 达到了发射功率输出和宽频天线增益设计的技术要求。通过接收测试的结果分析, 充分说明这次项目改造是比较成功的。
4 总结