天线交换系统（精选6篇）
天线交换系统 篇1
0 引言
改造前的我台A区天线交换开关系统由22个安装在户外的转换开关和安装在天控室的自动控制系统组成, 每个开关采用的都是2×2式双刀闸开关, 其中100k W等级的开关8个, 500k W等级的开关14个。由于设计的原因, 100k W和500k W等级开关在室处场地分布无规律, 辩识度低, 易造成误操作;由于在室外, 无馈筒屏蔽, 各开关间相连的馈线交错安装, 高频感应特别严重, 正常情况下的检修工作中, 只要有一部500k W发射机在播出, 拿螺丝刀触碰转换开关的金属部分都能吱火花, 特别不利于日常维护, 而且还容易出现上层馈线烧断掉下搭到下层馈线上, 致使下层多条馈线同时短路的异态;并且每个刀闸开关, 长年暴露在户外, 刀闸连接处易积灰层, 遇到阴雨天气, 常吱火, 特别遭遇雷雨台风天气, 转换开关出现故障时, 出于安全方面考虑, 人工是无法及时的进行故障处理;
面对这种情况, 我们结合自己工作实际, 坚持技术创新, 下决心把交换开关系统做成一个故障率低, 智能化程度高的系统。
1 我台A区天线交换开关改造系统组成
我台A区天线交换开关改造系统由一个短波广播射频信号交换矩阵 (48个转换开关) 和一套相应的控制两部分组成。
短波广播射频信号交换矩阵是一个由48个单个开关和馈线组成的交换矩阵, 短波广播射频信号的传输通道就是在这里建立的;而单个开关则安装在二维矩阵式的系统结构中横纵交叉点上, 这样开关必须有也只有2个状态位置, 一个是直通位置, 横向和纵向同时连通, 另一个是转向位, 输入信号经开关向左或向右切换, 传输方向改变的时候, 也完成了传输位置从高层到底层或从底层到高层的改变;开关与馈线之间的接地良好, 这样整个系统的屏蔽效果和传输特性会更好, 避免了射频干扰及常吱火现象。
控制部分就是监测和控制矩阵中开关的位置状态, 并与发射机进行连锁, 确保每部发射机的信号安全顺畅地传输到相应的天线上, 同时保证发射机和开关运行的安全。
2 我台A区天线交换开关改造系统的实现
2.1 短波广播射频信号交换矩阵的实现
短波广播射频信号交换矩阵由48个开关、喇叭口、馈线、弯头、窗口装置以及聚四氟乙烯绝缘支撑组成。这些组件的安装调试都相对简单, 只要保证互相连接合适, 确保喇叭口、馈线、弯头、窗口装置的设计在300欧姆的特性阻抗就行。在交换矩阵里核心是开关, 此开关的结构不同于2×2式双刀闸结构, 而是采用上下两层的触点连接, 每层两片的结构, 每片又分成双丫, 每片又由分成双丫的带触点的簧片和压板组成双层结构, 这样开关刀体插入触点时的阻力一分为四, 大大降低了传动系统的功率和强度。另外每个开关既能够手动操作, 也能电动操作, 手动操作和电动操作互不影响。并且48个开关, 设计布局有序, 即简洁, 又便于维护。
2.2 控制部分的实现
控制部分是让短波广播射频信号交换矩阵按照要求运行, 是我台A区天线交换开关改造系统的升华。控制部分除了要控制短波广播射频信号交换矩阵外, 还要确保发射机和开关的运行安全, 避免发射机在通道还没有连接好时上高压或开关上有高压时切换开关, 这两种情况都会损坏发射机或者开关, 另外还可以防止由于控制部分的故障导致的停播事件。控制部分要求, 在9部发射机中, 保证有6部发射机可以上任意的12副天线, 另外3部机可以上5副天线。并且需要具备远程监控功能、本地控制功能、逻辑互锁功能、和保护开关的功能。
控制部分工作必须高度稳定可靠, 控制部分不稳定将直接影响播出。所以我们在控制部分硬件选型、拓扑结构和功能布局上充分考虑系统的稳定性, PLC选择洛克威尔的, 控制部分拓扑结构上采用星形结构, 在功能布局上尽量把功能块安排在PLC中, 所有的信号通过局域网传输, 远距离采用光缆连接, 近距离采用网线连接, 这样既保证了控制部分的稳定性, 也使控制部分有良好的适时性。
控制部分采用了星形拓扑结构, 包含上位机、本地机和PLC。上位机实现人机对话、远程监控、远程通信和系统管理, 上位机提供简洁、灵活多样的人机对话界面, 使用户可以直观的了解系统的状态, 并方便地对系统发出指令。本地机实现本地操作和管理。PLC完成开关状态采集、逻辑检测、开关控制、按照运行图运行、错误报警等, PLC通过采样点采集系统数据来判断系统状态, 包括开关当前状态、发射机高压及高压信号走向等, 并通过采集得来的数据进行逻辑检测, 包括横向互锁、纵向互锁和高压闭锁, 每一个驱动命令必须经过逻辑检测, 确认没问题后才允许驱动开关, 同时禁止经过被切换开关的发射机上高压, 一条指令经过逻辑检测后才对开关进行驱动。当某个开关经驱动后不到位或无任何驱动下, 如器件出现故障、电路出现故障或人为因素等导致的不到位, PLC将给出适当的报警及相应的处理。
基本的控制、逻辑判断、运行图、代播操作都在PLC中执行, 这种结构的优点是:当上位机出现故障时, 本地工控机和PLC组成新的系统继续运行, 不会受到干扰;当本地工控机出现故障时, 上位机和PLC组成新的系统继续运行, 不会受到干扰;当上位机和本地工控机同时出现故障时或网络出现故障时, PLC还可以继续独立运行, 而不受影响。因为PLC没有操作系统, 重新启动快, 不会受到计算机病毒的攻击, 运行比计算机可靠得多。把主要的功能模块放在PLC中执行, 只要PLC供电正常, 系统就会正常运行, 使系统拥有了最佳的稳定性。
3 结论
改造后的A区天线交换开关改造系统采用了模块化的设计, 系统扩展容易, 维护方便, 自动化程度高, 通用性强。长时间的使用证明这是一套性能稳定、操作灵活多样、维护方便、简洁实用的大功率短波广播射频信号交换系统。该系统可以在远程通过发送指令或下载运行图来控制和监看短波广播射频信号交换系统的运行状况:可以在本地通过发送指令或输入运行图来控制和监看短波广播射频信号交换系统;并且当开关切换时或开关不到位时禁止相应的发射机上高压, 以免烧坏开关或发射机, 当发射机正在播出时, 禁止相应的开关切换, 以免造成停播事故或烧坏开关;当系统的切换时间超过了一定的阀值时, 系统自动切断开关驱动信号, 以免开关的电机烧坏或传动部分卡死。该系统的性能已达到无人值班、有人留守的要求。在今后的技术发展趋势, 可以自动按照运行图运行, 而不用人为干预, 智能化程度较高, 值得推广。
摘要：我台于2001年在A区安装有9部短波发射机及12幅短波天线。由于天线设计的方向及频段不同, 且根据播出任务的变化, 要求每部发射机可以上多副天线, 于是就得安装天线交换天关系统。随着短波广播不断的发展变化, 落后的天线交换天关系统已不能满足如今的安全播出工作, 对其进行改造是更好的为安全播出工作服务。笔者多年来从事发射机及天线天关系统的维护工作, 现将我台A区天线交换开关改造系统进行介绍, 希望对大家有借鉴意义。
关键词：短波,交换开关,改造
天线交换系统 篇2
有线电视共用天线系统安装工艺标准
有线电视共用天线系统安装工艺标准
1、适用范围
本标准适用于有线电视、卫星电视、闭路电视和共用天线系统安装工程。
2、施工准备
2.1 材料
2.1.1 有线电视系统接收天线选择要求：应根据不同的接收频道、接收卫星、场强、接收环
境以及有线电视系统设施规模选择开路天线和卫星天线，以满足接收图像品质的要求，并应 有产品合格证。
2.1.2 各种铁件应全部采用镀锌处理。不能镀锌处理时，应进行防腐处理。如采用8#铅丝和
钢丝绳及各种规格的铁管、角钢、槽钢、扁铁、圆钢、14#绑线、钢索卡、花篮螺栓、拉环
等均应采用镀锌处理。各种规格的机螺丝、金属胀管螺栓、木螺丝、垫圈、弹簧垫等应镀锌。
2.1.3 用户终端盒是系统与用户电视机连接的端口，用户终端盒分为
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明装和暗装，暗装盒分
塑料盒和铁盒两种。用户终端面板插座分单孔和双孔，插座插孔阻抗为75Ω，并应有产品 合格证。
2.1.4 电视电缆应采用屏蔽性能较好的物理高发泡聚乙烯绝缘电缆，它由同轴的内外导体组
成，特性阻抗为75Ω，并应有产品合格证。对于现场环境有干扰的，可选用双屏蔽电缆；
对于需要现场架空的电缆，可选用自承式电视电缆，室外电缆应采用黑色护套电缆。
2.1.5 分支、分配器等无源器件：按照设计要求选择不同规格的器件，并应有产品合格证。
2.1.6 根据设计要求，选择相应型号及性能的天线放大器、混合器、分波器、干线放大器、分支干线放大器、延长放大器、分配放大器、机柜、机箱、高频头(LNB)、接收机、调制器、解调器、净化电源等设备。应检查器材、设备外观是否完整无损，配件是否齐全，然后进行
电气测试，检查器件、设备是否工作正常，产品说明书和技术资料齐全，并应有产品合格证
（进口产品应提供商检证明材料）。
2.1.7 其他材料：焊条、防水弯头、焊锡、焊剂、接插件、绝缘子、精心收集
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天线基础预埋螺栓、避 雷器等等。2.2 机具设备
2.2.1 测量仪器：场强仪、测试天线、万用表、兆欧表、监视器、指南针、量角仪、铅锤等。
2.2.2 施工机具：手电钻、电锤、钳子、改锥、电工刀、电烙铁、电焊机、接头专用工具、水平尺、大绳、安全带、高梯、中梯、工具袋。2.2.3 起重运输设备：吊车、倒链。2.3 作业条件
2.3.1 随土建结构封顶时（屋面防水、装饰装修前），预埋卫星接收天线基础和预埋管。
2.3.2 随土建结构砌墙时，预埋管和用户盒、箱已完成。
2.3.3 土建内部装修油漆浆活全部施工完，同轴电缆敷设、器件安装全部完。
2.3.4 前端机房内设备安装，应在下列条件具备后，开始施工： 机房内土建装修完毕，架空地板（或抗静电地板）施工完毕。~220V 设备电源供电及~380V 设备动力（天线电机）供电管、线、箱全部施工完毕。暗装机箱的箱体稳装完毕。
进入机房的馈线及其管路、线槽已敷设完毕，并引入到机房的机柜的位置下面。
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机房的空调、照明、检修插座等配属设施施工完毕。机房内预留专用的接地端子，用于机房设备接地。
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2.4 技术准备
2.4.1 施工单位必须执有系统工程的施工资质。
2.4.2 设计文件和施工图纸齐全，方案设计符合国家、行业、地方标准及建设单位要求，并 通过相关行业管理部门审批。
2.4.3 设计人员对施工人员进行详尽的技术交底。
2.4.4 施工前对施工现场勘察，满足系统工程施工和图纸要求。
3、操作工艺 3.1 工艺流程 站址选择
天线安装
前端设备和机房设备安装
传输部分安装
用户终端安装
系统内的接地
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系统调试验收
3.2 操作方法 3.2.1 站址选择
3.2.1.1 接收现场要满足开阔空旷的条件，应避开接收电波传输方向上的遮挡物和周围的金属
构件，并避开一些可能造成干扰的因素，例如：高压电力线、电梯机房、飞机航道、微波干
扰带、工业干扰等，且不要离公路太近。
3.2.1.2 架设天线高度应尽量提高，可避开周围高大建筑物产生的阴影区，并可提高接收电平，有利于改善系统的载噪比。
3.2.1.3 卫星接收天线安装位置亦可选择在无遮挡的地面，既可利用建筑物阻挡微波干扰路
径，又可以降低卫星接收天线在屋顶的风荷载，提高系统安装的安全性。
3.2.1.4 站址的位置要适中，宜选择在整个系统的中心位置，以便向四周辐射敷设干线，减
少干线的传输长度。且前端机房与天线接收站的距离应小于50 米。3.2.1.5 在安装天线前，应采用测试天线和测试仪器对现场进行勘测，精心收集
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选择接收图像品质最佳 的位置及安装高度。3.2.2 天线安装：
3.2.2.1 卫星接收天线安装：
安装原则：应严格按照产品说明书，并由专业技术人员进行操作。天线避雷：若天线位于建筑物避雷针保护范围之内，则天线无需再设避雷针；若位于保护范
围之外，可在主反射面上沿和副反射面顶端各安装一避雷针，其高度应覆盖整个主反射面（见
图3.2.2.1-1）；或单独安装避雷针，其安装高度应确保天线置于其保护范围之内（见图
3.2.2.1-2）。避雷针接地应有独立走线，严禁避雷针接地与室内接收设备接地线共用。
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避雷针
避雷针 避雷针 避雷针杆 副反射面 主反射面 基础墩
图 3.2.2.1-1 卫星接收天线避雷针安装图 1 图 3.2.2.1-2 卫星接收天线避雷针安装图2
天线基础：根据天线厂家提供的产品资料，并根据天线的自重和风荷载等指标，预埋基础螺
栓件和基础钢板，并应保证各基础墩的平面高度保持一致。立柱吊装：校准预埋螺栓的尺寸和位置后，先将天线立柱吊装，固定在预埋螺栓上，并采用
平垫圈、弹簧垫圈及双母进行紧固，螺栓暴露部分要均匀涂抹黄油，防止金属件生锈。
天线面拼装：根据出厂编号顺序进行拼装.，拼装过程中螺丝不应一次紧固，待天线面全部
拼装完毕后，统一进行紧固，以防止在安装过程中对天线面的损坏，影响精度。
天线面的整体吊装：将拼装好的天线面整体吊装在已安装好的天线主
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柱，并用螺栓连接。在
拼装过程中应注意吊装的承重点固定在天线面的骨架上，防止在吊装过程中承重中心的偏
离，造成天线面倾斜或损坏天线面。若天线直径大于（含）4 米，应编制天线吊装方案，按 方案进行施工。
天线方向选择：卫星天线的最大接收方向是调整俯仰角和方位角，达到监视图像噪点为最少
（或没有），并注意不同电视卫星频道图像品质的均衡。
3.2.2.2 开路天线安装的一般要求：
几付开路天线可共杆架设，也可单独分开架设。天线间必须保持一定的距离，立杆间水平间
距≥5 米；同一方向的立杆前后距离≥15 米。一般不采用前后架设天线，同一根立杆两层天
线间距不应小于较长波长天线工作波的λ/2（λ：波长）且最小间距≥1 米，天线的左右间
距要大于较长波长天线工作波的λ。
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5米以上 左右天线的间距 λλλ/2 前后天线杆的间距 15米以上
上下天线的间距横担上左右天线的间距
图 3.2.2.2 天线的间距
（2）天线高度的选择：天线距离地面或屋顶的高度不应小于一个波长。应考虑电波在传播
过程中，不仅有反射（会造成图像重影），还应考虑因空气媒介质的不均匀性产生的折射现
象，适当调整水平位置和高度，以接收信号品质最佳为准。（3）天线方向选择：选择电平最强的天线方向。一般开路天线的最大接收方向对准电视发
射塔（电视发射源），但是有时为了避开干扰源或因为前方有遮挡物，可根据实际情况，使
接收天线的最大接收方向稍微调偏一些。
（4）开路天线基座的预埋：天线基座应随土建结构施工，在做屋面顶板时，做好预埋螺栓
或底板预埋螺栓。预埋螺栓不应小于φ25mm×250 mm，明装接地
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引下线圆钢直径不应小于
φ8mm ；暗敷设圆钢直径不应小于φ12mm（也可在基座预埋4 mm×25 mm 的扁钢2 根，与基座钢板焊接；连接用基座钢板厚度不应小于6 mm ；基座高度不应低于200 mm ；用水
泥砂浆将基座平面、立面抹平齐。同时预埋好地锚，三点夹角在120 °位置上，拉环采用直
径φ8mm 以上镀锌圆钢制成，底部与结构钢筋焊接，焊接长度为圆钢直径的6 倍，同时除
掉焊药皮，并用水泥砂浆抹平整。3.2.2.3 天线竖杆与拉线的安装：
（1）多节杆组接的竖杆：多节杆组接的竖杆应从下至上逐段变细变短，各段焊接牢固，如 下图示：
图 3.2.2.3 天线杆制作图
DC 两段长度之和不小于一个波长（一般为2.5~6m；否则会影响天线正常接收。）
B 段为固定天线部分，其长度与固定天线的数量有关，通常为3 m 左右。
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A 段为避雷针，一般采用φ20mm 圆钢，长度大于2.5m 以上
（2）防止天线架设因大风、地震而倒塌造成的触电事故。要求天线与照明线及高压线保持 一定的距离，如表所示：
电压架空电缆种类与电视天线的距离（m）
裸线 >1
低压架空线低压绝缘电线和多芯电缆 >0.6 高压绝缘电线或低压电源 >0.3 裸线 >1.2
高压架空线高压绝缘电线 >0.8 高压电源 >0.4
（3）竖杆：现场要干净整齐，与竖杆无关的构件放到不妨碍竖杆以外的地方。人员和工具
应准备齐全。首先把上、中、下节杆连（焊接）接好，紧固螺丝，再把天线杆的拉线套绑扎
紧，挂在杆上；各拉线钢索卡应卡牢固；中间绝缘瓷珠套接好；花篮螺栓松至适当位置，并
放在拉线预定地锚位置上，把天线杆放在起杆的位置，杆底放在基础位置上；全部准备就绪。
现场指挥下达口令统一行动，将杆立起，起杆时用力要均匀，防止杆
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身忽左忽右摆动。然后
利用花篮螺栓校正拉线松紧程度。并用8#~10# 铅丝把花篮螺栓封住。拉线与竖杆的角度一
般为30°~45°；如果天线杆过高，可采用双层拉线。拉线位置应避开天线接收电磁波的方 向。
（4）拉线地锚必须与建筑物连接牢靠，不得将拉线固定在屋顶透气管、水管等构件上。3.2.2.4 天线的安装
（1）架设天线前，应对天线本身进行认真的检查和测试。天线的振子应水平放置，相邻振
子间应平行，振子的固定件应采用弹簧垫和平垫，牢靠紧固。馈线应固定好，以免随风摆动，并在接头处留出防水弯。
（2）把经检查合格的天线组装在横担上，天线各部分组件装好，用绳子通过杆顶滑轮，把
组装好天线的横担吊起到预定的位置，由杆上工作人员把横担与天线卡子连接牢固。
（3）各频道天线按上述做法组装在天线杆上适当的位置；原则高频道天线在上边，低频道
天线在下边，层与层间的距离大于λ/2。
（4）通过观测监视器的接收图像和读取场强仪测量值，确定天线的精心收集
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最佳接收方位后，将天 线固定。
（5）室外的器件和设备应做防水处理。
3.2.2.5 接地线制作：建筑物有避雷网时，可用4 mm×25 mm 的扁钢或≥10mm 的圆钢将天
线主杆、基座与建筑物避雷网连接为一体。天线必须在避雷针保护角范围之内。接地电阻值
应小于1Ω，具体做法详见《防雷及接地安装工艺标准》中的相关章节。
3.2.3 前端机房设备安装： 3.2.3.1 操作流程 稳机柜
设备安装
设备布线和标识 设备接地
设备通电
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3.2.3.2 稳机柜：按机房平面布置图进行设备机柜的定位。在机柜下对应的位置，将抗静电地
板开槽，以保证地板下的电缆引入机柜。当机柜高度超过1.8 米，且设备安装的数量大于地
板的荷载时，将机柜稳装在槽钢基础上，并用螺栓加防松垫圈固定，防止因机柜过重造成地
板和设备的损坏。机柜摆放应竖直平稳。机柜并排摆放时，两台机柜间的缝隙不得大于2mm；
机柜面板应在同一平面上，并与基准线平行，前后偏差不应大于2mm。
3.2.3.3 设备安装：在机柜上安装的设备应根据使用功能进行有机的组合排列（参阅图
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3.2.3.3）。使用随机柜配置的螺丝、垫片和弹簧垫片将设备固定在机柜上。每个设备的上下
空间应留有1U（或大于50mm）的空隙，以保证设备的上下留有空气流通、散热的空间，空隙处采用专用空白面板封装。对于非19′ 标准机柜安装的设备，可采用标准托盘安装；彩
色监视器，应采用专用的电视机专用托盘和面板安装。节目1 接收机 节目1 调制器 节目2 接收机
节目2 调制器节目4调制器 节目4 接收机 节目3 调制器 节目3 接收机 节目6 调制器 节目6 接收机 节目5 调制器 节目5 接收机 前置或干线放大器 混合器 节目7 调制器 节目7 接收机
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备用备用备用备用
图 3.2.3.3 机柜设备布置示意图
3.2.3.4 设备布线与标识：
（1）机房内通常采用地面线槽，电缆由机柜底部引入。电缆敷设应顺直，无纽绞，不得绑
扎；在电缆进出线槽时，应在拐弯处绑扎，并注意拐弯半径，不能将电缆折坏。
（2）当采用电缆桥架时，电缆应由机柜的上方引入机柜。（3）按照图纸采用电视电缆和F 型专用插头连接各设备。将机房供电电源引至净化电源
后，再分别供机房内设备使用。机柜背侧各电视电缆线和电源线应分别布放在机柜的两侧线
槽内，按回路分束绑扎。安装于机柜的设备应标识设备所接收的频道；电缆的两端应留有余 量，并做永久性标记。
3.2.3.5 设备接地：室外架空电缆引下/入线应先经过避雷器后才能引入机房设备。机房内的
避雷器、机柜/箱、设备金属外壳、电缆金属护套（或屏蔽层）均应汇接在机房总接地母排
上。前端机房的总接地装置接地电阻不大于1Ω。3.2.3.6 设备通电。
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3.2.4 传输部分安装：
3.2.4.1 有源设备（例如：干线放大器、分支干线放大器、延长放大器、分配放大器）的安 装：
（1）干线放大器、分支干线放大器、延长放大器、分配放大器的位置应严格按照施工图纸 进行施工。
（2）明装时：电视电缆需要通过电线杆架空，野外型放大器吊装在电线杆上，或左右1 米
以内的地方，且应固定在电缆吊线上，野外型放大器应采用密封橡皮垫圈防水密封，并采用
散热良好的铸铝外壳，外壳的连接面宜采用网状金属高频屏蔽圈，保证良好与地接触，接插
件要有良好的防水抗腐蚀性能，最外面采用橡皮套防水。不具备防水条件的放大器及其他器 件要安装在防水金属箱内。
（3）暗装时：根据图纸设计，电视箱体内放置一块配电板，箱体内器件均采用机螺丝固定
在箱体内的配电板上；配电板上的设备走线均由板的背面引至板前侧。在箱体内门板处要贴
箱内设备的系统图，并在上面标明电缆的走向及信号输入、输出电平，以便以后维修检查。
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（4）放大器箱内应留有检修电源。
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3.2.4.2 电缆敷设：
（1）干线电缆的长度应根据图纸设计长度进行选配或定做，以避免干线电缆传输过程中的 电缆接续.。
（2）电缆采用穿管敷设时，应先扫清管路，将电缆和管内预留的带线绑扎在一起，用带线 将电缆拉到管道内。
（3）电缆架空敷设时，应先将电缆吊线用夹板固定在电缆杆上，再用电缆挂钩把电缆卡在
吊线上。挂钩的间距宜为0.5 m ~0.6m。根据气候条件要留有一定的垂度。
（4）当架空电缆或沿墙敷设电缆引入地下时，在距离地面不小于2.5 m 的地方采用钢管保
护；钢管应埋入地下0.3 m ~0.5 m。
（5）沿墙壁架设电缆，应在墙上装好墙担和撑铁，把吊索固定在横担上，然后用电缆挂钩
将电缆卡挂在吊索上。墙担间距一般不大于6 m。
（6）电缆采用直埋方式时，必须使用具有铠装的能直埋的电缆，其埋深不得小于0.8 m。紧
靠电缆处要用细土覆盖10cm，盖沟盖板，并做标记。在寒冷的地区应埋在冻土层以下。3.2.4.3 分支分配器的安装：
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分支分配器应安装在分支分配器箱内或放大器箱内，并用机螺丝固定在箱内配电板
上；箱体尺寸应根据箱内设备的数量而定，箱体采用铁制，可装有单扇或双扇箱门，箱体内
预留接地螺栓，箱内装有配电板。
3.2.5 分配网部分安装：分配网部分的安装包括分配放大器的安装、分支分配器的安装、电 缆敷设和用户终端的安装。3.2.5.1 用户终端的安装：
检查修理盒口：检查盒子口有不平整处，应及时检修平整。暗盒的外口应与墙面齐平；盒子
标高应符合设计规范要求，若无特殊要求，电视用户终端插座距地面300 mm，距强电插座
水平距离500mm ；明装盒应牢固。电缆护套 电缆屏蔽层
电缆绝缘介质电缆芯线 线卡
图3.2.5.1 用户终端压接图
（2）结线压接：先将盒内电缆接头剪成100~150mm 的长度，然后
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把25mm 的电缆外绝缘
护套剥去，再把外导线铜网打散，编成束，留出3mm 的绝缘台和12mm 芯线，将芯线压在 端子，用Ω卡压牢铜网处。如图：
（3）固定盒盖：用户插座的阻抗为75Ω，用机螺丝将面板固定。3.2.6 系统接地
3.2.6.1 屏蔽层及器件金属接地：为了减少对有线电视系统内器件的干扰（包括高频干扰和
交流电干扰）和防止雷击，器件金属外壳要求屏蔽接地，全部连通，良好接地。
3.2.6.2 金属管路应与建筑防雷接地连为整体的接地。
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3.2.6.3 系统维护人员定期做防雷接地检查。3.2.7 系统测试 3.2.7.1 天线调试
（1）开路天线架设完毕，应检查各接收频道的安装位置是否正常；卫星电视天线的俯仰和 方位角的位置是否正常。
（2）用场强仪测量天线接收信号的电平值，微调天线的方向，使场强仪的电平指示达到最
大。同时观察接收的电视图像品质和伴音质量，无重影、无雪花、无噪点（或偶尔有噪点，但不讨厌）时，固定天线，并将天线的信号引下馈线绑扎整齐。3.2.7.2 前端设备调试
（1）将各频道的电视信号接入混合器，用场强仪测试混合器的检测口，调整各频道的输出
电平值，使各频道的输出电平差在2dB 以内。若调整混合器的调整旋钮无法达到2dB 的电
平差时，可对电平值高的频道增加衰减器。
（2）调整设置卫星接收机的接收频率及其他参数，适当调整调制器的输出电平至该设备的
标称电平值，并通过混合器的输出检测口测试，再适当调整混合器的信道调谐旋钮和放大器
输出电平，最终使混合器的输出电平差在±1dB，且电平值符合图纸
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设计要求（若无图纸设
计要求，应在施工前进行指标核算和指标分配，计算有源设备的电平值）。
（3）机房前置放大器（或干线放大器）的调试：按图纸设计要求，调整放大器的输出电平
旋钮、均衡旋钮（或更换适当衰减值的插片）达到图纸设计的电平值，通常做法，放大器的
输出电平不宜大于100 dB，（对于系统规模大，传输链路长的系统建议采用更低电平），相
邻频道的电平差±0.75 dB 以内，各频道间的电平差±2 dB 以内。（4）前端设备调试完毕后，将信号传输至干线系统。
3.2.7.3 干线放大器的调试：依据图纸设计的电平值进行调试，调整输出电平及输出电平的
斜率。若图像产生交、互调干扰，说明放大器的输出电平高于系统指标分配后的最大输出电
平，应重新进行指标分配，按照重新核算放大器输出电平的设计值进行调整。
3.2.7.4 分配网的调试：按照图纸设计要求，调整分配放大器的输出电平和斜率。在各系统 的用户终端进行测试，看用户终端电平是否达到系统设计要求，若无法达到设计要求，适当
调整分配放大器的输出电平和斜率、分支分配器等无源器件，以达到
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图纸设计值要求。系统
用户终端电平控制在64±4dB，并用彩色监视器，观察图像品质是否清晰，是否有雪花或条 纹、交流电干扰等。
3.2.8 系统验收：现场测试，并填写前端测试记录、放大器电平测试记录、用户终端电平测
试记录，并到相关管理部门办理验收手续。
4、成品保护
4.1 在屋面安装开路天线、主杆及卫星天线时，不得损坏建筑物、屋面防水及装修，并保持 现场清洁。
4.2 设置在吊顶内的箱、盒在安装部件时，不应损坏龙骨和吊顶。4.3 修补浆活时，不得把器件表面弄脏，并防止水进入器件内部。4.4 使用高梯时，不得碰坏门窗和墙面。
5、应注意的质量问题 5.1 无信号 处理措施：
（1）前端电源失效或有源设备失效。应检查供电电压或测量输入信号（有无）。
（2）接收天线系统故障。应检查短路和开路传输线，接插头，前端变频器、前端天线放大 器等。
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（3）线路放大器的电源失效。检查输入插头是否开路，再检测电源保险，电源等，从故障
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端至信号源端检查各放大器的输出信号和工作电源是否正常。
（4）干线电缆故障，检查首端至各级放大器间的电缆是否开路或短路，并检查各种电缆插 头。
5..2 信号微弱，所有信号均有雪花，此现象为信号电平未达到标准电平。处理措施：
（1）天线接收系统故障，检查前端接收信号的图像是否清晰，天线的朝向是否有偏离。
（2）前端设备有故障，看有源设备的输入、输出是否正常，若设备正常，看电缆馈线等是 否有短路现象。
（3）传输线路故障，由故障源向节目源的方向检查每台放大器的输出信号和放大器的供电 电源是否正常。
（4）分配网络中的无源器件是否有短路，电缆是否有损坏。5.3 图像重影
处理措施：属于天线接收的问题。采用监视器，观察接收电视信号的图像品质，若为前重影，是因为当地接收信号的场强过强，须对前端的信号变换频道传输处理；
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若为后重影，则因为
前端的接收信号受到周围建筑物的反射，应适当调整天线的位置，避开反射造成的重影现象。
5.4 图像出现条纹、横道干扰：
处理措施：放大器等有源设备的输出电平过高，超过该放大器的最大输出电平，或超过该有
源设备分配的指标。适当降低电平。5.5 有的图像有条纹干扰，有的图像清晰
处理措施：各频道的电平差过大，造成高电平的频道对低电平的频道干扰。应将电平调平。5.6 图像出现交流滚动横道干扰
处理措施：系统的屏蔽接地没有做好，在故障处及以前的放大器和分支器及电缆的屏蔽外壳 连做一体，可靠接地。
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天线交换系统 篇3
关键词：天线交换与控制系统,同轴开关矩阵,平衡转换器,偏向开关,程式开关
短波发射台一般有多部发射机及数十副天线,发射机的输出信号需要经过一套自动化的信号传输通路及控制系统,以实现信号通路的调配,如按照设备计划的运行图,将某一部发射机输出信号调配传输至对应的天线;或当某部发射机出现故障,需要另一部发射机启动代播调配;或某一部发射机需要上假负载等。这一自动化的信号传输设备通路及控制系统,我们称之为天线交换系统,它可便捷调配信号传输通路,很好地实现以上要求,从而提高设备使用效率,提升发射机房技术管理、设备运行的自动化水平。
某短波发射机房共有6部发射机、10副天线、1部假负载,其天线交换及控制系统如图1所示。它采用6×11组50Ω同轴开关矩阵、10套平衡转换器,至室外1×3场地型偏向开关接HR2/2/0.5天线,或经场地型程式开关接HR4/4/0.5天线。同时,还有实现信号通路交换、自动调度与运行的天线交换控制系统。
1 同轴开关交换矩阵
交换矩阵是由6×11组TK-6型同轴切换开关构成,用于将某部发射机射频输出信号切换至相应的平衡转换器,按照节目调度要求将射频信号交换传输至指定的天线或假负载。其技术参数如下。
工作频率:DC-40MHz
最大功率:200kW
特性阻抗:50Ω
两路之间的隔离度:40dB
驻波比:≤1.1
动作方式:电动/手动
电机电源:220V/50Hz
本同轴切换开关主要由主开关、传动装置、安装支架和微电控制四部分组成,其机械结构如图2所示,图中a为开关主体、b为传动系统、c为安装支架。它具有自动和手动两种操作方式,切换寿命可达10万次以上。
同轴开关的主体如图3所示。开关主体为其切换组件,它共有4个对外同轴馈管接口,1#、2#、3#和4#分别为4个接口,其中,1#、4#为一组,可分别接主、备发射机;2#,3#为一组,可分别接两个不同负载,以实现不同机器在不同负载上的切换。
同轴交换开关的传动系统由电动机、蜗轮减速器等组成。蜗轮减速器的速比为1:19,该蜗轮减速器为摩擦传动式减速器。当外界负荷大于摩擦力矩时,电动机及蜗轮空转,减速器不输出动力,保护蜗轮与蜗杆不致损坏、电动机不被烧毁。当电控失灵时,可用手柄直接摇动传动轴,以切换开关。
同轴交换开关的电控原理如图4所示。同轴开关继电器在接到天线交换控制系统的转动指令后,接通马达电源交流接触器,马达M得电转动,接通1#、3#接点或1#、2#接点,同时,位置信号通过K1或K2传回系统,实现了同轴开关切换的自动控制。由数十个同轴交换开关构成矩阵,切换发射机射频信号经平衡/不平衡转换器,输出到指定的发射天线。
2 平衡转换器矩阵
在发射台的传输系统中,发射机信号源单元输出的信号,一般为单边不平衡信号,而信号传输发射的天馈线系统需要的是平衡信号,因此,此时需要使用射频信号的平衡转换器,将发射机产生的不平衡信号转变为平衡信号。另外,还要实现发射单元的输出阻抗与天线输入阻抗匹配,若两者不匹配,则会产生驻波(输出信号没有经过天线发射出去而返回到了发射单元),影响发射机输出功率,失配严重时,有可能损坏发射单元设备。因此,平衡转换器有两个作用,即阻抗变换和非平衡到平衡转换。在本例中,其一方面完成将发射机50Ω同轴馈管输出转换成300Ω平行对称双线输出,同时,又起到不平衡到平衡的变换。
其技术参数如下。
工作频带:3.9～22MHz
阻抗变换:50Ω不平衡→300Ω平衡
输入:50Ω同轴馈管
输出:300Ω平行双线
驻波比:小于1.2(负载300Ω时)
由BLUN1～BLUN10,共10个平衡转换器组成的平转交换矩阵,就是通过天线交换控制系统根据运行图发出的平转控制信号(电机电源、电机到位信号等),切换射频信号传输至平衡转换器环节的信号通路,即由前一级同轴交换开关输出的发射机信号切换至指定的平衡转换器通路上来。
3 场地交换开关设备
本工程实例中,有两类场地型交换开关,分别是1×3偏向开关、程式开关。其中,偏向开关用于切换发射天线方向,程式开关用于变换发射天线幕的程式。程式开关由3台三位置开关组成,如图5所示,当输入端“0”均接至输出端“2”时,此时天线为HR4/4程式;当其中的1#、2#开关的输入端“0”均接至输出端“1”(同理,当1#、3#开关输入端“0”均接至输出端“3”)时,天线就为HR2/2程式。偏向开关如图6所示,当开关主输入端“0”接输出端“2”时,天线为主向发射;当主输入端“0”接输出端“1”时,天线为右偏向发射,同理,“0”接“3”时,天线为左偏向发射,即天线的发射主向将左偏或右偏一个发射角度(在保证发射电波主向场型不发生歧变的前提下,建议偏向发射使用角度以≥±6°且≤±15°为宜。),从而实现改变天线发射方向的作用。
4 天线交换控制系统
以同轴开关矩阵为核心的天线交换与控制系统,将使发射机、天线组成的射频信号通路严格按照播出运行图及用户操作程序实现自动化运行。该系统主要由开关控制和平转控制这两大部分组成。
开关控制系统系统以PLC (可编程序控制器)为下位机,并作为核心控制器,通过带有强抗干扰能力的输入输出端口板采集系统各部分的状态,如开关状态、发射机高压状态及假负载连锁状态等。同时,接受上位机(工控机)或面板操作下发的指令,驱动继电器板控制马达电源对射频同轴开关、室外场地偏向开关、程式开关进行操作,从而实现发射机输出信号通路的自动控制,即将射频输出信号按系统指令送到指定的天线或假负载上。如图7所示。开关控制系统系统具有自动模式、手动模式和应急控制模式。
开关自动控制系统硬件组成:下位机是PLC (可编程序控制器),上位机为一台工控机,输入输出接口板,电源,所有的系统安装于一个天线控制机柜。开关自动控制系统软件部分主要包括:上位机(工控机)上的人机交互界面,其自动控制界面直观地显示了各发射机信号通路的状态及报警信息,系统菜单里的各功能菜单可实现用户管理、操作日志、故障日志、临时代播、运行时刻表管理、时间校正等功能。下位机PLC中的控制软件实现与上位机通信并接收其下传的指令,实现自动控制,同时,将底层各单元的状态上传,实现上位机人机交互界面的系统状态显示。上、下位机(PLC)以串口模式进行通讯。
天线控制系统硬件包括实现核心控制功能的下位机PLC (可编程序控制器),实现人机交互以及系统管理的上位工控机系统,实现人机交互操作的操作面板,实现PLC (可编程序控制器)控制的底层继电器驱动的电路板,采样和控制信号传输的I/O接口等。同轴开关控制由11块继电器驱动电路板组成,每块板控制有6个同轴开关,从而实现控制6×11同轴开关交换矩阵;室外交换程式开关分别由4块电路板各控制1组,用于切换天线处于4×4程式或2×2程式;偏向开关由3块电路板共控制6个偏向开关,以实现天线方向切换功能。
平转控制系统是由继电器接点组成的逻辑矩阵。平转控制矩阵实现不同发射机输出射频信号经过10部平衡/不平衡转换器时,信号通路的选择切换,由继电器接点组成逻辑矩阵,受射频开关的到位信号控制。采用继电器接点组合成的平转矩阵与射频开关矩阵相同,用射频开关的到位信号控制平转信号交换矩阵,其控制原理如图8所示。以1#发射机通路为机例:TX1代表1#发射机,BLUN1代表1#通路的平衡转换器,射频同轴开关K100在A位置,K101在B位置,K201、K301、K401、K501、K601均在A位置时,射频通路为TX1→BLUN1,此时,平转矩阵里的继电器J101B吸合,J201B、J301B、J401B、J501B、J601B均相继吸合,则TX1马达板与平转1之间也就有了控制信号通路。
除了以上两大子系统外,还包含电源、连锁、报警和天线编码等附属系统。其中,连锁信号由PLC指令给出,通过电路板上通路状态继电器采样接点,经PLC采集和逻辑判断,当天线通路正常后,发送连锁信号正常信号给发射机控制系统。报警信号也由PLC指令给出,当有告警信息时,机柜内有蜂鸣器报警,面板报警指示灯亮,且上位机有文字提示故障类型。天线编码通过电路板上5个反应天线通路的继电器,根据其通和断的状态,利用二进制编码,反映出10副天线和1个假负载的27种状态。AC380V电源为射频开关的三相电机提供电源,AC220V为室内外开关的控制提供交直流电源。
5 结语
该例天线交换系统设备,历经五年多的安全运行,其设计合理、运行安全、自控程度高,大大提升了发射机运行的稳定性及设备的自动化水平,在工程实践中收到了良好的效果。
参考文献
[1]国家广电总局无线局编.广播电视发送与传输维护手册.第十一分册[S].中短波广播天线设备.2001.
公文交换系统 篇4
电子公文交换平台是一个跨地区、跨单位、跨部门交换型的公文应用平台支持安全可靠的政府型、集团型电子公文信息交换，可有效提高政府及集团办公效率，推进政务信息化建设。作为长江数据电子政务解决方案的核心应用平台，电子公文交换平台具有良好的系统兼容性和伸缩性，可灵活挂接其它办公自动化系统及相关业务系统，是一个实用、安全、高效的政务应用平台。
实现跨部门、跨单位之间电子公文的安全传输。通过提供统一的业务平台，不同部门、不同单位完成电子公文的发送、传输、接收以及打印等业务操作。
1.1.平台整体框架
电子公文交换平台根据全市电子公文交换标准，提供发送公文、接收公文、发送回执、接收回执、流程监控和消息通知等各种Web Service接口。全市各部门的办公自动化系统必须能支持电子公文交换平台接口的调用。
各部门OA系统自行维护部门内部的办公流程，电子公文交换平台专用于维护跨部门的办公工作流程。由此构成一个全市各部门（包括各部委办局单位、县、市、区等）数字办公流转的两级层次结构。
目录和认证服务用于统一维护全市各政府部门的组织结构，统一管理用户帐号和权限，进行用户身份认证。电子公文交换平台同时建立与档案局的归档接口和消息通知平台接口，提供自动归档和手机短消息通知服务。
1.2.业务办理
分为收文待办与发文待办分别对公文按多种方式进行统计，如按未查看、待签收、待回复等等。
1.3.功能介绍
电子公文交换平台主要由发文管理、收文管理、文种与红头制作、电子印章管理、收发文监控、收文提醒、检索与统计、系统日志、组织机构管理、公文模板库、权限管理等功能模块组成。
从上图可以看出，电子公文交换系统主要由四大部分组成：公文传输、数据接口、日志管理，以及系统维护。其实，系统维护和日志管理是任何应用系统都必须具备的基础性功能;另外，公文传输实现公文交换的基本业务，完成公文的跨部门的交换业务;考虑到公文交换系统必定要同办公自动化系统通讯，数据接口是保证数据一致性而规定的接口规范。需要指出的是：在这些业务处理环节中，必须保证每个环节的“安全性”。对于政府部门来说，传输过程中的红头文件的安全性是最大的顾虑，因此，公文的安全性，以及公文传输过程的安全性，成为最设计公文交换系统时重要的需求和必须首要考虑的因素。关于这点，CA安全体系相关技术提供了很好的保障。
总之，电子公文交换系统平台以办公自动化为基础，充分利用现有资源和现有网络平台条件，与OA系统能够无缝紧密地连接，加快政府机关之间无纸化公文传输的进程，提高公文流转的速度，进而可以提高政府机关行政事务的处理效率。1.3.1.发文管理
发文操作
将已制作好的公文草稿导入到电子公文交换平台（也可以采用引入附件的方式或通过本平台公文编辑工具在线套用公文模板进行编辑），用于电子公文的分发。经过套印红头、电子签名后的电子文件才真正成为“电子公文”文件。 公文盖章
对导入电子公文交换平台的电子公文，进行电子印章的加盖，加盖电子印章后，公章在公文中的位置、公文的正文内容均不能再进行任何修改。 公文分发
选择收文单位，设置公文原件打印份数，再将公文分发给各收文单位。 公文催办
发文单位可以对收文单位发送公文的催办信息，催办信息根据收文单位的个性化设置不同采用不同的催办方式，比如SMS方式、邮件提醒方式、即时消息方式、声音提醒方式。
1.3.2.收文管理
公文收回
若公文分发时有误，发文单位可以对发送出去的公文按单位进行收回处理。收回的方式有两种方式：对于收文单位还没有签收的公文，平台直接删除收文单位所接收到的公文；对于已经签收的公文平台会向收文单位发出通知，由收文单位进行退回操作。 公文签收
收文在首次打开阅读时，系统会自动发送签收回执，并可以查看公文。 收文打印
严格按公文流转的安全机制实现，公文在发给本单位时已经由发文单位确定原件可打印的份数，每打印一次原件都记录在案，并通知发文单位，当超过打印次数时，平台自动提示：“您已超过打印次数”，确保原件的打印次数与发文单位的要求相符。收文单位还可以通过平台向发文单位申请打印次数，并注明申请原因，经过发文单位审核批准后，收文单位可再次打印公文。 公文归档
各单位可以对各自收到公文进行归档操作。 收文回执
对发送出的文件接收情况进行跟踪，系统能自动记录其公文签收人、签收时间、签收状态等。 收文提醒
设计了公文接收的提醒功能。提醒可以为SMS方式、邮件提醒方式、即时消息方式、声音提醒方式等。
1.3.3.后台管理
检索与统计
允许公文交换平台用户采用简单和高级两种方式检索符合条件的公文内容，并可以完成对公文的统计，如按公文标题进行简单搜索或按公文标题、发文单位、来文单位、收（发）文日期、文号、主题词、密级、紧急程度等多种要素进行组合搜索。 系统日志
实时跟踪、记录所有操作人员的使用日志，具体包括：系统登录人姓名、登录时间、登录人计算机IP地址、公文发送日志等。 组织机构管理
对需要使用此电子公文交换平台的单位进行统一管理，通过系统设置可对组织机构的变动随时作出调整。 权限管理
提供了平台用户管理，也可由CA中心向电子公文交换平台用户颁布证书，并可以绑定用户相关权限，比如用户信息修改、提交用户证书信息、对本单位用户的收发文可进行统一维护等等。
1.4.平台架构
1.5.平台特点
可伸缩性强，适用任何规模
平台适用于各种级别的政府机关或大型集团，充分考虑纵向网、横向网及混合网络模式下的文流转特性，为政府和集团单位构筑不同应用规模的安全、高效、实用的电子公文交换平台，实现跨不同网络、不同网段下的公文交换。 无缝整合，支持异构系统
用户不仅可以直接使用平台进行公文报送、接收，也可将现有的、分散的多个办公自动化应用系统紧密集成，实现异构系统收发文交换管理。 实时集中管理模式
平台采用先进的实时集中管理模式，各级单位的公文文件、政务信息都可以在此平台中进行科学、规范管理和有序地进行交换。 可扩展、可集成
平台采用开放式体系结构，各个模块独立实现，并具有标准接口，可在现有平台基础上进行二次开发，同时还可以与第三方应用程序、各类WEB应用集成，使信息交换更加快捷、方便。 印章锁定
平台上加盖电子印章的文件将被锁定，不能随意复制、修改、移动，防止文件盗用滥用。 报表统计
广播发射台天线交换显示装置 篇5
广播发射台使用5部发射机分别通过19个交换开关连通到8副天线, 需实现直观展现各发射机至天线的通路情况;在19个交换开关处安装高压指示灯, 当交换开关带有高压时指示灯红色警示常亮;工作环境为强电磁干扰环境。
2 装置分析与系统框图
2.1 装置分析
根据实现目标分析, 本装置采用模块化设计, 并在硬件模块设计时加强抗干扰能力。在设计软件时采取动态自动推算算法, 增强系统扩展性及程序容错能力, 确保天线交换显示系统在强电磁干扰环境下的正常运行。
2.2 系统硬件框图
3 硬件模块说明
3.1 采集模块
需采集5部发射机发射状态、5部发射机加高压状态、19路交换开关、1路高低频率状态, 共30路开关输入信号, 由采集模块将开关信号可靠采集, 并转换为电压信号传输给通信主控模块。为确保系统采集数据的可靠性, 提高采集系统的抗干扰性, 采集模块设计方案采用前端后端设计, 前后端间采用光电隔离。前端为信号输入端, 采集电压选用24V直流电压进行驱动, 输入信号经防颤处理电路, 去高频干扰电路处理, 得到准确输入信号。后端为信号整形电路, 确保经光电隔离转换后输入信号状态准确无误。
3.2 通信主控模块
将采集模块信号进行数字模型转换, 结果发送至从通信模块。
模块核心硬件为单片机, 本装置采用抗干扰能力极强的STC系列单片机。与通信从模块之间采用R S485总线通信协议进行连接, 并在远程通信模块两端采用隔离放大电路增强通信线路抗干扰能力。
在软件方面, 对采集模块输入信号进行差时信号对比容错算法, 加强系统模块间通信容错能力。通信主模块与从模块间采用CRC (循环冗余校验码) 校验加确认校验核对数字传输协议。
3.3 通信从模块
与通信主控模块进行双向数据通信, 将相关数据送入显示控制模块。通信从模块共有两个:一个连接至本地显示控制模块, 另一个为远程显示控制模块。在软件方面, 与通信主模块相匹配, 同样采用CRC校验加确认校验核对数字传输协议。
3.4 显示控制模块
根据通信模块送达系统相关数据, 计算显示结果, 送入交换开关高压指示灯、通路展示面板, 对系统工作状态进行展示。模块核心硬件为单片机, 本装置采用抗干扰能力极强的STC系列单片机, 并在硬件上引入看门狗电路, 最大限度地加强硬件容错性。软件方面, 采用设备状态对象化理念, 由发射机为根向上逐级根据设备状态寻找天线通路, 确保了设备通路准确。
3.5 通路展示面板
通路展示面板的显示包括以下几方面内容:
(1) 通路上线段的显示。通路上线段是指发射机到同轴交换开关之间的线段、同轴交换开关到交换开关之间、交换开关之间以及交换开关到天线之间的线段。每段通道由LED灯带制成, 该段灯带发光, 表示该线段在发射机到天线贯通的通道上。
(2) 交换开关的显示。通路展示面板在制作时, 已将开关上的直通和转向通道都制作出来, 如图2所示。由显示主控模块的送来的信号决定该开关上到直通或是转向点亮。
(3) 加高压情况下通路的显示。当发射机到天线之间的, 且通路上没有加高压时, 在通路显示屏上的贯通通路会以蓝色显示出来;当通路上加有高压时, 在通路显示屏上的贯通通路会以红色显示出来。
3.6 交换开关高压指示灯
交换开关高压指示灯使用抗干扰能力强的LED灯泡, 设置于天线交换开关实际位置处, 当其所代表的交换开关上带高压时, 交换开关高压指示灯发光作出警示。
4 软件揭示部分说明
为进一步加强该装置的可用性, 方便值班监控人员随时、随地了解天线工作情况, 本装置可提供B/S (浏览器/服务器) 架构的在线展示功能:S端采用稳定可靠的Linux系统搭建, 实时采集相关数据, 对外提供展示服务;在内部网络可达范围内, 使用浏览器软件随时查看天线交换系统的运行工况;本装置使用通路显示驱动程序、采集及信号处理程序、工况展示服务程序、通信协议驱动程序和数据传输程序共五种程序。
5 结束语
此显示装置系统可以减少甚至杜绝广播发射台值班监控人员在切换天线时的误操作。在科技迅猛发展的时代, 可以充分利用网络和B/S架构通过一定的权限, 实现多位值班监控人员访问天线交换显示装置, 突显实用性和交互性。
摘要：本文主要介绍了广播发射台为辅助保障天线交换系统工作运行状况的实时监控需求, 实现天线通路的直观显示。在工作环境为强电磁干扰环境下, 确保安全操作, 所采用硬件核心模块为单片机控制, 核对数字传输协议的显示装置。
天线交换系统 篇6
屏蔽式平衡式短波广播天线交换开关, 也就是我们俗称的3×8开关, 是短波广播信号传输过程中必不可少的一个环节。该短波天线交换开关可以方便的组成交换灵活的短波天线交换矩阵, 相邻通道之间的隔离度大于50dB。无线局有500kW短波广播发射机的发射台中, 500kW短波广播天线交换开关全部是进口的, 价格昂贵。为了实现交换开关的国产化, 2001年, 我们对屏蔽式平衡式短波广播天线交换开关进行了调研, 成功生产出满足客户需求的开关。开关特性参数如下:
输入特性阻抗是300Ω;输出特性阻抗是300Ω;输入端两馈线接口的中心间距:250mm;输出端两馈线接口的中心间距:250mm;最大传输功率:500KW, 带100%调幅;开关外形尺寸:875x875x1318mm;在短波频带内, 驻波比小于1.08;相邻传输通道之间的隔离度大于50dB;电机功率:160W;最大切换周期:4.8秒;控制电压:DC24V/AC220V。
该短波广播天线交换开关已成功应用于我局24个短波台的36个短波发射机房, 大大增强了我局短波天线交换的灵活性, 降低了由于天线交换系统引起的停播事故, 提高了我局短波广播播出的效果, 节约外汇约500万美元。
该短波广播天线交换开关项目曾获得无线局2007年度技术进步奖二等奖和国家广电总局2008年度科技创新奖, 科技成果应用与技术革新奖类三等奖。
2 屏蔽式平衡式短波广播天线交换开关的结构及工作原理
屏蔽式平衡式短波广播天线交换开关大致可分成四大部分:框架部分、信号传输部分、传动部分和变速箱。
框架部分是支撑开关的主体结构, 它的精度直接影响开关传动部分的到位精度, 因此, 框架的焊接工艺要求非常严格。焊接时, 通过专用胎具固定后, 掌握由于焊接金属管材发生变形的程度进行焊接, 这样才能保证其尺寸的准确性。
信号传输部分由转向、直通馈管, 主轴, 刀体, 绝缘子, 接点等零部件组成, 完成短波广播信号的传输任务。信号传输部分为整个产品电气指标能达到要求的关键部分, 因此传输部分的材料选择及工艺都是非常重要的。在材料的选择上, 为了达到开关的阻抗要求, 刀体选用黄铜, 馈管为紫铜, 绝缘子为高频瓷。在工艺上, 转向及直通馈管中波纹管的焊接方式是非常关键的, 既要保证在焊接的时候不变形, 又要保证焊接完成后不能有虚接, 所以这点对焊工的水平有相当高的要求。
传动部分为槽轮拨轮结构, 为了保证槽轮和拨轮配合的精确, 我们采用线切割的加工手段, 线切割是一种电加工机床, 靠钼丝通过电腐蚀切割金属 (特别是硬材料、行状复杂零件) 。线切割工艺能够最大程度的保证工件的精度。
变速箱在整个开关中属于灵魂部件, 开关的切换时间和到位是否精确都决定于变速箱的结构。变速箱采用的是二级变速蜗轮蜗杆结构。蜗轮蜗杆传动用于两轴交叉成90度, 但彼此既不平行又不相交的情况下, 通常在蜗轮传动中, 蜗杆是主动件, 而蜗轮是被动件。
蜗轮蜗杆传动有如下特点: (1) 结构紧凑、并能获得很大的传动比, 一般传动比为7-80。 (2) 工作平稳无噪音。 (3) 传动功率范围大。 (4) 可以自锁。 (5) 传动效率低, 蜗轮常需用有色金属制造。蜗杆的螺旋有单头与多头之分。
传动比的计算为:i=n1/n2=z/K
(n1-蜗杆的转速n2-蜗轮的转速K-蜗杆头数Z-蜗轮的齿数)
变速箱部分控制开关的切换时间的同时, 也是开关的电动和手摇操作的兼容部分。
3 屏蔽式平衡式短波广播天线交换开关的工作原理
屏蔽式平衡式短波广播天线交换开关有两个传输状态 (±45°) --直通和转向, 它是通过电动机和变速箱带动主轴的转动, 来实现直通和转向两种状态的转换。交换开关单元采用纵横分布的排列方式, 完成发射机和天线之间的转接任务。
4 屏蔽式平衡式短波天线交换开关的改进
近年来, 为了扩大广播电视信号的覆盖率, 大功率发射机被广泛使用, 由此, 对天线交换开关的使用要求也随之提高。为了满足客户的使用要求, 我们对交换开关做了必要的改进。这些改进主要是变速箱、传动部分和触点连接片的材料。
4.1 变速箱的改进
为了能与进口交换开关互换使用, 要求开关的切换时间在2s内。原有开关的切换时间是4.8s, 有效转动时间是2.5s, 但客户现有控制系统的转换时间是2s, 这就要求开关的切换时间更快, 经过反复试验, 我们把转换时间定在1.5s左右。
缩短转换时间就意味着要提高转速, 通常情况下提高转速有两种方法, 一是提高电动机转速, 二是降低变速比。
第一种方法实现起来比较简单, 不用改变变速箱的内部结构, 实验周期短, 在时间短任务急的情况下, 这是最可行最优先选择的方法。原来的电动机是160W、1400r/min, 现改用370W、2800r/min的电动机, 速度达到了要求, 但电磁离合器偶有打滑现象, 工作状态很不稳定, 这样会影响到整部开关的工作状态, 经过推算应该是蜗轮轴传递的转矩超过了电磁离合器的额定转矩, 电磁离合器的额定转矩是24.5N.m, 现计算蜗轮轴传递的转矩为:
蜗杆轴传递的转矩:T1=9549P1/n1=9549×0.37/2800=1.3 N/m
蜗轮轴传递的转矩:T2=i T1η=15×1.3×0.9=17.6 N/m
电磁离合器传递的转矩:T=36.5/30×T2=36.5/30×17.6=21.5 N/m
电磁离合器实际传递的转矩与其额定转矩很接近, 而且式中的传动效率 (η值) 是估计值, 再加上装配过程中电磁离合器的装配间隙若过大, 有可能导致额定转矩减小, 以及其他一些不可知的原因, 使电磁离合器实际传递的转矩有可能比其额定转矩大, 就造成了电磁离合器的打滑现象。蜗杆的输入转矩不能超过1500r/min, 基于以上计算, 彻底否定了这种方案。
第二种方法是降低传动比, 这就要对变速箱进行一次大变动, 改变蜗杆或蜗轮的头数或齿数, 达到要求的传动比, 与之相关的变速箱、基板等都要做相应的改动。电动机的转速是1400r/min, 所以要想保证开关切换速度在1.5s左右, 必须使转速在10r/min左右, 那么传动比i为:
i=n1/n2=1400/10=140
为了减少要变动的零件数, 可使第一级传动比不变, 这样一级蜗杆轴和蜗轮尺寸都不用变, 只减少第二级传动的传动比, 改为10, 则总传动比为150, 最终转速为v:
v=n1/i2=1400/150=9.33r/min
则开关转换时间t为:
t=1/4v=1/4×9.33=0.027min=1.6s
通过计算, 设计时间在要求范围内, 完全能满足控制系统的要求, 最终选择了这种方案。
在这种转速下, 按照齿面接触疲劳强度进行计算, 并验算了滑动速度和蜗轮轮齿弯曲强度后, 我们选择的蜗杆分度圆直径是28, 计算得到的蜗轮分度圆直径是50, 则中心距是39, 与原来的43相差很大, 有可能要重新铸造变速箱, 但是重新铸造变速箱周期太长, 成本也会随之增大, 因此决定对蜗轮进行变位, 变位系数是0.8, 这样既能使用原来的变速箱, 缩短了重新铸造变速箱的周期, 又节省了生产成本。
4.2 传动机构的改进
以往的变速箱与传动部分之间的动力传递采用槽轮机构, 又称马尔它机构。槽轮机构主要分成传递平行轴运动的平面槽轮机构和传递相交轴运动的空间槽轮机构两大类。平面槽轮机构又分为外槽轮机构和内槽轮机构。槽轮机构具有结构简单、制造容易、工作可靠和机械效率较高等优点。但是槽轮机构在工作时有冲击, 随着转速的增加及槽数的减少而加剧, 故不宜用于高速, 其适用范围受到一定的限制。我们采用的是平面槽轮机构, 它是由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的周期性转动。槽轮机构 (如图所示) 由带圆柱销的拨轮和具有径向槽的槽轮组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时, 拨动槽轮转过900角;当圆柱销转出径向槽后, 槽轮停止转动。转臂转一周, 槽轮完成一次停转运动。为了保证槽轮停歇, 可在转臂上固接一缺口圆盘, 其圆周边与槽轮上的凹周边相配, 这样既不影响转臂转动, 能锁住槽轮不动。为了避免冲击, 圆柱销应切向进、出槽轮, 即径向槽与转臂在此瞬间位置要互相垂直。槽轮机构结构简单, 工作可靠, 转位迅速, 重复定位精度高, 解决了以往开关切换中重复定位精度不高, 不能保证每次切换到位准确等故障。
虽然槽轮机构有许多优点, 但是在运转时, 延迟的时间有些过长。为了缩短延迟时间, 我们把这一结构简化, 让它既能满足定位精度, 有能缩短延迟时间。在机械加工方面也降低了难度。改变后的结构如图。
4.3 触点连接片的改进
原有开关的触点连接片的材料是磷青铜和锡磷青铜, 磷青铜具有耐蚀性、耐磨损, 冲击时不发生火花, 强度高, 组织致密均匀, 切削、钻孔等机加工性能极佳, 具有加工铜屑均匀细小、加工表面光洁及自润滑无需维护等特性。锡磷青铜是一种合金铜, 含锡量一般在3~14%之间, 主要用于制作弹性元件和耐磨零件。这种合金具有较高的力学性能、减磨性能和耐蚀性, 易切削加工, 钎焊和焊接性能好, 收缩系数小, 无磁性。可用线材火焰喷涂和电弧喷涂制备青铜衬套、轴套、抗磁元件等涂层。具有良好的导电性能, 不易发热、确保安全同时具备很强的抗疲劳性。改进后的材料为铍青铜, 铍青铜的物理性质与磷青铜大致相同,
通过以上改进, 屏蔽式平衡式短波广播天线交换开关的各项指标均达到客户要求, 但由于是使用在500KW大功率的发射机上, 我们甚至对于每个部件的组装都要做到认真仔细。在变速箱的组装过程中, 发现了很多问题, 最突出的就是离合器接合面间隙不一样大, 最大间隙差达到0.3mm, 造成这种情况的原因有:蜗轮与轴的同轴度超差、电磁离合器动片与轴的同轴度超差、蜗轮与电磁离合器动片的接合面平面度超差, 而且这些原因都不是单独存在的, 有可能是其中两种或两种以上的原因共同作用的结果, 要明确是什么原因很困难, 初步断定是电磁离合器动片与其铜片接触的面过于粗糙, 而且有明显的铁屑存在, 同一平面的高度差在0.2mm以上, 有的达到0.4mm, 针对发现的问题, 我们跟离合器厂家提出了要求, 今后有望改进。
随着广播电视行业的快速发展, 一些关键设备的需求也在不断增加。为了能更好的服务于广播电视领域, 能够更多的使进口设备国产化, 我们将不遗余力的继续开发研制更多的设备和配件, 为我们的无线事业尽自己的绵薄之力
参考文献
[1]杨义勇.机械系统动力学[M].北京:清华大学出版社, 2009.