【摘要】 本文就南安电视台原来的调频无线发射系统整体升级改造进行原因说明,同时采用、增加设备的功能及设备的优越性进行简明单述。
【关键词】 调频无线发射系统 原则 设备改造与配置
南安广播电视发射台地处南安市城区南山,海拔300多米,地理位置非常优越,播出任务繁重,但一直以来存在如下问题:1.上山只有盘山小道,汽车只能到山脚,设备搬运和维护只能靠徒步;2.闽南沿海属于多雷区,位于南山上的发射台设备经常遭受雷击;3.原有发射机使用年限较长,经多次维修,设备已趋老化;4.发射台为无人值守台站。
根据以上现状,台领导要求我们技术部对整个电台发射系统及外围进行技术改造,尽可能的保证安全播出。基于以上原则,我们通过政府采购程序,并与多家厂家进行探讨,实地考察,综合其它电台发射塔的建设经验进行一系列改造。以下是我们根据实际情况进行的技术改造,供大家交流探讨:
一.采用设备的总体原则
1.全固态调频立体声广播发射机招标技术方案要求系统设计科学,配置合理,工作稳定安全,性价比高,符合新技术发展方向,并具备一定的扩展性。所使用的系统设备应具备稳定的、成熟的先进技术,要求功能完备,发射机应具有标准通信协议接口。
2.设备要求运行可靠,系统设计考虑完善的应急方案,应急操作要求既安全又快捷、方便。
3.整个系统操作直观简便,系统信号调配灵活,系统维护管理方便。
4.发射机应具备良好的可维护性。
5.厂家谈判应针对发射台所在地区特殊的地理环境条件,必须进行实地现场考察,制订详尽技术方案及施工方案,包括防尘、耐高温高湿、盐雾、防雷等方面。
6.整体项目调频谐波测试需达到泉州市无线电管理局测试的标准。
二.设备的改造与配置
1.防雷接地
南山在南安市区是海拔最高的山,防雷措施的改造对于我们这次发射系统工程改造是重中之重,必须建设一个有良好效果的防雷系统以确保机器设备不被雷击。我们主要通过改善地网条件、电源防雷、天馈防雷综合提高防雷效果。
(1)重新进行地网施工,我们在原有的发射塔沿山顶呈辐射状从六个方向形成独立接地点,专门做成2.5米×2.5米矩形地井,地井深度为4米,每个接地点敷设一定数量接地模块(采用Φ50㎜×50㎜×5㎜角铁)、填埋长效降阻剂(木炭、铁粉、食盐等)等,水平接地体均埋于地下,焊接部位及户外特别是裸露部分均进行双重防腐防锈处理,经过一定时间后经地阻仪测得接地电阻小于1欧姆;如下图所示:

(2)同时对南山发射机房进行联合接地改造,防止地电位反击;
(3)发射机输出端增加发射机专用射频避雷器(型号LKF-5KW-50Ω-Φ40),功率5KW;
(4)对于发射机房电源部分增设德国原装进口OBO避雷器(三相四线C级保护带N-PE隔离,40KA,型号: V20-C/3+NPE)。
2.调频发射机及天馈系统
购置一台意大利原装进口Elenos(意利诺斯)型号为ETG3500全固态调频发射机,该发射机主要有以下特点:
(1)整机效率非常高(标称为整机效率≥68%),整机经过实测效率超过71%,非常节能环保,整机效率的提高使得发热量和温升非常小,这从根本上提高了大功率电子设备的稳定性;该机的额定功率为3.5KW,目前我们使用的功率为3KW。
常小,整机只有4U高度,重量32kg,设备搬运非常轻便;
(3)该发射机带有数字音频AES/EBU接口输入,能有效改善音质,并能在一定程度提高抗干扰性;立体声信噪比≥72dB,立体声分离度≥55dB,失真度≤0.05%,谐波和寄生辐射≤-80dB,音频频率响应±0.1dB(30Hz/15KHz),左右音频输入电平调整-15dB~+10dB通过显示屏以0.1dB步进调整,预加重0/25/50/75μS通过显示屏可调。
(4)发射机提供完整的通讯协议,均为数字量呈现,包括发射机内部每组电源、每组末级功放组件的电压、电流、温度、功耗等;
(5)重新购置了一套天馈系统(四层单偶垂直极化发射天线,型号为TK04-5KW;两层单偶定向垂直极化发射天线,型号为TK02D-5KW,驻波比≤1.10,增益8.2dB),以提高发射增益和功率容量。

图1 调频发射机图片
3.音频链路的改进
(1)播出机房增加一台音频处理器,改善音质的同时,防止音频音量过大引起发射机过调失真;
(2)购置一台广播级多路数字音频光端机(型号CAES02-E),该型号的光端机输入信号模拟数字音频任选,输出两路数字音频,并自带以太网通道,提供监控链路,从电台演播室到发射机均采用数字音频透明传输,从而有效保真音频质量,并提高音频抗干扰性,同时通过音频光端机自带以太网通道,可以实现发射机远程监控信号回传及发射机房视频信号回传。
4.发射机智能远程监控,实现发射机实时监控
采用调频发射机提供厂家自主开发的ELENOS远程监控系统,通过数字音频光端机自带的以太网通道,实现在山下广播电视台局域网内计算机实时监测发射机的各类工作数据,只要是发射机液晶屏上显示和能调整的数据均可远程监控,主要数据包括:
①、对发射机进行开、关机操作,并可实现主备机远程智能同轴倒换
②、调整发射机的功率和频率
③、对发射机的音频进行实时调整、显示
④、对每组开关电源的工作电压、电流、温度、输出功率进行显示
⑤、对每组末级功放管的电流、温度、功耗进行显示
⑥、对整机工作效率、机房环境温度、风机转数(转数根据温度受控)进行显示
⑦、对N+1系统的六组工作频率的各项参数进行单独设置,包括每个工作频率的频率、功率、音频工作模式、音频电平、预加重等
⑧、定时开关机功能
⑨、历史记录及故障信息查询,故障时将声音报警等等。
⑩、能实现主备发射机智能倒换(手动/自动)
以下为监控界面

图2 监控主界面

图3 监控发射机电源数据

图4 监控发射机功放管数据
5.外围辅助设备的改造
(1)购置一台稳压电源,改善南山发射台站因离变压器较远而产生的电压不稳引起的设备故障;
(2)增加一台带来电记忆功能的空调,对机房进行除潮降温,这样就可以避免机房断电后来电要重新到南山进行调整室温。
三.小结
通过以上技术更新改造,并通过近1年的运行,完全满足台里对安全播出的要求,主要体现在以下方面:
1.调频发射机24小时不间断满功率运行,尚未发生任何故障,系统设备稳定性高,安全播出有了保证;
2.由于采用发射机智能远程监控系统,能实时监测控制发射机的工作状态,随时查看发射机的健康状况,及时对发射机的工作状况进监控并能对出现的故障进行分析,减少运维工作量;
3.收听音质明显提高,声音更加动听悦耳;
4.提高了ERP,电台覆盖范围扩大。
参考文献:
1、《南安广播电视台无线覆盖设备更新竣工文件》;
2、《米波调频广播技术规范GB/T 4311-2000》
3、张隆,《天津台调频天线、多工器改造》;《广播电视信息》(下半月刊);2007年03期;
4、《广播电视安全播出管理规定》