河南省广播电视发射台天馈系统技术探析

摘 要：河南省广播电视发射台自从2011年起迁移至新址中原福塔，开始了广播电视节目的无线覆盖任务，在保证传输数量和质量的情况下，如何通过对播出系统的改造提高系统的播出可靠性，成为值得探索的问题。本文介绍该台调频5+1系统建设的设计思路，设计方案以及取得的效果。

河南省广播电视发射台目前承担着河南省电视台和河南人民广播电台以及河南数字电视和手机电视等共计14套电视调频等节目在以郑州为中心的方圆45 000 km2内的无线覆盖任务。发射台站2011年元旦迁移至河南的地标建筑中原福塔内开始无线覆盖任务。鉴于高塔的特殊性和发射场地的局限性，利用好机房场地，提升效益的探讨就显得尤为重要。为满足其当前的播出需求和未来扩容的可能性以及各个频率共塔互相间无干扰，必须采用适当的多工系统和天馈系统。经过多方研究论证设计，中原福塔天馈系统可发射36套广播电视节目，发射天线主要为垂直极化，为无线广播电视发射由模拟向数字的全面转换奠定了基础。本文针对发射塔的天馈线系统工程从几个方面进行介绍。

1 多工器和天馈系统的目标任务

多工器和天馈系统是无线发射环节重要的部分，目前发射台站电视播出发射机常采用一主一备的模式，调频发射机由于近年来设备全固态、数字化、模块化的技术日益成熟，发射机环节单一模块故障设备仍能完成播出任务，且可以快速地用备用模块替换。鉴于此，调频发射机常采用N+1的播出模式，多频率共用一台备机。但多工器属于无源器件，只要维护得当，出故障影响播出的几率几乎为零，所以没有要求做备份。天馈系统由于大多数暴露在室外，长期受风吹日晒，氧化快，容易导致故障，为了确保播出的安全和日后扩容的需求，对多工器和天馈系统做以下要求。

（1）通过双工器实现多套节目共用1套天线系统播出。

（2）新天线能满足6套调频广播节目的播出需求，每套发射功率10 kW。

（3）设计安装2套垂直极化天线，使其天线的使用频率覆盖整个调频波段，即87～108 MHz；要求单套天线驻波比带宽在S≤1.20时，B≥12 MHz。

（4）单套天线系统设计功率60kW。

（5）考虑到人民群众随着生活水平的提高对精神生活的需求越来越大，以及未来广播电视无线发射数字化的发展趋势，尽量多地设置一些可用于移动接收的无线数字电视频道和调频广播频率。

2 多工系统配置方案

调频多工器是系统可以用来发送多个频率的无源元件，它的选择相对其他元件看起来简单一些，但也绝不可以掉以轻心。它的一个显著特点是不需要设置多个天馈系统，可以在同一时间实现多频点传送。实践证明，多工器在调频系统内的使用，不仅使无线发射系统天馈部分变得简单，更节省了天线的空间，降低了设备投资和运行成本。并且由于多工器自身所具有的隔离滤波作用，大大降低了多天线的近距离所带来的串扰现象。对发射机房室内空间的使用也有很大的帮助，因此，多工器被广泛应用于调频广播发射系统。

调频多工器的是由一组星型双工器和桥式双工器（又称滤波式双工器）组合得来的。两个带通滤波器或谐振滤波器组合称之为星型双工器，每个输入端都表现为窄带特性。工作中对多工器的选用要因地制宜，根据发送节目频点之间的间隔和发送节目的数量来具体决定多工器的配备类型。桥式双工器使用两个3dB耦合器和两个带通滤波器，其功率输入端不选用谐振器件，因此在输入端口呈现宽频的性质有稳定的输入阻抗，所以这种形式易于级联扩展，并且频点之间的隔离度能达到较为理想状态。

具体的配备要在施工时候根据发射的频点具体去选合适的多工器，但要注意应根据现场实际情况，合理安排摆放位置，要美观大方，方便未来的调试维护。连接馈管要尽可能短，必须注意馈管的内部连接芯必须使用和外部相同的国家标准件，因为新老件可能有一定的差异，如果因尺寸不一而造成连接不紧，在设备的使用中极容易出现打火现象，击坏多工器。

3 天馈线系统配置方案

3.1 中原福塔设计标高388 m。其中天馈线设计高度120 m，若将机房设计在塔座部分，系统损耗非常大。为大幅度缩短主馈线长度，提高发射效率，将发射机房设置在标高241 m的塔楼七层和标高245 m的塔楼八层，通过变更设计一方面极大地降低了对馈线的投资，节约了运营成本，另一方面也减少了系统的损耗，避免了跨线长距离传输可能产生的故障因素。发射台采用的主馈线有两种型号：31/8″和5″。31/8″主馈线的衰减为200 MHz：≤0.521dB/100m，通过此方案的变更系统减少衰减1.042dB；5″主馈线的衰减为600 MHz：≤0.75dB/100m，减少衰减1.5dB。以调频系统为例，主馈采用31/8″馈线，长72 m，衰减为0.375dB，天线增益为7.5dB，将室内硬馈及弯头的损耗减去，相当于增大一倍发射功率，工程完工经实地收测，调频广播的收测半径超过了120 km，对中原城市群实施了全覆盖。

3.2 随着广播电视无线数字化工作的推进，未来的无线发射数字化内容将会成为趋势，面向未来的需求，需要提前对天线进行合理的配置。配置中考虑

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