新型天线控制系统在短波发射机中的应用

郝大海

摘 要：天线这一设备，在我们日常生活中发挥着很大作用。随着电子技术的快速发展，为适应各方面新的需求，天线控制系统也在不断的更新，新型的天线控制系统随之问世，正以其不可代替的优势，在各行各业中广泛应用。文章介绍了新型天线控制系统的相关知识，包括同轴开关矩阵和偏向场地开关，以及其具体的应用，希望给同业者以参考。

关键词：发射机；自动化系统；天线控制；同轴开关；矩阵系统

1 什么是新型天线控制系统

新型天线控制系统的核心采用同轴开关矩阵，同轴开关矩阵是通过短波发射机及天线的连接系统进行工作。它主要功能用于切换信号，负责将发射机射频输出信号切换到平衡转换器。同时系统内还有室内开关矩阵与室外交换开关，室外交换开关设有程式开关和偏向开关，两个开关分工不同。室内开关矩阵与室外开关矩阵交互工作，把信号传输到天线。同轴开关矩阵后面的转换器，就是专门进行这方面的工作，发射机射频输出经过同轴开关矩阵，经平转到室外开关矩阵再到天线，完成传输过程。

2 有关具体操作细则

下面我们具体来看一下操作系统，新型的操作系统位于控制面板上，它的操作由几个部分构成，即切换的操作与显示的操作。首先，是切换部分，天线交互切换的操作是由开关的电动控制来完成的。其次，是显示部分，显示是通过模拟控制屏来完成的，控制开关的状态可以显示在屏幕上。

（1）自动控制具体操作细则。整个按制系统是全自动的，都位于控制面板上，包括所有上面的波段开关，都是处于全自动的位置。控制系统会根据运行的时间表依次进行，主要根据上位机输入下载的情况来进行。关于射频开关的切换，控制面板也会自动切换，发射机会自动到达正确的天线轨道上，全过程都是系统自动完成。

（2）下位机常态下具体操作细则。下位机的具体操作，分为正常情况下与非正常情况下两种，即常态与非常态操作。下位机在正常情况下工作，都是先要将开关钮向需要的波段上，然后开动电源按钮，系统开始进入状态。下一步需要完成交换，完成交换过程涉及有无高压的问题，如果有高压的情况，会有文字提示出现报警，如果没有高压，开关交换就顺利完成，这主要是由下位机来进行判断。

（3）下位机非常态下具体操作细则。以上介绍了下位机正常情况下的工作，但有时下位机会处于非正常情况下，那当下位机处于非正常情况下是如何进行工作呢？这种情况下，要首先判断操作有无高压，这就需要根据经验进行人为的判断。如果没有高压，就手动把开关调到需要的波段，再按下按钮开关。按钮开关要有先后顺序，先按电机电源开关，然后是紧急切换近钮，因为这个按钮是属于应急操作按钮，是在系统最开始调试阶段，或者非常态下采取的办法，不能随便使用和操作，因为按下这个紧急切换按钮对系统有一定影响，会对发射机连锁信号造成影响。整个这个过程就是开关交换过程。

3 如何认识天线交换控制系统

天线交换控制系统由开关控制系统和平转控制系统组成，开关控制系统具有自动、手动干预及手动应急控制，平转控制系统是由继电器接点组成的逻辑矩阵。开关控制系统由下位机PLC（可编程序控制器）作为核心控制器，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。开关自动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）上开发了友好的人机界面，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。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，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控制。

4 有关天线控制柜的解析

下面我们来解析一下天线控制柜的构成，天线控制柜由两个标准机柜构成。这两个机柜在系统内分工不同，一个有电源负责供电，另一个负责控制电路。各种控制功能分别安装在这两个柜上，其中包括各种开关控制系统。一个柜设有同轴和室外开关控制系统和PLC控制系统，室外开关控制有室外偏向开关控制系统，以及室外程式开关控制系统，表示开关状态和开关電路。另一个柜设有手动控制面板和连锁控制等。

4.1 有关平转控制交换矩阵的解析

平转控制交换矩阵的解析从二个方面来进行，即构成与功能两方面。首先来解析平转控制交换矩阵的构成，平转控制交换矩阵是由10个5A板组成，其中矩阵是由继电器接点构成，它的构成和同轴开关矩阵相同，同轴开关到位信号同样也支持继电器控制信号。其次是它的功能，平转控制交换矩阵具有切换信号的功能，可以将指定的发射机平转控制信号切换到指定的平衡转换器，包括电机电源和电机的到位信号切换等。

4.2 有关开关控制的解析

一个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，室内同轴开关的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。同轴开关控制由1A板控制，每个控制板控制6个同轴开关，共由11块电路板组成，控制6×11同轴开关交换矩阵和1A板的基本原理。开关的电机供电由柜后门打开面对的挂板上的交流接触器供给。

另一个柜面板上有对单个开关的控制旋钮，当系统工作于自动模式下时，所有波段开关打在自动位置。室外交换开关有两种：程式开关和1X3偏向开关，程式开关用于切换天线程式，偏向开关用于切换天线方向。程式开关由三个位置开关组成，当三个开关同时处于2位置时，天线处于HR4/4程式，当两个柜开关同时处于1位置时，天线处于HR2/2程式。偏向开关用于改变天线方向，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。

4.3 有关供电方面介绍

系统关于供电方面，是通过一系列装置来完成的，这些装置分别位于两个机柜面板上。其中一个机柜面板上有多组电源，分别为室内和室外开关控制供电，还有许多断路器，是为三相电机供电的。

5 结束语

文章介绍了关于新型天线系统的相关知识，以及它在具体应用中发挥的作用，相信大家会对新型天线系统的应用有一个总体的认识。产品革新与换代有其必然性，是科学发展的结果，也是新需求下的催生产物。在天线领域当中，还有许许多多我们需要探索和改进的地方，这需要我们专业人员不断提升技术水平，不断开拓进取，发挥创新思维，创造出更多更全、功能更优、更适合使用的新型天线设备来。如今，随着新型天线系统在各方面的广泛应用，为广电行业的快速发展带来新的契机，也为人们生活带来越来越多的快捷。相信天线领域的快速发展与创新，必将为大家打开一扇又一扇的窗户，不断拓宽视野，增长见识，迎接更美好的未来。

参考文献

[1]蔡葵.大功率短波发射天线的偏向发射原理研究[J].黑龙江科技信息，2014（4）.