短波发射台节目传输系统分析

王殿超

【摘 要】节目传输系统通过卫星天线接收节目信号，经过一系列设备将节目信号传输到发射机房的音频处理器，为发射机提供安全可靠的节目源，在安全播音工作中具有重要地位。

【关键词】节目传输；卫星天线；节目源

1 系统概述

五九四台在2005年西新工程后，我台传输发射部门分为中控机房和甲、乙、丙三个发射机房，中控机房由原来的节传机房发展而来，工作任务也由原来的仅仅负责全台发射机的节目传输工作扩展到负责全台节目传输、发射机自动控制和自台监听监测工作。新建成的中控机房安装了一套全新的节目传输系统，为发射机房的发射机提供不间断的节目源，让我台的节目传输工作更加安全可靠。新的节目传输系统全面实现了数字化，其主要特点如下：

1.1 使用数字信号传输，抗干扰能力强

卫星天线接收的节目信号是模拟信号，在传输过程中节目信号经过数字化设备处理从模拟信号转化成数字信号，通过音周电缆和光缆传输到位于发射机房的音频处理器。

1.2 采用不同波段的节目源，提高节目源的可靠性

我台有三路节目源，分别为C波段节目源、KU波段节目源和补乐录音机节目源（C波段为主用节目源，KU波段为备用节目源，补乐录音机为紧急节目源），一旦C波段节目源出现问题系统会立即切换到KU波段节目源进行播音，即使C波段、KU波段两路节目源都出现问题，也可以启用补乐录音机进行紧急播出，不会造成节目源的中断。

1.3 节目源自动切换，减少停播时间

当主用节目源出现问题系统会自动切换到备用节目源上，不用值班人员到设备前手动操作，大大减少了停播时间，也杜绝了在手动操作时人为责任性事故的发生。

1.4 节目路数自动切换

同一部发射机在不同时间段使用不同的节目路数，机房主任提前做好节目运行图，系统根据节目运行图自动切换每部发射机每个播音时段所需要的节目路数，值班人员只需复查该时间段节目路数的正确性，不用手动操作。

2 系统组成

节目传输系统由卫星天线、高频头、功分器、卫星接收机、音频四选一、光端机等设备组成。

整个节目传输系统的传输流程为：卫星天线接收微弱的节目信号，节目信号经过高频头的低噪声放大、下变频、中频放大，经由第一中频电缆传至功分器，功分器将第一中频信号平均分配为若干路提供给各个卫星接收机，卫星接收机通过解码将原是模拟信号的节目源转化成数字信号，经过音频四选一的选择，输出的数字节目信号分成三路通过音周电缆和光缆送到发射机房。

2.1 卫星天线

卫星天线是整个卫星通信系统的重要组成部分，是短波发射台信号输入的通道，卫星天线性能的优劣影响整个节目传输系统的性能。短波发射台站与卫星之间的距离遥远，为保证信号的有效传输，广泛采用反射面天线。反射面天线的特点是方向性好，增益高，便于信号的远距离传输。

反射面的分类方法很多，按工作原理分，常见的卫星天线可分为旋转抛物面天线、卡塞格伦天线、格里高利天线、环焦天线等类型。我台使用的天线类型为卡塞格伦天线和环焦天线。

卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个反射面和一个馈源组成。从馈源辐射出来的信号被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，信号平行于抛物面法线方向定向辐射。卡塞格伦天线的优点是天线效率高，噪声温度低，缺点是副反射面及其支干会造成一定的遮挡。

环焦天线由主反射面、副反射面和馈源喇叭组成。环焦天线的设计可消除副反射面对信号的阻挡，也可基本消除副反射面对馈源喇叭的回射，馈源喇叭和副反射面可设计的很近，有利于在宽频带内降低天线的旁瓣和驻波比，提高天线效率，缺点是主反射面的利用率低。

同时我台卫星天线接收不同频段信号，分别为C波段和KU波段卫星天线，两种卫星天线互为备份，这就避免了在日凌、雨衰、雪衰时所有卫星天线受到影响，为不间断的播音提供优质节目源信号。

2.2 高频头

高频头的作用是低噪声放大、下变频、中频放大，它的性能的好坏直接影响整个节目传输系统的质量，是节目传输系统的重要部件。

高频头由输入法兰盘、矩形波导、耦合装置、低噪声放大器、本振、混频、中放和电源稳压等部件组成。为了尽量减小输入信号的损耗和在传输放大过程中混入外部噪声信号，高频头的设计中低噪声放大器与混频器、中放紧密相接封装在一起，然后用低损耗第一中频电缆将变频放大后的第一中频信号送到卫星接收机。

当本振频率高于信号频率时，称为高本振；当本振频率低于信号频率时，称为低本振。我台C波段高频头为高本振，KU波段高频头为低本振。高频头所使用的电源来自卫星接收机。卫星接收机根据不同的极化方式提供不同的直流电压，卫星接收机为水平极化时提供18V直流电压；卫星接收机为垂直极化时提供14V直流电压。

2.3 功分器

功分器全称为功率分配器，将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件。

功分器从结构上可分为两大类：有源功分器和无源功分器。有源功分器由放大器组成，主要特点为由增益、隔离度高，缺点为有噪声；无源功分器没有放大器，主要特点为工作稳定、结构简单、基本无噪声，缺点为接入损耗大。功分器的主要技术指标为频率范围、承受功率、主路到之路的分配损耗、输入输出间的插入损耗、支路端口间的隔离度、每个端口的电压驻波比等。

我台选用有源功分器，其主要功能为：将第一中频电缆传送的第一中频信号平均为若干份，提供给各个卫星接收机作为输入信号；对各个卫星接收机之间进行隔离，以减小由于卫星接收机之间相互干扰。

2.4 卫星接收机

卫星接收机又称为综合接收解码器，由调谐器、第二中频信号解调、信道解码、MPGE—2传输流解复用、MPGE—2音/视频解码和模拟音/视频信号处理等组成，其主要功能有：节目数据流解码、利用智能卡中的密钥进行解密、接收并处理各种用户命令、下载并运行各种应用软件。

我台采用ACS1240型数字卫星接收机，其可以自动搜索接收音频信号，并将搜索到的节目存储到单片机中，从而使接收机具有断电记忆功能，保证断电后所锁定节目不会丢失，同时可以存储多张运行图，让卫星接收机根据节目运行图切换节目路数。音频输入为有源功分器提供信号，音频输出有平衡模拟音频信号和AES/EBU数字音频信号。

ACS1240数字卫星接收机的参数设置可以通过本地手动和远程控制两种方式设置。本地手动设置就是在卫星接收机上进行各种参数设置，卫星接收机具有液晶面板和操作按钮，可以操作液晶面板上的菜单进行设置，包括增加节目、删除节目、节目运行图选择、本振频率设置、下行频率设置、极化方式选择、符号率设置等，通过设置不同参数可以选择接收C波段或KU波段卫星节目信号，并可以手动选择当前播出节目路数。远程控制设置是通过软件进行设置，ACS1240数字卫星接收机具有RS232接口，通过RS232转RJ45的转换头接入节目传输系统网络，实现节目传输控制软件对卫星接收机的自动控制，可以远程设置卫星接收机参数，也可以把做好的节目运行图传送给卫星接收机，卫星接收机根据节目运行图自动切换当前所用节目路数，如果遇到临时播音，也可以通过紧急播出选项手动选择节目路数，实现了卫星接收机控制的自动化。

2.5 音频四选一

音频四选一是整个节目传输系统的关键设备，它的存在解决了多路节目源自动切换的问题。在使用音频四选一前，虽然有主备两路卫星信号节目源，但是当正在使用的卫星信号节目源出现问题时，必须由值班人员手动的插拔卡侬头切换到正常的节目源上，音频四选一实现了节目源切换的自动化，减少了节目源故障造成的停播。

音频四选一由信号分析选择机箱和信号分配扩展机箱组成。音频分析选择机箱通过单根绞合线与卡侬头连接，引入四路信号，分配扩展机箱通过DB-25插座和分析选择机箱连接，把信号分为两路并输出。信号分析选择机箱完成对信号的分析判断，并通过RS232转RJ45转换头接入节目传输系统网络，实现音频调度软件对音频四选一的远程控制。

音频四选一最多可以接四路节目源分别为A路、B路、C路和应急，有两种操作模式分别为手动、自动和遥控。在手动模式下可以人工选择使用的节目源路数；自动模式在A路为主用，当A路有故障无信号时，音频四选一会自动切换节目源路数直至有正常的节目源；遥控模式是可以通过操作音频调度软件实现对音频四选一的控制。同时音频四选一还具有A路断电直通功能，在断电情况下依旧有节目源信号的输出。

分配扩展机箱的两路输出，一路输出信号通过音周电缆传送到发射机房的音频四选一，一路输出信号通过音频分配器分为两路信号再经过光端机的光电转换通过光缆传送至发射机房的音频四选一，实现了发射机房节目源的一主两备，为节目传输的安全性提供保障。

2.6 光端机

光端机是光信号传输的终端设备，主要负责光电转换以及光发射和光接收。

光端机总是成对出现，分为光发射机和光接收机。光发射机由光源和电路组成，光源是实现电光转换的关键器件；光接收机将接收到的微弱光信号放大、再生为原传输的信号，并将光信号转换成电信号。

我台节目传输系统中采用OPT-1000A和OPT-2000光端机，该设备主要用于高质量广播节目源的传输，为远距离传输高质量节目源提供保障。

3 总结

节目传输工作是广播发射工作的重要环节，发射机房的音频处理器接收到节目信号才能完成安全播音工作。我台的节目传输系统从设备的选型到整个系统的安装部署都满足安全播音工作的要求，能够为发射机提供高质量、不间断的节目源，保证安全播音工作的顺利进行。

[责任编辑：杨玉洁]