金湖县广播电视发射塔新建工程技术方案

2018-01-19伍得兵金湖县广播电视台

视听界(广播电视技术) 2017年6期

伍得兵金湖县广播电视台

1.金湖县广播电视发射塔现状

金湖广播电视发射台建成于1985年，位于金湖县城区中心，现建有两层机房楼、两层附属用房楼各一栋。两层机房楼一楼为配电用房，二楼设有发射机房。原发射塔总高度98米，架设有米波天线一副、调频天线一副以及分米波天线叁副。承担金湖广播电视台一套自办调频广播信号，四套模拟电视信号（中央一套、江苏卫视、淮安台、金湖台），三个频道地面无线数字电视信号的无线发射任务。

2.项目建设的必要性

（1）消除安全隐患。金湖县广播电视发射塔于1985年建设，处于居民小区中，目前已经超过使用年限并存在安全隐患，必需进行迁建。

（2）提供公共服务。建设广播电视发射塔既是一项向全社会提供公共服务的重要民生工程，也是一个地方广播电视事业发展的基础性工程。

（3）服务城市建设。广播电视发射塔是一个城市的地标性建筑物。在满足传输节目功能的同时，建设广播电视发射及其配套用房也可以为城市建设、全域旅游添彩。

3.项目建设内容

本项目的主要建设内容包含以下六项内容。

（1）广播电视发射机系统

新建1套调频广播发射系统、3套数字电视发射系统、4套模拟电视发射系统及以上系统的附属系统。另外，考虑到未来广播电视的发展，预留1套数字电视发射系统和1套调频广播发射系统所需的设备安装位置和电力容量。

（2）天馈线系统

发射塔上安装三副UHF天馈线系统、一副VHF-III天馈线系统、一副调频天馈线系统。

（3）节目传输系统

本系统建设将完成金湖广播电视发射塔无线发射所需要的广播电视节目信号源的接收任务。同时，对接收的所有广播电视节目主、备信号源进行监听、监视、监控和检测。

（4）发射台智能化系统

本系统包括综合布线系统、接收信号分配系统、视频安防监控系统和出入口控制系统。为工作人员提供语音、网络通信的支持，为正常工作提供安全保障。

（5）发射塔

新建148米广播电视无线发射塔，结构形式为空间格构式筒体结构。

（6）业务用房

4.项目场地选择要求

（1）有效覆盖要求

根据广播电视发射塔的场地选择要求，以及广播电视发射台搬迁不减少原有覆盖区域和覆盖人口的原则，对金湖新建调频电视发射塔进行覆盖预测。

根据现有金湖广播电视发射塔拟搬迁新场址的地理位置和发射参数,利用频率规划软件对上述台址的无线覆盖进行了计算预测，从结果可以看出，金湖广播电视发射塔迁址后，可以满足对金湖县的无线覆盖要求。

（2）电磁辐射防护要求

在有军事通讯、机场导航等设施的地区建设广播电视发射塔须考虑电磁兼容，并需与有关单位协商，报主管部门批准。

发射天线辐射电磁场在居民区的总功率密度，不应大于国家规定标准，场地距居民区必须保持辐射防护的最小距离，需编制相应的环评报告，并报主管部门批准。

5.项目工艺技术方案

金湖广播电视发射塔新址位于金湖县淮金线东侧、金北镇董河村贴堤河北侧。金湖县北，东经：118°59’8.78”、北纬：33°4’37.04”；海拔：约6米。

5.1 广播电视发射工艺设计

5.1.1 概述

金湖县广播电视无线发射塔建成后将承担调频广播，无线数字电视的发射任务，实现中央、江苏、金湖三级广播电视节目对金湖县、郊区的有效覆盖。该台迁址建成之后，发射机房和控制室以及相关的检修室位于发射塔塔座。其中，发射机共计8部，发射功率共计6.6KW。其中，调频广播占用1个频率发射1套广播节目，采用单机发射形式，发射机数量为1部；模拟电视占用4个频道发射4套模拟电视节目，采用单机发射形式，发射机数量为4部；数字电视计划共占用3个频道发射3套数字电视节目包，采用单机发射形式，发射机数量3部。另外，分别预留一个数字电视发射频道和一个调频广播发射频率。表1至表3分别是新塔建成后的调频广播发射机、模拟电视发射机和数字电视发射机的节目内容及技术参数配置表。

表1 调频广播发射机配置表

表2 模拟电视发射机配置表

表3 数字电视发射机配置表

表4

5.1.2 系统描述

本项目广播电视发射系统中，调频广播发射机和数字电视发射机系统均采用单机发射方式，每个无线广播电视频道（率）均预留一部备机的位置，备机功率与主机功率一致。

考虑到未来广播电视的发展，发射机房内预留的一个数字电视发射频道和一个调频广播发射频率，计划采用一主一备形式，主备机功率一致。同时，发射机房内预留出相应的设备安装位置以及电力容量等。

在控制室内，部署发射机自动化监控系统。本系统由发射机控制主机、交换机和数据库服务器等设备组成，构成一个以IP交换为核心的计算机局域网，对发射机的节目源调度、运行状态和配置数据进行采集、存储和控制，实现发射机的自动化管理。发射机自动化监控系统功能如下：

（1）发射机节目源调度：对发射机输入的主备两路节目源进行智能化调度。

（2）发射机监控：对发射机的工作状态和主要运行参数进行监测、记录和存储，并可供查询。对每部发射机的常规操作提供计算机界面上可控制功能。

（3）主备机切换：实现主备机之间切换和开关机操作，可设置为自动或人工方式。

（4）故障报警：当发射机的监测数据异常或控制动作异常时，根据设定的报警规则发出声报警和短信报警。

5.2 天馈线系统工艺设计

金湖县广播电视发射台目前承担了4套模拟地面电视、1套调频广播和2个数字地面电视频道的发射任务，其相关的频率/频道、发射功率及节目见表4。

考虑到目前任务需求以及未来广播电视事业发展需要，本工程需新建5副天线，从桅杆顶端向下依次为：

（1）T1天线：在发射塔分米波塔段（边宽800mm）安装一副模拟UHF四层四面四偶极板水平极化天线，发射频道为DS-18/DS-24（共用），天线挂高约145米，天线的功率容量为10KW，天线可根据覆盖要求进行赋型设计；

（2）T2天线：在发射塔分米波塔段（边宽800mm）安装一副模拟UHF四层四面四偶极板垂直极化天线，发射频道为DS-29，天线挂高约135米，天线的功率容量为10KW，天线可根据覆盖要求进行赋型设计；

（3）T3天线：在发射塔分米波塔段（边宽800mm）安装一副数字UHF四层四面四偶极板垂直极化天线，发射频道为DS-29，天线挂高约135米，天线的功率容量为10KW，天线可根据覆盖要求进行赋型设计；

（4）T4天线：在发射塔米波塔段（边宽1800mm）安装一副VHF-III四层四面四偶极板水平极化天线，发射频道为DS-7，天线挂高约123米，天线功率容量为3KW，天线可根据覆盖要求进行赋型设计；

（5）T5天线：在发射塔调频塔段（边宽3000mm）安装一副调频四层四面双偶极板水平极化天线，发射频道为92.6MHZ，天线挂高约106米，天线功率容量为3KW，天线可根据覆盖要求进行赋型设计。在T5天线下方预留12米的空余塔段，为今后发展使用。根据工程实际和安全播出的要求，选择适合发射系统的馈线类型，初步选用3-1/8”或1-5/8”同轴电缆，发射机房设置在发射塔塔座内，以减少馈线损耗。馈线型式及长度见表5。

5.3 信号传输系统工艺设计

本系统建设将完成金湖广播电视无线发射塔无线发射所需要的广播电视节目信号源的接收任务。同时，对接收的所有广播电视节目主、备信号源进行监听、监视、监控和监测。

5.3.1 节目信号传输系统

本系统包括卫星接收子系统和光传输子系统，对接收的各路节目信号分别根据业务需求进行处理调配。信号传输方式可选择多节目数据流、单节目数据流、IP数据、基带SDI和AES/EBU信号、射频信号等。

（1）卫星接收子系统

在塔座屋顶设置3副卫星接收天线，将接收的信号直接送往发射台的节目信号处理系统，作为中央、省节目开路发射的备份节目信号源。卫星接收节目内容见表6。

表5 馈线型式及长度

表6 卫星接收节目内容

（2）光传输子系统

a.通过江苏省联通光缆干线网，接收中央电视节目10套、江苏及各省卫视10套、中央及江苏省广播节目10套、江苏省2路地面数字电视节目流。将接收的中央、省广播电视节目经过调解码等送往发射机房的节目信号处理系统。

b.通过江苏省有线电视SDH干线网，采用2个不同路由的光缆，从网络公司机房分别传输中央电视节目1套、江苏省电视节目1套、淮安市电视节目1套、金湖县自办电视节目1套、金湖县自办广播节目1套、江苏省地面数字电视节目流2路，作为发射系统的备路信号源。

5.3.2 信号监听、监看、监控及监测系统

为确保节目播出的安全性、可靠性和功能性，配置节目传输自动化管理系统，该系统主要完成节目源接收和自动切换及信号质量监测。在任一路节目源故障时能自动切换下一级别备用信号投入使用，同时具有自动愈合、人工干预等功能，可根据要求手动切换及紧急切断输出信号。

监听监看主要对节目源传输系统和分路切换处理系统两部分的信号进行监听监看，信号包括卫星接收机输出信号，光传输系统输出信号的监听监看，信号处理切换点的监听监看，发射机开路接收信号的监听监看。

监测主要分为各级设备的故障报警信息显示及各环节信号质量的实时检测。

6.项目覆盖预测

覆盖预测中各频道所使用的天线系统是按照常规配置，采用了全向天线。在具体工程实际中，根据覆盖干扰分析（对周边台站同、邻、镜频的影响）调整天线场形，尽量做到增加有效覆盖、减少干扰。6.1发射参数见表7

表7 新建发射台频道天线配置参数

6.2 频率规划软件

本项目预测软件为瑞典WRAP专业频率规划软件，瑞谱（WRAP）软件可提供高效的频谱管理和网络规划；提供多种传播模型进行覆盖范围预测（模型主要包括 DETVAG90/FOA、LTU-R-P：526、LTU-R-P：452、LTU-R-P：1546、Longloy-Rice：OKUmura-Hata等）；能够进行有效的干扰分析，链路性能计算；卫星网络协调；短波规划；能够对中波广播、调频广播和地面数字/模拟电视广播、移动多媒体广播进行频谱扫描、场强预测、覆盖分析、干扰分析等。

本项目预测模型采用ITU-P R21546传播模型：该模型用于有效发射天线高度小于3000m、路径长度在1-1000km之间的陆地路径、海面路径和/或陆地-海面混合路径上的对流层无线电电路。模型的基础是对经验导出场强曲线进行内插/外推，而该曲线是距离、天线高度、频率和时间百分比的函数。计算程序还包括对该内插/外推法所得的结果进行校正，以便纳入地形净空和地物遮挡对终端的影响，适用于平原和丘陵地区。接收天线高度为10米。采用90m分辨率地形高程地图，没有城市建筑物等地物数据。