南京新建中波发射台天馈系统建设
2019-07-31吴少青严浩南京广电集团
吴少青 严浩 南京广电集团
1.天线
1.1 技术要求
按照《中、短波广播发射台设计规范》规定,单桅杆发射天线距遮挡天线距离应大于发射频率的1倍波长,不大于500米,同时应尽可能减少邻频干扰。
考虑南京台中波发射频率与征地面积状况,确定采用多频共塔的发射方式以节约天线区占地面积,使用4副中波天线发射11个中波频率,并合理分配在4副中波天线上,频率相近的尽量拉开距离。中波天线频率见表1。
1.2 天线布局
本项目选址地点位于南京市江宁区谷里街道,北纬31°51'17.42",东经 118°38'36.94",距南京市中心约23公里,项目所在地区目前尚属农村,征用土地面积336亩。
根据《中、短波广播发射台设计规范》的要求,在现有场区的条件下,按照发射天线间距尽量大、天线相互之间干扰尽量小的原则,在场地的中央北面架设A1,在场地的西北角架设A2,在场地的西南面架设A3,在场地的东北角架设A4,确保对发射台东北部南京方向的发射覆盖效果。
天线与发射机房的合理布局应该是发射机房位于场地的中心,各天线围绕发射机房分布,馈线损耗和天线的间隔能保证较理想的状态。但实际场地地势南高北低,发射机房宜建在地势高处,避免雨水倒灌等问题;另外,从减小天线对发射机房内设备和人员的电磁辐射的角度出发,特别是考虑大功率天线的辐射防护问题,发射机房和天线的布置位置如图1所示。
4副中波天线由于受场地所限,部分天线间距达不到规范要求。天线布局在场地所限范围内,尽量拉大各铁塔天线的间距并采取优化措施。
1.3 天线选型
天线选型方案如下:
(1)A1塔:频率801kHz和1008kHz双频共塔,功率等级为50kW +50kW,采用底部接地的四边形并馈自立式中波铁塔天线,塔高约120m;
表1 中波天线频率分配
图1 发射机房和天线的布置位置
表2 中波天线间距
(2)A2塔: 频 率 900kHz、1170kHz、1422kHz三频共塔,功率等级50kW+50kW+10kW,采用底部绝缘的四边形自立式中波铁塔天线,塔高约120m;
(3)A3塔: 频 率 747kHz、1098kHz、1557kHz三频共塔,功率等级3kW+3kW+10kW,采用底部绝缘的四边形自立式中波铁塔天线,塔高约80m;
(4)A4塔:频率612kHz、927kHz、1503kHz三频共塔,功率等级3kW+3kW+10kW,采用底部绝缘的四边形自立式中波铁塔天线,塔高约80m。
1.3 天线选型
天线选型方案如下:
(1)A1塔:频率801kHz和1008kHz双频共塔,功率等级为50kW +50kW,采用底部接地的四边形并馈自立式中波铁塔天线,塔高约120m;
(2)A2塔: 频 率 900kHz、1170kHz、1422kHz三频共塔,功率等级50kW+50kW+10kW,采用底部绝缘的四边形自立式中波铁塔天线,塔高约120m;
(3)A3塔: 频 率 747kHz、1098kHz、1557kHz三频共塔,功率等级3kW+3kW+10kW,采用底部绝缘的四边形自立式中波铁塔天线,塔高约80m;
(4)A4塔:频率612kHz、927kHz、1503kHz三频共塔,功率等级3kW+3kW+10kW,采用底部绝缘的四边形自立式中波铁塔天线,塔高约80m。
2. 地网铺设
天线地网半径取发射频率波长的1/4-1/2,可根据实际情况适当调整,在场地允许情况下尽量加长地网铺设长度。本项目所取地网最小半径见表3。
每副天线的地网均为辐射状敷设,由每隔3度一根的φ3.0硬铜线构成,共计120根。地网线埋深300-500毫米。地网线汇集在铁塔中心,用环形铜板锡焊连接。环形铜板与天线调配室的接地母线接好并锡焊牢固。
表3 天线地网半径(m)
3. 调配网络
3.1 技术要求
图2 天线地网辐射状敷设
在每个发射塔下设调配室,天线均采用集中参数元件调配。主要广播发射频率的调配网络按数字广播的要求设计,其他实验频率对广播发射频率的影响必须降到最低。天调网络必须采取防雷措施。
(1)通带特性
天线调配网络必须严格匹配,并具备良好的通带特性。
a.1008kHz天调网络需要满足以后数字广播的要求,满足中心点频率VSWR≤1.05;中心频率±5kHz,VSWR≤1.10;中心频率±10kHz,VSWR≤1.2;中心频率±15kHz,VSWR≤1.4;
b.其他频率天调网络需要满足中心点频率VSWR≤1.05;中心频率±5kHz,VSWR≤1.2。
(2) 抗干扰能力强
在所有频率同时满功率、满调制度播出情况下,3kW发射机的反射功率≤40W, 10kW发射机的反射功率≤100W,50kW发射机的反射功率≤500W;接天线测量指标达到设计要求。
(3)调配网络有足够的冗余量、损耗少,在满功率90%调幅连续运行时,调配网络温升小于15℃;网络器件经负荷温升平衡,接头接点温升正常。
(4)网络与天线端连接包括但不限于接地电感防雷、磁环防护和电容隔离防雷。
(5)调配室内部各调配元件的连接应有良好的电气接触,连接处紧密结合,各导体表面应平滑,不应有毛刺;满功率加100%单音调幅无跳机保护现象,满功率100%调幅冲击状态下,无打火现象发生,并能稳定工作。调配室内部六面铜皮屏蔽。
3.2 调配网络方案
具体如表4。
3.3 调配网络结构示意图
图3、图4是调配网络结构示意图。
表4 调配网络方案
3.4 调配网络及测试指标
(1)A1天线
a. A1天线简介
如表5。
图3 双频共塔网络
图4 三频共塔网络
表5 A1天线简介
b. A1网络原理图
A1网络原理图见图5。
c. A1天线801kHz调配网络测试指标
图5 A1网络原理图
A1 中心频点(801kHz) ±5kHz ±10kHz主网络 1.01 1.02 1.06备网络 1.01 1.06 1.13
d. A1天线1008kHz调配网络测试指标
±5kHz±10kHz±15kHz主网络 1.03 1.06 1.08 1.18备网络 1.02 1.04 1.08 1.21 A1 中心频点(1008kHz)
(2)A2天线
a. A2天线简介
天线形式 天线高度 工作频率 馈线规格自立式底部绝缘中波天线120m 900kHz/1170kHz/1422kHz三频共塔SDY-50-80 SDY-50-40
b. A2网络原理图
A2网络原理图见图6。
c. A2天线900kHz调配网络测试指标
±5kHz ±10kHz主网络 1.03 1.06 1.09备网络 1.03 1.06 1.1 A2 中心频点(900kHz)
d. A2天线1170kHz调配网络测试指标
图6 A2网络原理图
A2 中心频点(1170kHz) ±5kHz ±10kHz主网络 1.05 1.08 1.15备网络 1.04 1.08 1.15
e. A2天线1422kHz调配网络测试指标
A2 中心频点(1422kHz) ±5kHz主网络 1.03 1.1备网络 1.02 1.1
(3)A3天线
a. A3天线简介
天线形式 天线高度 工作频率 馈线规格80m SDY-50-40自立式底部绝缘中波天线747kHz/1098kHz/1557kHz三频共塔
b. A3网络原理图
A3网络原理图见图7。
图7 A3网络原理图
c. A3天线747kHz调配网络测试指标
A3 中心频点(747kHz) ±5kHz主网络 1.03 1.16
d. A3天线1098kHz调配网络测试指标
A3 中心频点(1098kHz) ±5kHz主网络 1.02 1.1
e. A3天线1557kHz调配网络测试指标
A3 中心频点(1557kHz) ±5kHz主网络 1.005 1.04
(4)A4天线
a. A4天线简介
天线形式 天线高度 工作频率 馈线规格自立式底部绝缘中波天线612kHz/927kHz/1503kHz三频共塔80m SDY-50-40
b. A4网络原理图
A4网络原理图见图8。
c. A4天线612kHz调配网络测试指标
A4 中心频点(612kHz) ±5kHz主网络 1.03 1.15
d. A4天线927kHz调配网络测试指标
A4 中心频点(927kHz) ±5kHz主网络 1.04 1.06
e. A4天线1503kHz调配网络测试指标
A4 中心频点(1503kHz) ±5kHz主网络 1.02 1.08
图8 A4网络原理图