高山发射台发射机备用天线改造方案设计与实施

张艳强，张旭荣，马云龙

（1.玉溪市五脑山广播电视发射台，云南 玉溪 653100；2. 中国广电网络有限公司玉溪分公司，云南 玉溪 653100）

0 引 言

为了满足高山台保障安全播出的需要，确保天线资源使用更加高效，玉溪市五脑山广播电视发射台设计了一套备用天线的改造方案。方案能够兼顾3 套地面数字电视共同使用一副备用天线，确保出现天线故障的时候可以有效应对。

1 方案设计

五脑山发射台共有3 台地面数字电视发射机，分别为22ch，34ch，19ch。其中，22ch 和34ch 通过双功率器共用一幅发射天线，19ch 单独使用一幅天线。为了预防意外因素，有效保障安全播出，台站计划增加一幅22ch，34ch，19ch 共用的备用天线。设计的备用天线方案[1-2]如图1 所示。

1.1 改造前天线使用情况

如图1 所示，改造前，34ch 地面数字电视发射机是1 kW 功率的发射机，信号源通过激励器编码、调制后，通过功率放大器放大到1 kW 左右的功率，经滤波器滤波后，没有直接通过天线发射出去，而是送至双功率器，与22ch 发射机的功率合成后，通过共用天线发射出去[3]。

图1 备用天线方案图

22ch 地面数字电视发射机是1 kW 功率的发射机，信号源通过激励器编码、调制后，通过功率放大器放大到1 kW 左右的功率，经滤波器滤波后，不直接通过天线发射出去，而是送至双功率器，与34ch发射机的功率合成后，通过共用天线发射出去。

19ch 地面数字电视发射机是1 kW 功率的发射机，信号源通过激励器编码、调制后，通过功率放大器放大到1 kW 左右的功率，经滤波器滤波后，直接通过天线发射出去。

1.2 改造后天线使用情况

改造后，22ch，34ch 共用天线，通过同轴开关1 切换到22ch，34ch 主天线然后发射出去。当需要使用备用天线时，通过同轴开关1 和同轴开关2的配合切换到备用天线，然后将信号发射出去。

19ch 天线通过同轴开关1 切换到19ch 主天线发射出去。当需要使用备用天线时，通过同轴开关3 和同轴开关2 的配合切换到备用天线然后发射出去。

2 天线切换操作方法与注意事项

当22ch、34ch 需要用主天线时，将同轴开关1切换到左下导通状态。22ch、34ch 发射机的信号通过双功器输出口，经下口、左口送到22ch、34ch主天线，将发射信号发出去。

当22ch、34ch 需要切换到备用天线时，需要先关掉22ch、34ch 发射机，然后将同轴开关1 切换到右下导通状态，同时将同轴开关2 切换到左上导通状态，再开启发射机。这样，22ch、34ch 发射机的信号通过双功器输出口，经同轴开关1 下口、右口送到同轴开关2 左口，再经同轴开关2 上口将发射信号送到22ch、34ch、19ch 的备用天线，将发射信号发出去。

当19ch 需要用主天线时，将同轴开关3 切换到右下导通状态。19ch 发射机的信号通过同轴开关3 的下口传送到右口再输送到19ch 主天线，将发射信号发出去。

当19ch 需要切换到备用天线时，需要先关掉19ch 发射机，然后将同轴开关3 切换到左下导通状态，同时同轴开关2 切换到右上导通状态，再开启发射机。这样，19ch 发射机的信号经同轴开关3 下口、左口送到同轴开关2 右口，再经同轴开关2上口将发射信号送到22ch、34ch、19ch 的备用天线，将发射信号发出去。

需要注意的是，备用天线具有排他性[4-5]。也就是说，如果19ch 发射机使用了天线，那么22ch、34ch 发射机就不能使用，反之亦然。

3 安装准备和安装过程

安装前，需要准备1副备用天线、3个同轴开关、硬馈管及其相应的转接头以及抱箍等部件，同时准备天线制作工具。

安装时，依照方案图和发射机、天线的实际位置，进行测量后实施安装。

4 安装后测试

备用天线安装好以后，需要对备用天线的性能参数进行测试。安装的天线是作为19ch，22ch，34ch 的备用天线，19ch 的中心频率为522 MHz，22ch 的中心频率为546 MHz，34ch 的中心频率为682 MHz，因此，备用天线在这些频点的驻波比要符合要求。如果驻波比过大，不能满足要求，就需要更换天线。

测试仪器选用Inno instrument DS800B Antenna/Cable Analyzer，测试的参数为驻波比VSWR。测试频率开始频率为518 MHz，截止频率为686 MHz。

测试开始前，仪器需要校准。具体步骤是：先接好测试用的校准工具，按下校准按钮“cal”，利用专用的校准工具，依照open →short →load 的顺序对仪器校准[6]。校准之后仪器显示屏会显示cal on，此时将测试电缆接入要测试的天线即可。

测试结果如图2 所示。522 MHz（19ch）的驻波比为1.13，M2 为546 MHz（22ch）的驻波比为1.09，M3 为682 MHz（34ch）的驻波比为1.06。它们的驻波比均小于1.2，符合19ch、22ch、34ch 发射机发射天线驻波比要求。

图2 中心频率驻波比测试图

备用天线安装测试符合要求之后，按照图1方案，将3 个同轴开关、备用天线、主用天线安装连接起来，具体不再详述。改造后的实际效果如图3 所示。

图3 备用天线改造实物图（背面）

5 开机测试

开启发射机，观测发射机正常运行时的功率情况，如下所示。

22ch，34ch 共用主用天线时，22ch 的功率为872 W，反射功率为1.92 W；34ch 发射功率540 W，反射功率5 W。

22ch，34ch 切换到备用天线之后，22ch 的发射功率为881.1 W，发射功率为1.9 W；34ch 发射功率540 W，反射功率7 W。

19ch 使用主用天线时，发射功率908 W，反射功率0.6 W；19ch 切换到备用天线后，发射功率为900 W，反射功率为0.7 W。

从切换主备用天线前后的发射功率、反射功率可以看出，22ch，34ch，19ch 发射机切换到备用天线后，发射机的各项指标在正常范围之内。

6 结 语

共用备用天线的方案实施后，发射机的各项指标并没有受到明显的影响，说明这个方案是可行的。但是使用过程中容易出现操作失误的情况，因此需要使用的人员严格按照使用的步骤操作，并且要加强平常的练习，保证设备和播出信号的安全。