电视发射天馈线系统维护经验研究

2022-11-27弥俊伟

通信电源技术 2022年4期

弥俊伟

（山西广播电视无线管理中心1125台，山西太原 030000）

0 引言

在电视广播发射天线技术发展过程中，逐渐突出宽频带、大功率、小驻波比、高增益等技术方案。为充分发挥天馈线系统运行的价值与效能，则需要在其系统运行阶段灵活开展科学合理的维护检修对策，消除系统运行的不安全因素，为广播电视信号的正常发射提供安全保障。

1 天馈线系统概述

1.1 电视发射天线的作用

通过解析电视发射天线的工作开展作用可知，该设备运行时，基于发射机产生的射频电能合理转化为电波信号，并向空间进行辐射发出。在电视发射系统中，天馈线系统作为信号传输链路的最后环节，应当保证其整体运行的安全性与可靠性。为此，在设计天馈线系统时，应当适当提升发射机的运行功率与工作效率，实现对无用功耗的有效控制。在电波信号空间辐射传输过程中，并不是在无介质的环境下传输，不同媒介的传输空间场域下，将导致电波信号的传输质量受到直接影响[1]。

目前，广播电视无线发射频率在空间中的损耗以及传输距离都与辐射功率存在直接联系，而辐射功率与电偶极子的长度存在线性关系。在几何长度保持不变的条件下，辐射频率越高或越低，则辐射功率较大。在广播电视天馈线系统运行过程中，应当保证辐射功率的可控性，即科学管理有效辐射功率。在发射机输出功率与天线增益的乘积下，有效减少传输系统损耗。为实现预期工作开展的目标，应当选择增益高、频带宽、驻波比≤1.08的天线。天线运行效率直接代表了天线的能量转换效能，选择增益系数较高的天线系统则可以保证电视发射天线的整体运行效率与安全。

通过分析天线的增益系数可知，增益系数表示了同一距离及相同输入功率条件下天线的最大辐射功率。在现代广播电视运行时，为保证相关信号传输的可行性与有效性，则采用高增益的偶极子天线设备，该种设备属于高增益、宽频带的新型电视发射天线系统。通过使用该种设备，可在输入功率不变的环境下有效增加辐射功率，进而实现预期工作开展的目标。此外，部分广播电视台开展相关工作时合理增加发射塔的高度，进而有效扩大电视服务的区域范围[2]。

1.2 馈线运行工作原理

馈线主要是将发射机产生的电能基于不同的匹配方式与天线进行有效连接。通过对馈线进行分析可知，该材料作为发射天线与发射机之间的金属传输通路，并不具备天线的信号传输功能，主要是完成能量的传输。在选择馈线材料时，应当选择损耗小、效率高、驻波比小的材质，且需要保证馈线与发射机能够有效匹配，保证后续系统运行的整体安全性。在馈线运行过程中，可将发射机产生的震荡波能量及时传输到发射天线，保证发射天线相关信号传输的可行性。为避免馈线起火问题的发生，在实际馈线选择时，必须保证馈线可以承受一定的功率与电压，并且可以在-40～60 ℃正常运行，为用户传输一定的电视广播信号。

天馈线系统与发射机的调试、维护、匹配工作将直接影响到广播电视台各项工作开展的有效性与可行性。天馈线系统作为广播电视发射的终端，其运行质量与安全直接影响到广播电视播出的质量与安全。在天馈线系统维护管理工作的开展阶段，为保证各项工作开展的有效性，则需要深入了解天馈线系统的运行工作原理，并制定科学严谨的天馈线系统维护管理制度与标准，保证后续维护管理工作开展的有效性与可行性，能够对天馈线系统运行的常见故障进行主动规避。鉴于天馈线系统运行时主要是基于室外的发射铁塔运行，使系统所处的环境较为恶劣，为此必须开展科学合理的维护工作，才可保证天馈线系统的整体运行安全系数，为广播电视的各项工作开展提供保障。

2 电视发射天馈线系统维护经验探讨

2.1 春季秋末冬初的维护

鉴于电视发射天馈线系统运行的特殊性，在春季秋末冬初时，应当对天馈线系统进行全面检测。通过针对天馈线系统的驻波比、主流电阻以及绝缘电阻等进行检测维护，保证天馈线系统的整体运行安全性与可靠性[3]。

其一，工作人员测量天线与馈线驻波比系统，可对天馈线的运行可靠性进行有效检测。在具体检测工作开展阶段，主要对天线系统的阻抗匹配实际情况进行分析评估。若检测出驻波比大于1.33，且发射损耗小于17 dB，则说明天馈线无法继续使用。因为该类天馈线系统运行过程中可能会导致固态发射机的末级出现功放损坏，直接影响到广播电视天馈线系统的安全稳定运行。在检测电视天馈线系统的驻波比时，应当保证甲级运行系统处于1.10范围内；乙级运行系统处于1.15范围内；丙级运行系统处于1.30范围内。为保证驻波比测试的准确性，工作人员在开展检测维护时可采用扫描仪、矢量网络分析仪等，提高测试工作的效率与质量。在检测过程中，应当保证测试所用的同轴电缆驻波比小于1.05。

其二，在全面检测维护管理工作开展阶段，维护人员需要对系统所有的连接器件进行检测，如法兰盘、公分器以及分馈线等，保证相关器件连接牢固严实，不存在接头松动的问题。与此同时，工作人员在对馈线的气密性进行检测时，主要利用馈管进行检测。鉴于工艺开展的特殊性，为保证检测工作开展的可行性，应当保证主馈管内部空气的干燥性，避免寒气、水汽进入馈线或馈管中，导致馈线出现短路问题，或导致检测的驻波比增加。由此可见，在检测主馈管与法兰盘时应当保证相关设备密实性达到运行标准。若在实际检测过程中发现漏气问题，则需要及时找出漏气的故障点，并对其进行有效处理，避免潮气进入主馈管，使得馈线的整体运行绝缘性下降[4]。

其三，在绝缘电阻进行检测维护管理时，应当保证铁塔塔体与大地之间的绝缘性，以保证发射机的稳定可靠运行。在实际测试工作开展阶段，维护人员需要在机房主馈线输入端进行测量，并在测量过程中及时将系统进行直流接地断开，以保证测量工作开展的有效性与可行性。为保证测量数据的准确性，应当采用1000～2500 V的兆欧表，若发射机的运行功率大于1 kW，则工作人员可选用2500 V的兆欧表。

其四，工作人员在对天馈线系统的直流电阻进行检测维护管理时，应当检测天馈线系统的各个连接点的接触效果，采用电流、电压、电阻表的测试保证测试工作开展的有效性与可行性。

2.2 发射塔定期维护

在实际电视广播天馈线系统进行维护时，应当突出对发射塔的定期维护管理。一般情况下，需要1～3年进行全面检查，针对塔身是否存在锈蚀、连接器件是否出现松动、螺母螺栓连接的松紧度、塔身是否垂直、地基是否下沉等。鉴于信号发射塔运行的特殊性，应当在暴风雪、台风过境后及时对天馈线系统进行全面检查，及时发现系统存在的安全故障与运行隐患，并采取针对性的工作措施，保证天馈线系统整体运行的可靠性。

2.3 维护工作日志记录

电视天馈线系统检修维护工作开展阶段应当落实维护工作日志的记录，将每天的维护检修工作数据进行准确及时的记录，为后续天馈线的运行管理提供参考。在日志记录过程中，一旦发现系统运行的异常情况，则需要尽早对其进行处理，避免出现较为严重的信号发射事故。如驻波比过大时可能会直接击穿馈管，进而造成严重的广播事故，不利于电视台相关工作的有序开展[5]。

2.4 天馈线系统防雷维护

电视广播天馈线运行时，为充分发挥出维护管理工作的价值，则需要落实天馈线系统的防雷工作，在发射塔的顶端加装避雷针。在避雷针选择时，应当选择导电性好且材质坚固的金属材料，且避雷针的长度需要控制在120～170 cm。为保证避雷针发挥出应用的作用与价值，需要对其进行有效的防锈处理。鉴于避雷针的顶端可能会受到雷电的影响，则需要对顶端进行有效处理，保证避雷针设备的整体运行安全性与可靠性。

在避雷针运行时，基于铁塔向大地导电，因为铁塔的基台主要为混凝土结构，使得雷电不易泄放。为此，在铁塔的塔脚位置应当合理设置引地母线，使得雷电得到有效的泄放处理，保证接地母线具有足够的横截面积，确保避雷针设备运行的安全性。

2.5 铁塔端的安全维护

鉴于电视发射天馈线系统运行的特殊性，在发射塔维护管理时，应当对铁塔的顶端进行有效的安全维护处理。如在铁塔的顶端安装较为明显的红色信号指示灯，避免在夜间系统（无人机、动力热气球、飞行物体等）运行过程中发生碰撞，影响到天馈线系统的整体运行安全性与可靠性。此外，基于铁塔顶端的有效安全维护处理可以提高电视广播站相关业务开展的质量。

2.6 测试性检修维护

在实际维护工作开展阶段，应当突出测试性检修维护管理工作。例如，在日常维护时，若工作人员发现发射机的输出功率及对应的反射功率、驻波比出现异常，则需要采取针对性的处理对策。在正常运行环境下，数据信息量较小，且驻波比低于1.1，若在测试过程中发现指示数值突然加大，则应当及时对相关设备进行测试，发现驻波比数值变化的诱因，进而针对故障问题进行有效处理。

若工作人员发现发射机的运行状态很不稳定，且反射功率不断加大、发射功率不断降低、驻波比持续增加，为找出电压与频率之间的关系，则可以利用扫频仪对天馈线系统进行分析，找出天馈线系统的运行故障，并采取针对性的处理技术方案，确保天馈线系统的整体运行安全性与可靠性[6]。

2.7 系统故障案例分析

例如，短波发射系统运行时，火灾事故的出现概率较高，引线、天线幕等部件发生起火事故都将影响到电视广播天馈线系统运行的安全性与可靠性。通过解析相关的事故隐患可知，天线幕出现起火问题的主要原因是天线与下引线之间的固定不牢靠。在下引线与天线振子连接时，由于两者连接无效，进而导致火灾事故发生率上升。为有效解决相关系统故障，在日常检查与维护工作开展阶段，工作人员则需要针对振子、下引线进行重点检测维护管理，主动规避短波发射系统运行的火灾事故。

又如，发射天馈线系统中，反射网与馈线出现火灾事故。通过分析反射网的火灾诱因可知，主要是由于频率不相符导致。在短波天线运行时，主要基于宽频率的天线作为信号传输介质，而反射网的天线频次较为固定，在两者接触后，则容易出现反射网起火问题。在出现相关反射网起火问题时，不仅需要对其火灾进行扑救，同时需要意识到火灾的诱因，及时更换反射网。在处理馈线起火问题时，应当基于实际工作开展的需求，分析馈线运行的安全功率区间。若馈线的功率较小，无法承载高负载的运行，导致馈线点位超标，促使馈线电阻增加，则可能会出现打火问题，降低电视发射天馈线系统运行的可靠性与安全性。为此，在具体维护管理工作开展阶段，应当合理选择馈线的运行功率，主动规避馈线起火危险事故。