【摘要】隨著寧波市大規(guī)模的城市建設(shè)，使得城市范圍越來越大，市區(qū)高樓越來越多,空中電波擁擠，直接導(dǎo)致了廣播發(fā)射信號傳播過程中的不斷劣化。本文就鄞州電視臺調(diào)頻發(fā)射機(jī)房整體升級改造進(jìn)行原因說明。同時，通過這次升級改造，發(fā)射覆蓋范圍和服務(wù)范圍上都有所突破，提高有效的發(fā)射效率與覆蓋范圍。尤其在鄞州區(qū)地理環(huán)境較為特殊的山區(qū)，通過對調(diào)頻廣播發(fā)射周邊設(shè)備及天饋系統(tǒng)極化方式的改造與更新，進(jìn)行簡明單述。

　　【關(guān)鍵詞】 調(diào)頻發(fā)射    垂直極化天線   設(shè)備配置   天饋系統(tǒng)

　　這次調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)的工程改造與更新，根據(jù)鄞州廣播電視臺的現(xiàn)狀，臺領(lǐng)導(dǎo)要求我們技術(shù)中心對整個電臺發(fā)射機(jī)房系統(tǒng)及周邊設(shè)備進(jìn)行必要配置改造，保證安全播出。基于以上原則，我們中心并與多家廠家和上級臺技術(shù)專家進(jìn)行探討，實地考察，綜合其它電臺發(fā)射塔的建設(shè)經(jīng)驗，我臺進(jìn)行一系列發(fā)射系統(tǒng)機(jī)房設(shè)備的數(shù)字化等改造，并通過政府采購程序等。以下是根據(jù)實際情況進(jìn)行各環(huán)節(jié)發(fā)射系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)改造，供大家交流探討。

一．我臺廣播調(diào)頻和發(fā)射系統(tǒng)的歷史情況

　　臺廣播調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)是以鄞州廣播電視發(fā)射塔為中心，2008年架設(shè)105.2HMZ的廣播調(diào)頻發(fā)射天饋系統(tǒng)，設(shè)在鄞州電視發(fā)射塔145米高上，水平極化天線，包括一臺主機(jī)為哈里斯3500W和備機(jī)為上海產(chǎn)3000W發(fā)射機(jī)，以及供配電系統(tǒng)三相20KV，UPS電源。該系統(tǒng)經(jīng)過6年來的運(yùn)行，部分設(shè)備已趨老化，天饋系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)、UPS電源等相繼出現(xiàn)過故障現(xiàn)象，已不能達(dá)到有效的規(guī)劃覆蓋范圍。每年夏天受到雷電造成發(fā)射設(shè)備跳機(jī)，燒保險絲，電源配電系統(tǒng)及發(fā)射機(jī)電源系統(tǒng)等均遭雷擊打壞，衛(wèi)星接收機(jī)損壞，播出機(jī)房雷擊感應(yīng)通過電話線竄入損壞兩部熱線電話等故障……鄞州區(qū)屬于多雷區(qū)的發(fā)射臺設(shè)備經(jīng)常遭受雷擊，因此防雷歷來是我們廣播電視技術(shù)人員感到棘手問題，需要不斷研究探討。

二．廣播發(fā)射系統(tǒng)專業(yè)設(shè)備采購的總體原則

　　1．全固態(tài)調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機(jī)招標(biāo)技術(shù)方案要求系統(tǒng)設(shè)計科學(xué)，配置合理，工作穩(wěn)定安全，性價比高，符合新技術(shù)發(fā)展方向。并具備一定的擴(kuò)展性，要求功能完備，發(fā)射機(jī)應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議接口。發(fā)射機(jī)應(yīng)具備良好的可維護(hù)性。

　　2．對周邊設(shè)備要求運(yùn)行可靠，操作直觀簡便，系統(tǒng)信號調(diào)配靈活，所使用的系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)具備穩(wěn)定的、成熟的先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計考慮完善的應(yīng)急方案，應(yīng)急操作要求既安全又快捷、方便。

　　3．對整個調(diào)頻發(fā)射天饋系統(tǒng)，目前參照廣電總局和省頒的、電視調(diào)頻廣播發(fā)射天線饋線系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)(Gy/t 5051—94)及電視調(diào)頻廣發(fā)射天線系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)測量方法(Gy/t5052—94)天線系統(tǒng)技術(shù)要求。饋線的絕緣電阻一定（≥100ΜΩ），維護(hù)管理方便。

三．發(fā)射系統(tǒng)設(shè)備的改造與配置

　　1．發(fā)射鐵塔及機(jī)房的防雷電改造

　　寧波市地處亞熱帶季風(fēng)區(qū)，雷暴活動頻繁，年平均雷暴日達(dá)到46天，是雷暴高發(fā)要區(qū)。鄞州廣播電視發(fā)射塔高145米，海拔300多米，作為鄞州城區(qū)最高建筑物之一，發(fā)射塔在已有避雷手段的情況下，還經(jīng)常受到雷電的侵襲。為確保安全播出的正常進(jìn)行，必須全方位的加強(qiáng)電視塔和機(jī)房區(qū)的防雷避雷各種措施。2014年底，臺里全面啟動對調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)工程改造，其中，防雷措施的改造是重中之重，必須建設(shè)一個有良好效果的防雷系統(tǒng)以確保設(shè)備不被雷擊。我們主要通過三方面改善地網(wǎng)、電源防雷、天饋防雷等，綜合提高防雷效果。

　　（1）鐵塔機(jī)房重新進(jìn)行地網(wǎng)施工，我們在原有的發(fā)射塔，沿呈輻射狀從五個方向形成獨(dú)立接地點(diǎn)，專門做成2.5米×2.5米矩形地井，地井深度為4米多，每個接地點(diǎn)敷設(shè)一定數(shù)量接地模塊（采用Φ60㎜×60㎜×6㎜角鐵）、填埋長效降阻劑（木炭、鐵粉、食鹽等）等，水平接地體均埋于地下，焊接部位及戶外特別是裸露部分均進(jìn)行雙重防腐防銹處理，經(jīng)過一定時間后經(jīng)電阻儀測得接地電阻小于0.5歐姆，圖1所示：

圖1, 2.5米×2.5米矩形接地

　　（2）同時對鄞州發(fā)射機(jī)房內(nèi)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合接地改造，防止地電位反擊；

　　（3）發(fā)射機(jī)輸出端，增加發(fā)射機(jī)專用射頻避雷器（型號LKF-5KW-50Ω-Φ40），功率5KW；

　　（4）、對于發(fā)射機(jī)房電源部分增設(shè)德國原裝進(jìn)口OBO避雷器（三相四線C級保護(hù)帶N-PE隔離，40KA,型號：V20-C/3+NPE）。

　　2．調(diào)頻天饋系統(tǒng)選擇及更新

　　發(fā)射天饋系統(tǒng)是廣播發(fā)射的重要組成部分，我臺廣播電視發(fā)射塔145米高，上面已經(jīng)架滿了一層天線，底下是4面4層水平5kw雙偶極子調(diào)頻發(fā)射天線，休息平臺下面是另一付省臺借用的104.2HMZ，最下面是移動公司的面包天線。鐵塔頂上是避雷針。調(diào)頻廣播發(fā)射鐵塔的天線和省臺發(fā)射天線都共用，塔上天線都滿架，想提高天線的位置已不可能。我們知道調(diào)頻廣播的覆蓋范圍一般最好在發(fā)射天線的視距之內(nèi)。通過專家的反復(fù)論證，只能從天線的極化上改變。首先要弄清什么是極化方式，這里我簡單地說說；所謂天線的極化，就是指天線輻射時形成的電場強(qiáng)度方向。當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波，當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。哪再來說說垂直極化方式的優(yōu)點(diǎn)；（1）垂直極化方式波被反射后無相位變化不影響接受。（2）在建筑物遮擋的背面，垂直極化方式波繞射能力比水平極化波強(qiáng)，貼近地面的垂直計劃場強(qiáng)優(yōu)于水平極化波。汽車收音機(jī)一般采用垂直接受天線，接受垂直極化波時，其方向圖水平方向的，垂直極化方式能改善城市盲區(qū)，方便大多數(shù)汽車用戶移動接收等，都優(yōu)于水平極化方式。因為在電波的傳輸過程中,電波經(jīng)過反射以后，可能會造成極化的改變，對于垂直極化波，其被光滑地面反射時，極化方式不變，對于水平極化波，經(jīng)過光滑的地面反射時，有180°的相位變化，由于電波的特性，決定了水平極化傳播的信號在貼近地面時，會在大地表面產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場信號迅速衰減，而垂直極化方式則不易產(chǎn)生熱能。

　　這次我們專門通過技術(shù)人員和專家論證，最終選擇安裝兩層單偶定向垂直極化發(fā)射天線，型號為TK02Ｄ-5KW。這次選擇兩層單偶定向垂直極化發(fā)射天線，我們進(jìn)行積極探索和嘗試。安裝使用后，技術(shù)中心在主任帶隊組織技術(shù)人員及上級臺專家一道專門在市區(qū)抽點(diǎn)對105.2Mz調(diào)頻廣播場強(qiáng)測試。并且跟往年測試點(diǎn)進(jìn)行比較，測試比較結(jié)果增加了場強(qiáng)，擴(kuò)大了有效的覆蓋范圍，改善接收效果。

　　3．全固態(tài)發(fā)射機(jī)的更新

　　去年底，我們購置一臺意大利原裝進(jìn)口Elenos(意利諾斯)型號為ETG3500全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)主要有以下特點(diǎn)：

　　（1）整機(jī)效率非常高（標(biāo)稱為整機(jī)效率≥68%），整機(jī)經(jīng)過實測效率超過71%，非常節(jié)能環(huán)保，整機(jī)效率的提高使得發(fā)熱量和溫升非常小，這從根本上提高了大功率電子設(shè)備的穩(wěn)定性；該機(jī)的額定功率為3.5KW，目前我們使用的功率為3KW。常小，整機(jī)只有4U高度，重量32kg，設(shè)備搬運(yùn)非常輕便；

　　（2）該發(fā)射機(jī)帶有數(shù)字音頻AES/EBU接口輸入，能有效改善音質(zhì)，并能在一定程度提高抗干擾性；立體聲信噪比≥72dB，立體聲分離度≥55dB，失真度≤0.05％，諧波和寄生輻射≤－80dB，音頻頻率響應(yīng)±0.1dB（30Hz/15KHz），左右音頻輸入電平調(diào)整-15dB～+10dB通過顯示屏以0.1dB步進(jìn)調(diào)整，預(yù)加重0/25/50/75μS通過顯示屏可調(diào)。

　　（3）發(fā)射機(jī)提供完整的通訊協(xié)議，均為數(shù)字量呈現(xiàn)，包括發(fā)射機(jī)內(nèi)部每組電源、每組末級功放組件的電壓、電流、溫度、功耗等。

　　（4）重新購置了一套天饋系統(tǒng)（四層單偶垂直極化發(fā)射天線，型號為TK04-5KW；兩層單偶定向垂直極化發(fā)射天線，型號為TK02Ｄ-5KW，駐波比≤1.10，增益8.2dB），以提高發(fā)射增益和功率容量如圖2。

圖2 調(diào)頻發(fā)射機(jī)圖片

　　整體項目調(diào)頻諧波經(jīng)測試達(dá)到寧波市無線電管理局測試的標(biāo)準(zhǔn)。

　　4．發(fā)射機(jī)前的音頻鏈路（數(shù)字音頻處理器）更新

　　發(fā)射機(jī)前音頻鏈路就是增加一臺音頻數(shù)字處理器，改善音質(zhì)的同時，防止音頻音量過大引起過調(diào)失真；我臺08年購置的ORBAN2300數(shù)字音頻處理器，已不適應(yīng)現(xiàn)在高頻的音質(zhì)處理功能的要求，這次改造機(jī)會新購全數(shù)字的ORBAN 8600數(shù)字音頻處理器如圖3。

圖3 ORBAN 8600數(shù)字音頻處理器

　　我們選購的ORBAN 8600數(shù)字音頻處理器，經(jīng)過周邊省臺考察交流，最終選擇了目前Orban的旗艦處理器數(shù)字音頻處理器OPTIMOD-FM 8600，是超越OPTIMOD-FM8500的新一代產(chǎn)品。憑借所具備的FM模擬傳輸和數(shù)字媒體通用五波段和倆波段處理功能，8600是目前電臺最穩(wěn)定的聲音，實現(xiàn)通道間和音源間的無縫切換。確保觀眾鎖定自己的頻率。這款Orban8500FM音頻處理器具有包括立體聲加重、均衡、AGC、五頻段壓縮、峰值限制、立體聲編碼和復(fù)合限幅等功能，其聲音處理能力功能多樣化，較之我臺老型號Orban2300FM音頻處理器等有質(zhì)的飛躍，目前我們了解到已少量廣播電臺使用。

　　安裝時提醒注意的是； 

　　（1）輸入電平REFERENCE LEVEL調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)：先選擇ROCK-MEDIUM預(yù)置，然后調(diào)整該參數(shù)，使AGC METER衰減量在10dB左右；如果小于10dB（表橋顯示偏高），就要調(diào)低REFERENCE LEVEL；如果大于10dB（表橋顯示偏低），就要調(diào)高REFERENCE LEVEL。注：以上調(diào)整對AES3輸出口不起作用。

　　（2）LOSSY CODES 壓縮編碼器，把ORBAN和壓縮編碼器連接時，必須關(guān)掉PRE-E（PRE-EMPHASIS），因為壓縮編碼器接收不了預(yù)加重的信號。

　　（3）輸出電平調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)：使用調(diào)制度監(jiān)測儀或其它監(jiān)測制度的設(shè)備，使調(diào)制度達(dá)100%（通常±75kHz偏離）。

　　（4）CLIP LEVEL電平調(diào)整是調(diào)整內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器的最大輸入最平，調(diào)低了會引起信號過載、失真，調(diào)高了會降低信噪比。

　　音頻處理器就是廣播傳輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，它對播音質(zhì)量的影響非常大。但很少關(guān)心音頻處理器的工作狀態(tài)及設(shè)置問題，我們用音頻處理器來增加覆蓋范圍，相對于其他方式，可節(jié)省大量的電力、設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用，是一種十分經(jīng)濟(jì)可行的方法。當(dāng)然，音頻處理器對節(jié)目內(nèi)容的壓縮要適量，過大的壓縮會對節(jié)目內(nèi)容產(chǎn)生損傷，影響音樂的藝術(shù)效果，會使立體聲廣播失去其應(yīng)有的特色。綜上所述，在發(fā)射機(jī)的節(jié)目輸入端，使用ORBAN 8600優(yōu)質(zhì)的音頻處理器，以壓縮節(jié)目的動態(tài)范圍，增加響度，擴(kuò)大節(jié)目覆蓋范圍，使聲音更加悅耳、清晰、動聽。

　　5．機(jī)房穩(wěn)壓電源的改造

　　（1）購置一臺20KV三相穩(wěn)壓電源，改善原穩(wěn)壓電源老化造成不穩(wěn)引起的設(shè)備故障；

　　（2）增加一臺帶來電記憶功能的空調(diào)，對機(jī)房進(jìn)行降溫，這樣就可以避免機(jī)房斷電后來電要重新進(jìn)行調(diào)整室溫。

　　6．?dāng)?shù)字光端機(jī)在傳輸?shù)借F塔更新

　　購置一臺廣播級數(shù)字音頻光端機(jī)（型號CAES02-E），該型號的光端機(jī)輸入信號模擬數(shù)字音頻任選，輸出兩路數(shù)字音頻，并自帶以太網(wǎng)通道，提供監(jiān)控鏈路，從電臺總控室到發(fā)射鐵塔機(jī)房200多米距離之間均采用數(shù)字光端機(jī)音頻傳輸，從而有效保真音頻質(zhì)量，并提高音頻抗干擾性，同時通過音頻光端機(jī)自帶以太網(wǎng)通道，可以實現(xiàn)發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控信號回傳及發(fā)射機(jī)房視頻信號回傳。

　　廣播級專業(yè)AES/EBU數(shù)字音頻光端機(jī)，在1芯光纖上，傳輸1～8路AES/EBU數(shù)字音頻信號源，符合國家廣電總局批準(zhǔn)發(fā)布的GY/T 158—2000數(shù)字音頻信號接口、GY/T 156-2000數(shù)字音頻參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

　　廣播級專業(yè)AES/EBU數(shù)字音頻光端機(jī)，可以滿足對廣播級AES/EBU數(shù)字音頻信號源的光傳輸?shù)男枨蟆?/p>

　　新系統(tǒng)音頻利用從電臺機(jī)房總控來的二臺數(shù)字光端機(jī)的兩路光纜傳輸廣播信號，經(jīng)鐵塔機(jī)房供發(fā)射機(jī)調(diào)頻信號互為備份。經(jīng)過信號分配和自動倒換功能，通過系統(tǒng)調(diào)度，實現(xiàn)調(diào)頻節(jié)目中的任意備播。新系統(tǒng)還完善了監(jiān)測、監(jiān)聽和報警等功能。音頻系統(tǒng)流程：系統(tǒng)中有多節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換功能，在光端機(jī)輸出與發(fā)射機(jī)輸入端設(shè)置一排跳線盤，在發(fā)射機(jī)輸入端配置一塊接口板。主要是為了在緊急情況下能夠確保音頻傳輸系統(tǒng)播出，如：音頻系統(tǒng)中自動倒換板或音分等設(shè)備出現(xiàn)故障時，具有兩種方式的手動應(yīng)急跳線功能。（1）一路直接從數(shù)字音頻分配器輸出連接到發(fā)射機(jī)輸入。（2）另一路直接從光端機(jī)輸出連接到發(fā)射機(jī)輸入。

　　機(jī)房配置了調(diào)頻發(fā)射機(jī)二臺，每臺最大發(fā)射功率為3KW，二付獨(dú)立天線，經(jīng)過我們合理組建，轉(zhuǎn)換方便。

四．結(jié)束語

　　以上廣播設(shè)備通過技術(shù)改造更新，并通過近1年的運(yùn)行，完全滿足我臺對安全播出的要求。調(diào)頻發(fā)射機(jī)24小時不間斷滿功率運(yùn)行，尚未發(fā)生任何故障，系統(tǒng)設(shè)備穩(wěn)定性高，安全播出有了保證；由于采用發(fā)射機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，能實時監(jiān)測控制發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，隨時查看發(fā)射機(jī)的狀況，并對發(fā)射機(jī)的工作狀況進(jìn)監(jiān)控并能對出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，減少運(yùn)維工作量，收聽音質(zhì)明顯提高，聲音更加動聽悅耳，擴(kuò)大了電臺覆蓋范圍。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、《鄞州廣播電視臺無線覆蓋設(shè)備更新竣工文件》；

　　2、《米波調(diào)頻廣播技術(shù)規(guī)范GB/T 4311-2000》

　　3、《廣播電視安全播出管理規(guī)定》