中波发射台信号源系统简介

时间：2024-07-06

孙长海

内蒙古新闻出版广电局呼伦贝尔中心台内蒙古海拉尔市 021008

中波发射台信号源系统简介

孙长海

内蒙古新闻出版广电局呼伦贝尔中心台内蒙古海拉尔市 021008

信号源系统的正常工作是中波发射机能够完成传输发射任务的关键之一。本文从呼伦贝尔中心台发射科的实际工作情况出发，以安全播出为核心，详细介绍了呼伦贝尔中心台为保障安全播出而制定的信号源系统。

信号源系统传输方式

产生和发出信号的物体，被称为信号源，即信号的源头。发射台的信号源就是脉冲电信号，通过发射机，实现发射、传输和覆盖的目标任务。下面就对其进行详细的介绍：

1 信号源的种类及传输方式

现在发射台的信号源种类有：光纤信号、卫星信号、微波信号（现已基本不用）；它们的传输方式为：光纤传输、卫星传输和微波传输。

1.1 光纤传输

光纤传输，即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光纤传输一般使用光缆进行，单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps，在不使用中继器的情况下，传输距离能达几十公里。

特点：频带宽容量大；损耗低；抗干扰能力强；工作性能可靠；成本不断下降；建网成本较高；容易破坏（缺点）。

主要设备：光端机。

作用：完成光信号和电信号的转换，提供特定接口和带宽的电信号通讯链路。

1.2 卫星传输

卫星传输，是利用通讯卫星作为中继的一种传输方式。

特点：传输距离远，覆盖面广；一点对多点的广播、组播传输方式；传输质量高；抗同频干扰能力较差（易受攻击）。

主要设备：卫星接收天线、卫星接收机。

作用：更快捷、更高效的传输广播电视节目。

波段：C波段、Ku波段。

1.3 微波传输

微波是指频率超过1GHz的电磁波，波长范围在？毫米～厘米数量级，其波长比普通无线电波更短。无线微波传输类似光线直线传输，是一种视距范围内的接力传输。

特点：建设成本、维护成本低；复杂程度最低；建设速度快；微波频率高，波长短，空中传播特性与光波相近；直线波，视距通信，传播距离几十千米到一百多千米；电波不能被阻挡，易受干扰、衰落和反射等因素的影响，传输距离有限；远距传输必须建高塔。

主要设备：微波接收机。

作用：进行广播电视节目的传输。

1.4 发射信号的选择

主用光纤信号源、卫星信号源（中星6B）。备用卫星信号源（中星6B）、卫星信号源（中星9号、亚太6号）。应急DVD机音乐信号源（通过二入八出输出）。

2 卫星接收系统

卫星接收系统主要由以下部分组成：接收天线、馈源、低噪声下变频器（也称为高频头，由低噪声放大器与下变频器集成的组件，用LNB表示）、同轴电缆、功分器及卫星接收机。

2.1 卫星接收情况简介

中星6B：2007年7月5日发射，38个C波段转发器，设计寿命15年，正交双线极化（水平、垂直）方式。

中星9号：2008年6月9日发射，Ku波段转发器，设计寿命15年，圆极化（左旋、右旋）方式。由于“鑫诺二号”出现技术故障成为太空垃圾，“中星9号”取代“鑫诺二号”成为中国第一颗广播电视直播卫星。

亚太6号：2005年4月12日发射，38个C波段、12个Ku波段（发射科用Ku）转发器，设计寿命15年，正交双线极化（水平、垂直）方式。

2.2 卫星接收系统

2.2.1 卫星接收天线

（1）卫星接收天线的选择

衡量一副天线的好坏，要用天线的参数来描述。天线的主要参数包括方向性、增益、噪声温度、输入阻抗、辐射阻抗、频带宽度等。选择天线时主要考虑天线的电性能与机械性能两方面。电性能主要考虑天线的效率。

（2）卫星接收天线的分类

按形状分：分瓣拼装式、整体式；按材料分：板状和网状；按馈源在反射面的位置分：前馈和后馈（现已不用）；按馈源相对反射面中轴线的位置可分偏馈式和正馈式。

（3）卫星天线的安装

要考虑入户馈线距机房的距离，一般不大于30米，最长不超过50米，以防信号衰减太大。如果过长，应考虑增加线路放大器；打好钢筋水泥底座，并进行养生；将天线连同支架安装在天线座架上；卫星天线的方向在朝南偏西的方向，在实际应用中要根据接收不同的卫星而定，也就是所说的方位角。天线的方位通常有一定的调整范围，应保证在接收方向的左右有足够的调整余地。目前我们使用的天线都较大，采用分瓣包装运输，故在安装时，应将各部分重新组装起来，再紧固螺栓。

（4）天线方向的调整

首先确定正南方向。一般来说，因为天线座架的实际指向一般都对着正南方向，可直接以天线座架的指向作参考，进行天线调整。天线方向的调试，具体地说先调仰角，确定信号强度，然后调整方位角，确定信号质量。在接收到的信号强度和质量较适合时，说明已经对准所要接收的卫星，这就是粗调。然后进行细调，使所收的信号最佳。

（5）卫星接收天线的维护

尤其是在冬季下雪的天气，一定要及时清扫抛物面，以防造成无信号，还要定期对天线进行涂油刷漆，如果油漆掉落严重，可能会使高频头过热烧毁；对调整方位角和仰角紧固件应检查是否生锈，如果生锈可上润滑油。同时要检查紧固件的松紧程度，以防松动；对卫星天线上固定高频头的支架要及时除锈防腐；经常检查固定支架的稳固情况，以防造成弯曲变形等情况，使高频头位置发生变化，造成无信号。

2.2.2 馈源

在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭，称为馈源。主要有两个功能：一是将天线接收的电磁波信号收集起来，变换成信号电压，供给高频头。二是对接收的电磁波进行极化。

2.2.3 高频头

高频头（LNB）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大,然后传送至卫星接收机。输出阻抗是75Ω，供电电压由接收机供给。一般可分为C波段频率LNB（3.7GHz-4.2GHz），供电电压18V-21V，Ku波段频率LNB（10.7GHz-12.75GHz）供电电压12V-14V。电压的测量方法：芯线接正极，屏蔽网接负极。工作流程就是先将卫星高频讯号放大后再利用本地振荡电路将高频讯号转换至中频950MHz-2050MHz，以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调和工作。在高频头上都会有频率范围标识。使用线极化高频头时要注意调整极化角；圆极化高频头优点是不用调整极化角。

（1）高频头的种类

按结构形状划分，可分为单极化分体式和双极性馈源一体化（LNBF）两种，其中双极性馈源一体化高频头种类较多，按本振方式可分为单本振和双本振两种，按输出接口可分为单输出、双输出、多输出等。

（2）高频头的参数

增益（G）60dB以上，反映放大量，常见高频头增益为60dB，数值偏高为好，但不能太高，放大倍数过高容易使放大器工作不稳定，高频自激形成网纹干扰，一般来讲,单输出窄带高频头比双极性宽带高频头有更高的增益，低噪声温度比高噪声温度的高频头对信号的接收有更高增益；噪声系数反映内部噪声参数的大小，是指LNB等效输入噪声，通常用噪声温度表示，C波段的用（K）表示如25°K、17°K等，数字越小越好；而Ku波段则用dB（分贝）表示如0.8dB、0.6dB等；本振频率分C段和Ku段不同（05150MHz、10750MHz）；工作电压为直流12V－24V；极化方式分垂直极化、水平极化和双极化；工作频率：950－1450MHZ。

（3）高频头的安装

当地面卫星接收天线安装完毕之后，就可着手安装高频头，具体步骤是：将高频头插入馈源盘中央的大圆孔中；根据天线参数F/D值，将馈源盘凸缘端面对准高频头侧面的F/D?相应刻度上；使高频头频端面上的“0”刻度垂直于或平行于水平面；把高频头的输出电缆与接收机的LNB?输入端口连接好；连接高频头的电缆线的F头要拧紧，并敷上防水粘胶或橡皮防水套。

（4）高频头维护

在连接或拆卸高频头与接收机间射频电缆时均应先关闭接收机的电源，以免损坏高频头；对高频头进行防水处理；定期检查固定高频头的螺栓松紧度。

2.2.4 同轴电缆

一般采用Φ5或Φ9，现在应用较多的是Φ 5，阻抗是75Ω。

（1）F头的作法

同轴电缆中间的铜芯长出F头约0.5公分，其余部分用偏口钳剪掉。

（2）做F头时的注意事项

屏蔽网和铝箔决不能与中间铜芯有任何接触现象，而且一定要与F头的外层可靠连接；中间铜芯不能损伤，也不能弯曲。

（3）维护

定期检查F头的连接是否可靠；F头要进行防水处理；定期检查同轴电缆的老化程度。

（4）日凌和雨衰简介

当地球、卫星、太阳三点一线时，就会产生日凌。发生日凌时，由于太阳本身是一个巨大的无线电干扰源，而卫星接收天线对准了太阳，因此太阳的辐射将对卫星广播和卫星通讯产生很大的影响，严重时刻造成节目中断。一般发生在春分和秋分季节。

雨衰分为空间雨衰和高频头外表雨衰两种。空间雨衰-是卫星接收天线与卫星之前的信号被雨水衰减，这不是人为可以解决的。高频头雨衰是雨水淋湿高频头上的防水盖子，盖子上的积水成为了阻挡信号的一道屏障。由于Ku采用的是低本振，C波段采用的是高本振，因此C波段抗雨衰的能力较强。

在发射台值班中，必须做好应急措施，保证在发生日凌和雨衰时的正常播出。

2.2.5 功分器

功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件。

2.2.6 卫星接收机

卫星电视接收机是指将高频头输出信号转换为音频、视频信号或者射频信号的电子设备。目前我们使用的卫星接收机型号较多，有各种工程机、也有民用接收机。

（1）卫星接收机调整

设置参数，如下行频率；极化方式；FEC；（前向纠错码）；符号率；PID码；本振频率C波段为5150MHz，Ku波段10750MHz。

（2）接收机的维护

运行中可能出现死机情况（主要是中星9号接收机和亚太6号接收机）；中星9号卫星升级后接收机出现频道变化情况；定期检查接入接收机同轴电缆的F头、莲花头连接情况；安装避雷器。

3 信源监测

3.1 系统的组成

发射台自动化监控系统是由计算机控制系统、发射机状态采集系统、监测监听监控系统组成。

主要设备有数据采集器。CYK-8001（S）采集器用来采集PDM1KW协议机的数据量，AVSTCC（D）、CYK-8001(D)采集器用来采集DAM10KW、50KW发射机的数据量。

监视监听系统由音频动态监测仪，循环监听控制器（有六路、十二路和十六路之分），调幅度监测仪（有四路和六路之分）三部分组成。

3.1.1 音频动态监测仪

音频动态监测仪通过对输入的音频信号处理能够实时动态显示音频信号的大小。标称值均为百分数。当某通道音频低于设定的下限值（持续若干秒，此值可设定）后后，设备输出报警信号。主要功能：音频幅度动态显示；报警信息数字输出；独立的音频输入调节；独立的继电器触点报警；音频丢失报警；停用报警通道；音频电平值数字输出；RS422输出接口，标准2U。

3.1.2 循环监听控制器

循环监听控制器为机房监听专用设备，可开路监听多路广播AM/FM信号，设备安装简便，功能齐全。主要功能有：独立数字调谐接收机监听功能；解调、监听音频信号输出；循环监听功能。

3.1.3 调幅度监测仪

调幅度监测仪通过对输入的射频信号处理，能够实时动态显示载波和调幅度，标称值均为百分数。提供RS422通讯接口，可以输出实时的调幅度监测值及越限报警信息，报警功能时段与发射机播出时间保持一致，即发射机播出时间内发生情况报警。设备功能及配置：调幅度测量计算；调幅度动态显示；载波动态显示；载波、调幅度值。

3.1.4 检波盒

根据每台发射机射频监测口输出幅度的不同，可通过检波盒上“载波幅度调节”电位器，调节载波显示值；载波的显示一般调节在80%左右。当发射机工作正常时，对应通道的载波和调幅度的蓝色彩条（或绿色彩条）即能正常指示。正常播出状态下，载波动态显示的高度基本不变，而调幅度彩条指示的高度随调幅度大小而变化。而载波和调幅度的报警门限以及报警延时都可以通过软件设置，当载波和调幅度值低于设定的报警下限，时间超过报警延时设定的时间，则对应的红色报警指示灯亮起。