中波發射機天線切換到位指示的研究與實現

盧濟敏

【摘要】：廣播發射臺的自動化技術已發展多年，自動開關機、切換主備機播出、切換天線位置早已實現，但是再精準的系統也有失誤的可能。為防止發射天線不到位而造成的停播，本文將以筆者所在發射臺對中波發射機的天線切換裝置所做的改造為研究內容，對應用效果作一番探討。

【關鍵詞】：自動化；停播；天線切換裝置

引言

福建省南平802發射臺是福建省建設的早期發射臺之一，除轉播中央人民廣播電臺第一套、第二套和福建廣播電臺第一套節目外，還承擔著中波實驗任務，對安全零秒播出有著極其嚴格的要求。按照中波廣播發射臺站建設標準的要求，每個廣播發射臺承擔著不同發射頻率的實驗和覆蓋任務，每個頻率按主、備發射機配置。發射機在設定的時間內正常開機播出，關機時間段內按時關機，以達到延長發射機壽命的目的；在播出時間段內，如果播出功率出現無功率或功率在設定的時間門限值內持續低功率，那么就要轉天線切換到備機播出，這些動作從前都由值班人員手動操作，不僅效率低，還增加了值班人員的工作勞動強度，提高了人為的誤差率。目前，我臺已安裝了發射機自動控制系統，實現了發射機參數采集、遠程遙控、自動開關機、故障報警、停播時自動倒備等功能，在主用發射機發生異態的情況下，通過天線切換裝置倒換到備用發射機上，在使用一套天饋線系統的情況下實現不間斷播出，大大降低了值機員的工作強度。然而，天線的切換到位與否體現不夠直觀，需值機員巡至發射機頂端觀察，十分不便，埋下了安全播出隱患，亟待技術解決。

1 機房設備概述

我臺機房現有6主6備共12部廣播發射機，主要是3KW全固態中波廣播發射機，采用脈沖寬度調制，高頻末級用 4 只功率放大器，經功率合成后輸出。當一只功率放大器發生故障時，發射機輸出功率減小，但不造成停播。高頻振蕩器、中間放大器、調制推動器和低壓電源均有主用、備用兩套，當主用故障時能自動交換到備用。因此對降低停播率是十分有利的。

2.1 自動控制系統

在廣播發射自動系統中，天線能否自動正確的切換是至關重要的，這不僅可以大大幅度的降低了廣播的誤播率，還減輕了值班人員的工作強度。要實現自動倒機，需要設定好倒換閥門控制電路，并且此電路要和控制系統能夠相互聯系。為了保證系統的可靠性，我們還需要設置一個手動切換的開關和自動控制系統是脫離的。為防止誤操作，切換手動控制系統需將交換開關撥至手動位置，此時手動倒天線命令才能被執行。

TS-03C3KW全固態PDM中波廣播發射機的自帶控制盒內是沒有設置開關機控制的，我們需要對此進行改造，所有的電路圖如下所示：

圖1 改動前控制原理圖

改動后的控制原理如圖3所示，由控制 K1繼電器的吸合來控制發射機的開關機：

圖2 改動后控制原理圖

2.3 系統控制功能

發射機采集器接受系統的控制指令，解析識別后，把相應的指令通過開關量輸出傳送給發射機的控制單元，控制單元依據系統下達的指令進行相應的動作輸出。

為保障整個系統的安全穩定，發射機采集控制采用“分布式”的控制結構，即每一部發射機對應一個采集控制器，采集控制器可以脫離計算機系統獨立工作，并且整個發射機監控系統不對發射機的正常工作產生任何干擾。采集控制器之間無任何依賴關系，某一個采集控制器出現故障，不影響整個系統的運轉。采集控制器具備232、485、422串口和RJ45接口，可以直接融入整個發射臺工業以太網平臺。

采集控制器是監控系統與發射機之間的橋梁，它負責采集發射機的相關工作參數，同時可以接受遠程控制指令對發射機進行遙控操作。它內涵時鐘系統可根據預設的時間參數對發射機進行自動開關機操作。通過接收系統網絡的校時廣播命令包完成時間的統一校準。

3 發射機采集器功能概述

① 實時監測：系統能實時監測所有發射機的全面運行，可實時巡檢、顯示，打印發射機的所有主要異常和量值超門限時，能自動啟動聲音報警系統并在界面上以警告色顯示故障發射機，以及故障部位，便于值班人員迅速判斷和及時排除故障。

② 智能控制：系統能在遙控狀態下自動對發射機進行監測和控制。如定時開關機、在故障時自動進行應急處理、升降功率等。當發射機是主備發射機時，判定主機功率低于設定的門限值，并且延時時間條件滿足時，關掉出故障的主機，將同軸天線開關（即天線倒換裝置）切換到備用發射機，當天線到位后將備機開起來，使播出不會中斷。主機修好之后，人工給采集器一個恢復信號，則采集器把備機關掉，把天線轉回到主機，天線到位以后，將主發射機開起來。

4 發射機天線切換的控制原理

發射機采集控制器采集數據，確定天線目前所在位置，同時接收來自上位機的開關機、倒天線等命令，若相應發射機發生異態無法工作則上位機發出切換指令切換天線位置。比如當前是開 A 發射機命令，首先開啟 A 發射機低壓電源，然后判斷天線是否在 A 機，在則直接開 A機，如不在，則執行倒天線命令使天線轉到 A 機，然后再開 A 機；同樣如果開 B發射機，先發送一條開 B 機低壓指令，開啟 B 發射機低壓電源，然后判斷天線是否在 B 機，在則開 B 機，如不在位，則執行倒天線命令使天線轉到 B 機，然后開 B 機；如果是關 A 機命令，直接執行關 A 機，如果是關 B 機命令，則直接執行關閉 B 機。上位機可根據預設的工作時間切換天線，也可根據需要，隨時按任務要求變更天線交換方案；同時可監測發射機的高壓狀態、開關狀態和天線的使用情況。天線切換裝置具有良好的聯鎖保護功能，確保發射機有高壓通過開關時不能交換，兩路切換電路并聯隔離輸出繼電器中控制。

5 發射機天線到位指示的技術實現

發射機天線切換裝置內含繼電器1-9共9個觸點，其中4——8、5——9為開關量輸出，分別對應開啟A機和開啟B機。將天線切換裝置中的觸點4、5短接接地，觸點8、9分別接電阻、發光二極管及電源電壓串聯而成的電路后接入A、B兩架發射機與地形成回路。經測量，上廣機TS03C型及TS03型發射機控制器的1XS1-17腳均有+12V電壓，我們分別利用其作為指示燈電路的正極，再經過阻值為1K的電阻降電壓2V，接發光二極管后使其正常發亮顯示；電路的負極我們將其分別接在TS03C型的1XS2-19腳及TS03型的1XS2-18腳，之后再接地形成回路。當天線開關定位在A機上，觸點4、8吸合，觸點5、9斷開，此時A機上的發光二極管亮起，A機開啟，指示A機處于天線播出狀態；當天線開關轉到B機上，觸點5、9吸合，觸點4、8斷開，此時B機上的發光二極管亮起，B機開啟，指示B機處于天線播出狀態。如圖3所示。

圖3 示意圖

6 應用效果

應用效果如圖4所示。

圖4 應用效果

7 結語

經過對發射機天線開關的改造，用發光二級管做指示燈，避免了天線開關轉到假負載卻不知的情況，有效防止了播出時天線不到位而造成的停播，保證了安全播出，為實現零秒停播率的目標提供了可靠的技術保證。發射機在天線播出狀態的體現明確化，一目了然，大大減輕了值機人員的工作負荷。

參考文獻：

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