新型天線控制系統在短波發射機中的應用

郝大海

摘 要：天線這一設備，在我們日常生活中發揮著很大作用。隨著電子技術的快速發展，為適應各方面新的需求，天線控制系統也在不斷的更新，新型的天線控制系統隨之問世，正以其不可代替的優勢，在各行各業中廣泛應用。文章介紹了新型天線控制系統的相關知識，包括同軸開關矩陣和偏向場地開關，以及其具體的應用，希望給同業者以參考。

關鍵詞：發射機；自動化系統；天線控制；同軸開關；矩陣系統

1 什么是新型天線控制系統

新型天線控制系統的核心采用同軸開關矩陣，同軸開關矩陣是通過短波發射機及天線的連接系統進行工作。它主要功能用于切換信號，負責將發射機射頻輸出信號切換到平衡轉換器。同時系統內還有室內開關矩陣與室外交換開關，室外交換開關設有程式開關和偏向開關，兩個開關分工不同。室內開關矩陣與室外開關矩陣交互工作，把信號傳輸到天線。同軸開關矩陣后面的轉換器，就是專門進行這方面的工作，發射機射頻輸出經過同軸開關矩陣，經平轉到室外開關矩陣再到天線，完成傳輸過程。

2 有關具體操作細則

下面我們具體來看一下操作系統，新型的操作系統位于控制面板上，它的操作由幾個部分構成，即切換的操作與顯示的操作。首先，是切換部分，天線交互切換的操作是由開關的電動控制來完成的。其次，是顯示部分，顯示是通過模擬控制屏來完成的，控制開關的狀態可以顯示在屏幕上。

（1）自動控制具體操作細則。整個按制系統是全自動的，都位于控制面板上，包括所有上面的波段開關，都是處于全自動的位置。控制系統會根據運行的時間表依次進行，主要根據上位機輸入下載的情況來進行。關于射頻開關的切換，控制面板也會自動切換，發射機會自動到達正確的天線軌道上，全過程都是系統自動完成。

（2）下位機常態下具體操作細則。下位機的具體操作，分為正常情況下與非正常情況下兩種，即常態與非常態操作。下位機在正常情況下工作，都是先要將開關鈕向需要的波段上，然后開動電源按鈕，系統開始進入狀態。下一步需要完成交換，完成交換過程涉及有無高壓的問題，如果有高壓的情況，會有文字提示出現報警，如果沒有高壓，開關交換就順利完成，這主要是由下位機來進行判斷。

（3）下位機非常態下具體操作細則。以上介紹了下位機正常情況下的工作，但有時下位機會處于非正常情況下，那當下位機處于非正常情況下是如何進行工作呢？這種情況下，要首先判斷操作有無高壓，這就需要根據經驗進行人為的判斷。如果沒有高壓，就手動把開關調到需要的波段，再按下按鈕開關。按鈕開關要有先后順序，先按電機電源開關，然后是緊急切換近鈕，因為這個按鈕是屬于應急操作按鈕，是在系統最開始調試階段，或者非常態下采取的辦法，不能隨便使用和操作，因為按下這個緊急切換按鈕對系統有一定影響，會對發射機連鎖信號造成影響。整個這個過程就是開關交換過程。

3 如何認識天線交換控制系統

天線交換控制系統由開關控制系統和平轉控制系統組成，開關控制系統具有自動、手動干預及手動應急控制，平轉控制系統是由繼電器接點組成的邏輯矩陣。開關控制系統由下位機PLC（可編程序控制器）作為核心控制器，采集開關狀態，發射機高壓狀態及假負載連鎖狀態，并接受面板操作信號或工控機指令對射頻開關進行操作，以實現發射機輸出信號到指定的天線或假負載。開關自動控制系統硬件部分包括天線控制機柜和一臺工控機，軟件部分包括了安裝于下位機PLC中的控制軟件和安裝于工控機的人機交互軟件。

上位機（工控機）上開發了友好的人機界面，與下位機（PLC）進行串口通訊，實現天線交換的自動控制。在自動控制界面上顯示了發射機上天線情況及報警信息，另外還具有用戶管理，運行時刻表管理，操作日志，故障日志，臨時播音，時間校正等功能，自動控制界面。平轉控制矩陣實現不同發射機馬達板到10部平衡/不平衡轉換器之間信號通路的切換，由繼電器接點組成等同于射頻開關矩陣的邏輯矩陣，并由射頻開關的到位信號控制。

4 有關天線控制柜的解析

下面我們來解析一下天線控制柜的構成，天線控制柜由兩個標準機柜構成。這兩個機柜在系統內分工不同，一個有電源負責供電，另一個負責控制電路。各種控制功能分別安裝在這兩個柜上，其中包括各種開關控制系統。一個柜設有同軸和室外開關控制系統和PLC控制系統，室外開關控制有室外偏向開關控制系統，以及室外程式開關控制系統，表示開關狀態和開關電路。另一個柜設有手動控制面板和連鎖控制等。

4.1 有關平轉控制交換矩陣的解析

平轉控制交換矩陣的解析從二個方面來進行，即構成與功能兩方面。首先來解析平轉控制交換矩陣的構成，平轉控制交換矩陣是由10個5A板組成，其中矩陣是由繼電器接點構成，它的構成和同軸開關矩陣相同，同軸開關到位信號同樣也支持繼電器控制信號。其次是它的功能，平轉控制交換矩陣具有切換信號的功能，可以將指定的發射機平轉控制信號切換到指定的平衡轉換器，包括電機電源和電機的到位信號切換等。

4.2 有關開關控制的解析

一個柜面板顯示了各個射頻開關的位置狀態和發射機的高壓狀態，室內同軸開關的A位置表示同軸開關處于垂直位置，B位置表示同軸開關處于水平位置。同軸開關控制由1A板控制，每個控制板控制6個同軸開關，共由11塊電路板組成，控制6×11同軸開關交換矩陣和1A板的基本原理。開關的電機供電由柜后門打開面對的掛板上的交流接觸器供給。

另一個柜面板上有對單個開關的控制旋鈕，當系統工作于自動模式下時，所有波段開關打在自動位置。室外交換開關有兩種：程式開關和1X3偏向開關，程式開關用于切換天線程式，偏向開關用于切換天線方向。程式開關由三個位置開關組成，當三個開關同時處于2位置時，天線處于HR4/4程式，當兩個柜開關同時處于1位置時，天線處于HR2/2程式。偏向開關用于改變天線方向，當開關處于2位置時，天線方向為主向，當開關處于1位置或3位置時，天線方向會減小或增大角度。

4.3 有關供電方面介紹

系統關于供電方面，是通過一系列裝置來完成的，這些裝置分別位于兩個機柜面板上。其中一個機柜面板上有多組電源，分別為室內和室外開關控制供電，還有許多斷路器，是為三相電機供電的。

5 結束語

文章介紹了關于新型天線系統的相關知識，以及它在具體應用中發揮的作用，相信大家會對新型天線系統的應用有一個總體的認識。產品革新與換代有其必然性，是科學發展的結果，也是新需求下的催生產物。在天線領域當中，還有許許多多我們需要探索和改進的地方，這需要我們專業人員不斷提升技術水平，不斷開拓進取，發揮創新思維，創造出更多更全、功能更優、更適合使用的新型天線設備來。如今，隨著新型天線系統在各方面的廣泛應用，為廣電行業的快速發展帶來新的契機，也為人們生活帶來越來越多的快捷。相信天線領域的快速發展與創新，必將為大家打開一扇又一扇的窗戶，不斷拓寬視野，增長見識，迎接更美好的未來。

參考文獻

[1]蔡葵.大功率短波發射天線的偏向發射原理研究[J].黑龍江科技信息，2014（4）.