廣播電視發射系統的功率和雜散測量實例探討

朱亞磊（云南省無線電監測中心，云南昆明，650228）

廣播電視發射系統的功率和雜散測量實例探討

朱亞磊
（云南省無線電監測中心，云南昆明，650228）

在所有民用發射機中，廣播電視發射機的功率是最大的，同時也位于最高的發射點。由于廣播電視發射系統存在著諧波，雜散和互調信號，因此會對其它的通信系統，如民航通信造成一定的干擾。本文從云南省無線電監測中心的應用角度出發，討論了米波和分米波段大功率廣播電視發射系統的功率和雜散測量問題。

廣播電視；功率；雜散； 測量

1 廣播電視發射系統概況

1.1 頻率劃分和功率等級

廣播電視發射系統占用VHF和UHF頻段，其頻率范圍為48-862MHz，功率為：VHF電視（省級10kw/地市1kw）；FM廣播（省級10kw/地市1-3kw）；UHF電視（省級30kw/地市10kw）。

1.2 廣播電視發射機的調制特性

不同的發射機有不同的調制特性：

調頻廣播發射機采用了FM調頻方式，其最大頻偏為±75kHz。由于調頻發射機所傳輸的是窄帶的聲音信息，故可以采用非線性的C類放大器以提高整機效率。但是這種放大器的缺點就是諧波分量較大，這些諧波又會互相作用而產生新的互調和雜散信號，從而對其它通信系統（如民用航空通信）產生干擾。

PAL制的電視發射機的圖像信號發射機采用調幅的方式，每個頻道占用了8MHz的帶寬。由于圖像信號的寬帶特性，要求功率放大器的線性要好，否則會影響到圖象質量。所以電視發射機的圖像發射機采用A類放大器，這種放大器效率很低，但線性很好，輸出頻譜比較純凈。

近年來正在發展的數字電視（DVB-T）和數字廣播（DAB）則采用了8-VSB和COFDM調制方式，這些調制方式的最大特點是具有很高的峰均功率比。

2 無線電監測中心的關注點

結合無線電監測中心的工作特點，總結出對廣播電視發射系統的測試關注點如下：

2.1 載頻輸出功率，頻率及其偏差

對于任何發射機來說，載頻輸出功率和頻率及其偏差值是最基本的指標。

2.2 調制帶寬和深度

在一些通信系統，如調頻雙向無線電通信系統中，增加調制深度可以提高系統的載噪比，但是會占用鄰近的工作頻道。而廣播電視是高保真的成熟系統，過度調制將會直接影響到信號的質量，加上廣播電視的頻譜相對空閑，相鄰頻道之間有著足夠的保護帶寬。所以在廣播電視發射系統中，調制深度并沒有像在移動通信系統中那樣被重視（在移動通信系統中，常用鄰道功率指標來衡量二個相鄰信道間的互相干擾）。

2.3 諧波和雜散

諧波和雜散是廣播電視發射系統突出的問題，尤其是87.5-108MHz的FM調頻廣播。前面已經提到，調頻廣播發射機采用了C類放大器，所以會產生大量的諧波信號，這些諧波信號除了會直接干擾其它的通信系統以外，還會在系統的輸出通路上產生互調，這些互調產物有很多不確定性，如何測量和分析這些互調產物，是廣播電視發射系統測量的重點。

3 廣播電視發射系統的測試點

無論哪種發射機的測量，無線電監測中心的視角總是要比運營商更廣。比如在蜂窩基站的測量中，運營商所關心的是頻道內，鄰道和帶內指標，而無線電監測中心則更關心從9kHz-12.75GHz范圍內的雜散指標是否符合要求。這種不同的關注點導致了即使針對同一臺發射機的測試，無線電監測中心的測量方法與運營商的方法也會有很大的差異甚至截然不同。

對于無線電監測中心，選擇測試點可遵循以下原則：

√必須在主饋線上尋找測試點，發射機自帶的測試口沒有意義。

√單臺發射機輸出饋線上的任何測試點完全可以說明該發射機的性能；

√合成系統后的測試點更加有助于分析產生干擾的原因。

4 廣播電視發射系統的測量方法

廣播電視發射系統的測量應采用在線式（通過式）測量法，以下將分別討論功率和頻譜的在線式測量方法。

4.1 通過式功率測量法

通過式功率計實際上是一種信號激勵裝置，采用了一個無源的二極管射頻傳感器。在同軸線的二側分別裝有定向的，半波二極管檢測波電路，并將其接到已校正的表頭以讀出有效值功率。檢波電路與傳輸線通過介質耦合，并根據置于傳輸線旁的傳感器的方向取樣出正向和反射功率（圖1）。

圖1.通過式功率計的工作原理

圖2.通過式頻譜測量法

這種通過式功率計的優點是簡單易用，無需外接電源。與終端式功率計不同的是，通過式功率計真實的反映了一個發射系統中各個截面的正向功率和反射功率。

4.2 通過式頻譜測量法

和通過式功率測量法基本相同，通過式頻譜測量法也采用了二個高方向性的耦合器，分別用于取樣正向和反向頻譜（圖2）。

5 TC系列廣播電視功率和雜散測量系統的應用

TC系列廣播電視功率和雜散測量系統是BXT?Technologies根據廣播電視系統的特點，結合無線電監測中心的要求而開發的。系統由功率取樣，頻譜取樣和顯示單元三部分組成（圖3），可用于測量所有米波段/分米波段廣播電視發射系統的功率和雜散。

圖3.TC系列產品的應用

圖3為TC系列廣播電視功率和雜散測量系統的基本應用，在此基礎上，可以測量發射系統的各項射頻指標。

5.1 發射機的輸出功率及精度測量

參照圖3，對于FM發射機，直接在顯示單元上的功率計讀出其平均功率即可；如果是電視發射機的圖像功率測量，由于圖像調制是采用調幅方式，需要在75%的調幅度時測試其平均功率，再乘以1.68即可得出其峰值功率（同步頂功率）。

5.2 發射機的VSWR測量

參照圖3，從顯示單元上的功率計表頭讀出正向和反射功率，通過下式計算VSWR：

5.3 發射機的輸出頻譜測量

參照圖3，從頻譜儀中可以直接讀出發射系統從48-862MHz范圍內的輸出頻譜。

5.4 發射系統的互調分析

TC系列產品為發射系統的互調分析提供了有力手段，它可以測量并分析在不同條件下系統產生互調的原因。

當二臺發射機的天線之間的隔離度不佳時，其中一臺發射機的信號會通過天線串入被測發射機。由于發射機輸出端存在非線性因素，最終會從被測發射機產生一些互調產物；當發射合路系統的隔離度不佳時，被測發射機也會產生互調

在多載頻共用天線的場合，作為無源器件的合成系統在某種特定條件下（如接觸不良，鍍層氧化等）也會產生無源互調。

6 結束語

本文討論了廣播電視發射系統的功率和雜散測量問題，希望有助于從事無線電設備檢測工作的實際應用。

［1］AN-S102：廣播電視頻道劃分；

［2］AN-RM01：無線電檢測中若干問題的討論。

朱亞磊，女（1979年1月），漢族，云南昆明，2001年畢業于重慶郵電學院通信工程專業，工程師（電子工程系列），現就職于云南省無線電監測中心。

An example of the power and stray measurement of the broadcast and television transmission system

Zhu Yalei
（Radio monitoring center of Yunnan Province，Kunming Yunnan，650228）

In all civil transmitters， the power of the radio and television transmitter is the largest，but also at the highest point of transmission.Because of the broadcasting and TV transmission system there is a harmonic，spurious and intermodulation signal，thus to other communication systems，such as the civil aviation communication caused by interference.This departure from the point of view of the application of radio monitoring center of Yunnan Province，discusses the VHF and UHF band high power radio and television emission system power and spurious measurements.

Radio and television；power；spurious；measurement