無線電視數字發射機技術特點分析

張偉江 巢志成

長期以來，無線電視以圖像清晰、無噪聲、無重影和多媒體等方面的優勢，在廣大用戶之中受到了廣泛的歡迎。因此，無論是電視節目的制作、傳輸還是接收，都在一定程度上發揮著革命性的變化。我國對于無線電視廣播發展的不斷深入，對于數字發射機的需求也呈現出顯著增加的趨勢。

1 無線電視數字發射機的相關概述

1.1 無線電視數字發射機的標準

從當前國際上的應用狀況來看，無線電視數字發射機一般分為三種標準，分別是美國ATSC標準、歐洲DVB-T標準和日本ISDB-T標準。就第一種來看，主要采用的是單載波8VSB編碼調職技術，后兩種主要使用的是多載波COFDM調制技術。上述三種標準的視頻信源編碼都采用的是MPEG-2標準，音頻信源編碼方面則有所區別，美國采用AC-3，歐洲采用MPEG-2，日本采用AAC標準。

1.2 無線電視數字發射機的主要機型

現階段，國內外主要采用的是感應輸出管TOT發射機、四極單電子管發射機、全固態發射機。從這三種機型的實際工作狀態來看，都處于UHF波段。其中，TOT發射機是高功率無線電視的首選機型。而在當前的市場當中，最具有競爭力的是全固態發射機，其具有中功率的特征。伴隨著近幾年經濟和技術的高速發展，國內的一些發射機生產廠商都結合本土的特色推出了相應的數字發射機，在這一領域有了新的突破。

2 無線電視數字發射機的技術特點

2.1 數字自適應預校正技術

數字自適應預校正技術（DAP或RTAC）在歐美發達國家當中已經得到了比較廣泛的應用，歐洲的THALES公司（前身THOMCAST，湯姆遜旗下子公司）稱之為數字自適應預校正（Digital Auto-Adaptive pre-correction，DAP）；美國的哈里斯（HARRIS）公司稱之為自動數字校正——實時適應校正（Enter Automatic Digital Correction—Real Time Adaptive Correction，RTAC）。在對于這項技術進行分析的過程當中，不難看出，其表現出來的主要特征就是不需要人為因素的過多參與。在短時間內，發射機能夠從剛剛啟動的狀態逐漸走向最佳的運行狀態。從實踐成果上來看，其能夠對于發射機的運行情況和設備本身的性能進行監測，最大程度上保證設備以一個良好的狀態運行。除此之外，這也在能夠在客觀上使發射出去的信號有更高的質量，在后期的維護過程中，也并不存在太多的復雜環節。

2.2 功放中廣泛應用大功率LDMOS晶體管

LDMOS（Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor），即橫向擴散金屬氧化物半導體。在誕生初期，這項技術的主要目的是給蜂窩電話的發展提供保障。伴隨著蜂窩通信市場的進一步完善與發展，LDMOS晶體管技術也有了新的突破，逐漸走向完善，其中的一些成本也隨之降低，具有較好的市場發展前景。

相比較而言，LDMOS比雙極型晶體管的增益更高，從這一點上來看，前者在輸出過程當中并不需要過多的輔助器件。更為重要的是，其能夠在一定條件之下，承受輸入信號并發射數字信號，從原因上來看，LDMOS當中具備高級的峰值功率。從曲線分布上來看，LDMOS增益曲線呈現出來比較平滑的走向，并且在其中能夠促使多載波數字信號放大。在進行比較的過程當中，也能夠看出雙極型晶體管的互調電平會隨著功率電平的變化而變化，但是LDMOS卻沒有這種變化特點，其存在飽和區。基于這樣一種特性，在執行過程當中，LDMOS會有更高的功率和更為完備的線性。從溫度上來看，為了能夠在最大程度上防止熱耗散所帶來的影響，LDMOS當中所具備的最佳溫度系數應當為負數。這種溫度穩定性允許幅值變化只有0.1 dB，而在有相同的輸入電平的情況下，雙極型晶體管幅值變化在0.5～0.6 dB，且通常需要溫度補償電路[1]。

在實際應用的過程當中，發射機工程師應當對于LDMOS晶體管予以一定的重視，為了能夠將設備成本降低到一定層面上來，應當在數量上進行控制，每個晶體化功率越大，就意味著數量會比較少。當前，新型的LDMOS FET能夠在整個UHK波段當中得到覆蓋。從另一個層面上來看，在不需要調整的情況之下，能夠在該波段當中任意一個頻率當中進行。需要注意的是，并不是所有稱之為“寬帶”的功率放大器工作都在UHF波段當中，有些需要兩種甚至更多的放大器，覆蓋到整個波段當中。主要原因在于，如果增益，那么就需要較低的成本和少量的晶體管，但是在降低帶寬的狀態之下，需要兩種或者三種類型的功率放大器覆蓋到其中。

2.3 N+1系統使擁有多臺發射機的臺站更經濟

N+1系統，指的是需要運用1部發射機對多部發射機進行備份。就固態發射機本身而言，其是用像放大器、電源等較不穩定設備冗余積累起來的，激勵器本身具有一定的模塊化特征，一般采用雙激勵器自動倒換的形式。從以往的實踐成果上來看，這種操作流程能夠保證設備的順利運行，提高設備的運行效率。更為重要的是，這種形式與電子管速調管發射機相比較而言具有一定的優勢，因為前者并不需要備份。事實上，在國內外FM廣播發射機系統當中，這一系統并不是剛剛盛行，已經有了多年的實踐經驗，近幾年來，其在無線電視當中逐漸推行和完善起來，使得擁有多部發射機的臺站更加具有經濟性。

2.4 冷卻系統采用風、液冷供選擇的方式

不同客戶在這一方面的需求是不盡相同的，所以發射機生產廠家進行了風冷和液冷系統的開發與應用。在購機訂貨的過程當中，客戶可以結合自己的需要來選擇合適的冷卻方式，這改變了原油單一的風冷方式。從當前市場需求情況來看，液冷方式與我國的市場需求相契合，因為當前國內很多城市的空氣質量不盡如人意，所以，機器在運行過程當中會堆積一些灰塵，在對于機器進行日常維護的時候，對于風冷系統的要求比較高[2]。

2.5 無線連接、GUI界面、故障自我診斷和遠程遙控

在當前新設計的數字電視發射機應用過程當中，主要采用的是插、拔的方式。這樣一來，能夠將相關的機器連接在一起。同時，從特點上來看，這種形式能夠保證整機結構更加緊湊，更為重要的是，在后期維護過程當中也會更加方便。從微處理器的應用狀態來看，首先，其能夠對發射機的運行情況進行監控。其次，能夠為每一個相關的組件提供必要的信息。LCD的應用，在很大程度上為用戶帶來了便捷性，幫助用戶對于設備的運行狀況進行直觀查看。無論是故障自我診斷系統，還是DAP技術，都能夠有效幫助用戶找到故障部位，將設備的維護和檢修進度提升起來。除此之外，遠程遙控功能也是不容小覷的，在這項功能的引導之下，用戶可以在因特網之中對于相關的設備進行監控。在當前市場當中，上述的新型技術已經得到了良好的運用。一方面，這種形式的設備能夠極大地減少資金和運行成本的投入；另一方面，這種設備能夠幫助設計師和用戶在網上看到發射機的運行狀態，從而更好地進行發射機的檢修和設置。在未來發展過程當中，數字電視發射機的引入已經成為趨勢，同時，在此基礎之上還會形成新的技術。

此外，在發射機監控系統當中，主要的功能板塊體現在單元數據模塊的顯示、激勵器測控數據模塊、通訊接口轉換模塊等方面。發射機的測控系統，能夠采用集中測控的方式，對于多臺發射機進行測控。更為重要的是，其能夠實現遠程客戶機，針對整個發射臺所有發射機進行遙控，實現異地遠程監控。

3 無線電視數字發射機的發展趨勢

3.1 產品化趨勢

21世紀初期，無線電視數字化趨勢愈來愈明顯了。從國內發展形式上來看，諸多發射機機場也是從21世紀開始，向無線電視數字發射機方向靠攏，但是，由于這項技術起源于國外，對外保密，所以我國在很長一段時間得不到核心技術。在發射機當中，有兩個非常重要的部分，一個是數字激勵器，還有一個是單頻網適配器，我國在初期發展的過程當中，只能從國外進口這兩種部件，這就使得我國的無線電視產業發展受到了影響。經過幾年的自主研發，如今，我國已經能夠有生產自主品牌的能力，國產的發射機在市場當中占據一席之地。在2006年，同方吉兆和鞍山吉兆聯合完成的國標無線電視數字激勵器的順利開發，是一件標志性事件，在短時間內得到了國內用戶的認可，同時也得到了非常可觀的社會效益與經濟效益[3]。

3.2 關鍵技術的突破

首先，無線電視數字發射機和模擬電視發射機都是全固態、單通道發射機，上述兩者之間也存在著一定的共同點，主要表現在有大功率合成、供電單元、冷卻系統和控制單元等多方面技術都可以借鑒使用。其次，從激勵器這一方面來看，在無線電視當中，所采用的信道編碼技術已經在國標頒布之后得到了進一步的完善與發展。值得一提的是，中國的一些廠商已經突破了其中存在的相關技術問題，但是，在單頻網技術、低相噪本振技術等方面，依舊有待取得進一步的完善與突破[4]。

3.3 全球化

在上文的研究當中不難看出來，雖然我國在近幾年發展過程當中，無線電視數字發射機技術有了明顯的進步，但是，和國外發達國家相比，其中依舊存在著一些環節有待完善。因此，在未來發展過程當中，應當遵循全球化原則，汲取國外在數模一體數字激勵器、水冷發射機等方面所取得的成果[5]。

4 結語

在未來發展過程當中，無線電視發射機技術的完善和優化是必然趨勢，這也是一項復雜的系統性工程，應當受到廣泛的重視。對于我國相關行業企業而言，應當結合當前國內資源和技術情況，對于發達國家的成果進行合理借鑒，從而加強前期技術支持和售后服務。

[1]付生華.地面無線數字電視系統傳輸覆蓋策略分析[J].西部廣播電視,2017(18):213-214.

[2]孟亮.數字電視無線發射系統的技術分析[J].中國有線電視,2016(11):1262-1266.

[3]黨偉榮.數字時代廣播電視無線發射技術相關問題的探討[J].新媒體研究,2016(10):30-31.

[4]閆城榛.話地面數字電視促產業未來發展——CCBN2013數字電視中國峰會及政策宣貫會[J].中國傳媒科技,2013(5):34-38.

[5]李天渠.地面數字電視單頻網建設原理與應用[J].科技創新導報,2016(17):70-71.