淺談波導充氣機在廣電天饋線系統中的作用和工作原理

遠曉峰

天津中環安訊達科技有限公司 天津市 300074

1 天饋線系統

天饋線系統是廣播電視發射系統中重要組成部分。天饋線系統主要由主饋線，功分器，分饋線，天線幾部分組成。傳輸信號由發射機生成后，經過一系列合成處理后，由天饋線系統將電磁波發射出去，通過終端接收機最終實現節目播出。可見天饋系統的好壞直接影響整個節目的播出質量和效果。

在整個天饋系統中，饋線密閉性的好壞，對節目的播出質量又起著決定性的影響。當天饋系統建立在海拔較高的自然環境中時，使其處在高溫、高濕、高寒（低溫）、一天內溫差變化大的地理環境中，即使是新裝饋線，因其所在的氣候條件，地理環境的影響，在一定時間后，也會有內部氣體泄露問題的產生，也就必然導致傳輸質量的降低，甚至不能保證傳輸。因此，饋線密閉性不好，導致饋線內濕度增大，甚至積水，影響節目傳輸是國內很多地區天饋系統的共性。為解決在饋線已出現輕微泄露或較嚴重漏氣情況下還要保證節目播出的質量這個問題，中國自90 年代初開始，陸續給饋線裝備了波導充氣機（空氣干燥機），以實現饋線里保持干燥氣體，保持正壓，從而保證了節目播出質量，延長饋線的壽命。

波導充氣機自90 年代初，開始應用于天饋系統至今已30余年，其按干燥方式可分為吸附式，滲透式，冷凝式三種。其中吸附式又分變色硅膠，氧化鋁，分子篩三種。滲透式主要是高分子膜型。冷凝式充氣機由于體積大，噪音大，不適用于天饋線系統。

2 天饋線控制

隨著科學技術、材料的進步，已更迭了多代，其工作控制歷程如下簡述。

電路控制：從簡單的數字電路控制，到MCU 智能控制（實時采集壓力、溫濕度、計次、計時等數據及各類告警，實現遠程控制）。

壓力顯示：從壓力表顯示（耐低溫），到液晶模塊顯示（低溫工作只能到-5℃），再到數碼管顯示（低溫工作達到-40℃）。

干燥方式：從需要維護更換的吸附式干燥方式（硅膠干燥劑），到免維護吸附式干燥方式（氧化鋁吸附，再加熱反吹，恢復吸附能力），再到免維護高分子膜滲透式干燥方式。

遠程控制：從沒有遠程監控，到遠程遙信監控（遠程告警燈），再到網絡遠程控制（實現遠程控制及告警）。

綜上所述，波導充氣機隨著科技進步，逐步滿足了目前各臺站的使用需求。同時，在設計上都具有多路輸出，防雷，漏氣檢測，局域網遠程控制，實時顯示工作狀等特點，也為各臺站逐步實施的的數字化管理提供了相應的技術儲備。其中采用耐低溫數碼管顯示，MCU 智能控制的高分子膜滲透式免維護型，適用于各類型氣候條件，可在0-5000 米海拔高度范圍內使用。

下面主要介紹一下高分子膜型充氣機干燥工作方式。

圖2 高分子滲膜式干燥器原理圖

高分子滲膜式干燥管由一組含氟高分子樹脂合成加工而成的中空纖維膜產品，當每一根中空纖維膜的內外側間有水分濃度差產生時，膜間會產生一種使該濃度差趨向均一的驅動力。水分以此為驅動力穿透膜壁，由水分濃度高的一側向水分濃度低的一側移動。如圖1、2 所示。

圖1 高分子膜型充氣機工作流程圖

高分子滲膜式干燥管是基于膜滲透原理，滲透速率與膜的材料及其密度、厚度、有效滲透面積、材料的物理特性以及膜兩側的水汽分壓差等有關，其工作原理是：濕壓縮空氣進入中心套管輸送到套管的底部，然后從滲膜纖維管的內部流過。在管芯的出口處，一部分干燥的壓縮空氣通過反吹閥減壓膨脹后成為反吹氣。反吹氣由于體積膨脹變得更加干燥，然后流經纖維管的外表面。結果兩股不同濕度的氣流以相反的方向流經纖維管的內外表面，潮濕的壓縮空氣流經內表面，而干燥的反吹氣流經外表面。由于相對濕度的差異，壓縮空氣中的水分向反吹氣中擴散。壓縮空氣流經中心套管后變成干燥的壓縮空氣，變得潮濕的反吹氣被釋放到干燥管外。

結 論

通過上述介紹，技術人員了解波導充氣機是為天饋線系統自動充氣的一種設備。隨著國家地面數字項目建設，對天饋線系統提出全頻道大功率低駐波等更高技術指標要求。電磁波在饋線內導體上進行傳輸，要滿足大功率低駐波，饋線內外導體之間的空氣介質必須是干燥的，波導充氣機可以使傳輸饋線內自動保持具有一定壓力的干燥空氣，以確保外部潮濕空氣及水份不能進入其中，保證信號的傳輸質量和終端收視效果。