歐陽永林
(湖南省永州市銅山嶺電視調頻轉播臺,湖南 永州 425400)
永州市銅山嶺電視調頻轉播臺地處海拔1 000 m的孤山頂峰,是湖南、廣西兩省五市縣的交匯點,自然環(huán)境十分惡劣。而天饋線系統(tǒng)作為整套發(fā)射設備中唯一常年裸露在外的部分,其發(fā)射天線一般都安裝在較高的鐵塔上,以增加射頻輸出信號的覆蓋范圍。因此,稍有疏忽極易出現(xiàn)故障,從而影響播出質量和效果,甚至可能導致發(fā)射機受損和停播,對于擔負著大眾傳播信息使命的發(fā)射臺,這種影響有時是致命的,應引起管理人員與技術人員足夠的重視。
天饋線系統(tǒng)由饋線管、接口接頭、變阻器、功分器、發(fā)射天線及發(fā)射鐵塔組成,是一個有機結合的物理體系。它的技術指標有電壓駐波比、反射功率、天線增益、天線的輸入阻抗、天線的前后比、傳輸線的特性阻抗、饋線的衰減系數(shù)、匹配程度以及充氣氣壓等。而發(fā)射機電壓駐波比和反射功率的大小可判斷出天饋線系統(tǒng)的優(yōu)劣程度。天線的種類有很多,按極化方式分有水平、垂直和圓極化方式;按結構形式分有蝙蝠翼天線、偶極子天線和圓極化天線等。從2007年中期起,永州市銅山嶺電視調頻轉播臺發(fā)射設備逐步更新?lián)Q代,從以前的電子管分離式發(fā)射機換成現(xiàn)在的全固態(tài)化發(fā)射機,天饋線系統(tǒng)由之前的蝙蝠翼天線換成現(xiàn)在的偶極子板天線。經過幾年的磨合和檢驗,天饋線系統(tǒng)面臨的潛在危害因素逐漸顯露出來,首先從故障實例的解剖來說明,獲得教益,進而防范。
2008年初,南方爆發(fā)50年一遇的大冰災,永州市銅山嶺電視調頻轉播臺的天饋線系統(tǒng)遭遇一次強大的檢驗。冰雪融化的過程中造成了3CH天饋線系統(tǒng)嚴重受損而停播,當時的電壓駐波比為2.08,反射功率為38 W。通過受損情況了解到3CH東面、北面的7個偶極子板天線有1個天線振子斷裂,3個天線振子變形,1個天線振子中的LC阻塞電路脫落,2個天線振子輻射器的玻璃鋼罩出現(xiàn)裂縫導致進水短路。經分析,造成3CH停播主要有這幾方面原因:
1)位置。3CH偶極子板天線相對于其他頻道安裝在鐵塔下端。
2)受力程度。鐵塔上端融冰時大塊的冰往下掉,受擊打程度相對嚴重。
3)受擊打數(shù)量。鐵塔上端融冰時,受到冰塊擊打的次數(shù)相對多。
4)抗擊打能力。偶極子板天線由于其結構相對比蝙蝠翼天線抗擊打能力弱。
5)受損恢復情況。偶極子板天線由于振子內含內導圓銅體,一旦振子變形很難恢復成光滑原貌,只要有痕跡就會產生諧波,不宜再使用。最后把受損的振子和受損振子的玻璃鋼罩換掉,把振子脫落的LC阻塞電路焊接好,3CH恢復了正常播出。根據(jù)永州市銅山嶺電視調頻轉播臺多年的經驗和實際情況,今年重新把3CH偶極子板天線換成了蝙蝠翼天線,雖然犧牲了少許天線的輸出增益,但換回了可靠安全的正常播出。
高山站臺天饋線系統(tǒng)面臨的潛在危害因素主要有以下幾種:
1)強風。高山站臺由于地勢海拔高,天饋線系統(tǒng)遭受大風、強風的次數(shù)多,并且強度大,易使饋管的接口接頭等松動及脫落,受到損害的天線振子還可能導致變形斷裂。另外,饋管松動也容易和鐵塔發(fā)生磨損。
2)霧氣和雨水。天饋線系統(tǒng)中的饋線管接口接頭和玻璃鋼罩若松動、開裂或者饋線管的充氣氣壓不足和泄掉,易使雨水、霧氣進入其中,造成部分短路,影響播出質量。
3)溫差。高山臺站地勢海拔較高,日晝溫差有時比較大,時間長了會使天饋線系統(tǒng)的一些元器件受到熱脹冷縮的影響而開裂,若在雨、雪、霧天時會造成發(fā)射機電壓駐波比和反射功率增大,射頻輸出功率降低。
4)冰和雪。高山臺站冬季時,冬雨、冰雪嚴重,天饋線系統(tǒng)和鐵塔經常被冰、雪包裹成一個整體,融冰時,大塊大量的冰往下掉,易使安裝在鐵塔下端的天饋線系統(tǒng)受到損害,嚴重時可導致該頻道發(fā)射機停播。
5)生銹。受氧化作用的影響,長時間會使高山臺站鐵塔生出一層厚厚的銹,影響鐵塔的安全。
6)松動、脫落和開裂。這里單獨把它列舉出來是因為高山站臺的天饋線系統(tǒng)由于風、雪、冰、雨等因素的影響經常會造成接口接頭、玻璃鋼罩、振子內導體、LC阻塞電路和彈接片等部件松動、脫落或開裂,影響發(fā)射機安全正常播出,是易發(fā)現(xiàn)象。
應對措施主要有:
1)要改變重發(fā)射機運行和輕天饋線系統(tǒng)防范保護的觀念,不能等到天饋線系統(tǒng)出問題時才引起重視,要有防范于未然的意識。
2)天饋線系統(tǒng)的所有部件要安裝牢固,便于操作。對于易受強風、強雪、強冰損害的部件可在不影響其性能的情況下,適當做一些如鋼管保護網之類的防護措施加以防范,免受損傷。
3)要因地制宜,根據(jù)各高山臺站的不同情況,各頻道天饋線系統(tǒng)安裝的不同位置合理選配不同的發(fā)射天線。如永州市銅山嶺電視調頻轉播臺3CH的天饋線因各種因素的制約只能安裝在鐵塔桅桿的下端,易受冰、雪的影響,因而重新使用了強度較高的蝙蝠翼天線,確保了頻道的正常播出。
4)天饋線系統(tǒng)所有的接口接頭、法蘭盤及玻璃鋼罩等都要密封好,并使饋線管充上干燥的空氣,保證足夠的氣壓,以便雨、霧天氣時,防止潮濕水氣的進入。
5)注意饋線管的安裝及固定,防止與鐵塔在風、雪、冰的天氣中發(fā)生磨擦和撞擊,受到損害,從而影響天饋線系統(tǒng)的直流電阻和絕緣電阻的阻值變化。
6)對于天饋線系統(tǒng)的維護,一是要注意其直流電阻的變化,二是注意部件絕緣電阻的變化,這兩個阻值的變化可以一定程度反映出天饋線系統(tǒng)的優(yōu)劣程度。
7)定期測量和記錄天線的各項電參數(shù),檢查天饋線系統(tǒng)的銹蝕、松動、脫落以及開裂情況。準備好一定的備用器件和密封材料,隨時把受損部件更換,保證發(fā)射機優(yōu)質、安全播出。
8)高山臺站的鐵塔保證3~5年內維護一次,去銹要干凈,特別是螺帽、縫隙和拐彎處要注意,不留死角。油漆里層至少有2~3遍防銹漆,保證鐵塔長期安全可靠。
天線的作用是將發(fā)射機所產生的射頻電能轉換成向自由空間輻射的電磁波,通過天饋線系統(tǒng)的合理設置與良好性能,可以有效地提高射頻輻射的效能。許多人認為,對于覆蓋區(qū)域的擴大,通常考慮對發(fā)射機輸出功率的增大,信號強度就會越強,這種認識是片面的。對于廣播電視系統(tǒng)來說,重要的是提高有效輻射功率,它是發(fā)射機的輸出功率乘以天線增益,再減去傳輸饋線損耗后的結果。天饋線系統(tǒng)的性能優(yōu)劣關系到信號播出質量的好壞,劣化嚴重時會造成停播事故。應把天饋線系統(tǒng)與發(fā)射機設備看成一個統(tǒng)一的體系,認真維護和保養(yǎng),不能顧此失彼。