趙根夏

（作者單位：寧夏廣播電視臺(tái)傳輸發(fā)射中心）

調(diào)頻同步廣播實(shí)踐

趙根夏

（作者單位：寧夏廣播電視臺(tái)傳輸發(fā)射中心）

調(diào)頻同步廣播必須保證“三同一保”，所謂“三同一保”就是在調(diào)頻同步廣播網(wǎng)中的所有發(fā)射機(jī)的載波頻率相同，調(diào)頻同步廣播網(wǎng)中的音頻傳輸時(shí)延差相同，調(diào)頻同步廣播網(wǎng)中發(fā)射機(jī)調(diào)制度相同，要保證調(diào)頻同步廣播網(wǎng)中的最小可用場(chǎng)強(qiáng)。本文簡(jiǎn)單介紹調(diào)頻同步廣播網(wǎng)技術(shù)在寧夏的應(yīng)用情況。

調(diào)頻；同步廣播網(wǎng)；建設(shè)和維護(hù)

2015年2月寧夏同步廣播網(wǎng)開(kāi)始論證和建設(shè)。同步廣播擬采用國(guó)產(chǎn)調(diào)頻數(shù)字激勵(lì)器技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)寧夏同步廣播網(wǎng)。采用當(dāng)時(shí)較為先進(jìn)的GPS同步基準(zhǔn)源校頻技術(shù)對(duì)同步網(wǎng)進(jìn)行載頻同步；采用最新研制成果DDS數(shù)字直接頻率合成技術(shù)對(duì)同步網(wǎng)進(jìn)行調(diào)制度同步；采用同步衛(wèi)星解碼器、延時(shí)校正與系統(tǒng)服務(wù)器水印等技術(shù)，聯(lián)合對(duì)同步網(wǎng)進(jìn)行精確延時(shí)同步；采用相應(yīng)的發(fā)射機(jī)功率等級(jí)來(lái)保證最小的可用接收?qǐng)鰪?qiáng)。根據(jù)寧夏區(qū)域的貌特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多次實(shí)地考察和技術(shù)論證，決定采用以公路干線為主，兼顧中心城市的原則進(jìn)行調(diào)頻同步網(wǎng)覆蓋。決定在寧夏的銀川市、大武口區(qū)的溝口、高速公路的滾泉、中寧縣城、中衛(wèi)縣城、同心縣城、李旺鄉(xiāng)、三營(yíng)鎮(zhèn)、固原原州區(qū)等建立數(shù)個(gè)同步廣播發(fā)射臺(tái)站，發(fā)射機(jī)功率等級(jí)設(shè)置為500W或1kW，發(fā)射天線采用四層單面單偶極子天線。

1 建設(shè)

調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的構(gòu)成主要設(shè)備有發(fā)射天線、功率放大器、數(shù)字激勵(lì)器、GPS信號(hào)接收機(jī)、音頻服務(wù)器、同步廣播信號(hào)解碼器、衛(wèi)星地球站復(fù)用器等。根據(jù)寧夏調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的規(guī)劃，在銀川市建設(shè)總控室，在總控制室放置調(diào)頻同步廣播網(wǎng)音頻服務(wù)器，并將加入時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的信源信號(hào)傳輸?shù)綄幭男l(wèi)星地球站；在寧夏地球衛(wèi)星站傳將輸?shù)降男旁葱盘?hào)復(fù)用，隨寧夏衛(wèi)視信號(hào)一同發(fā)送到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上；在銀川、滾泉、中寧、中衛(wèi)、同心、李旺、三營(yíng)、固原、溝口發(fā)射臺(tái)站安裝了衛(wèi)星接收地面站，解調(diào)出同步信源信號(hào)，輸入到含有數(shù)字激勵(lì)器的同步廣播發(fā)射機(jī)中，在所有發(fā)射臺(tái)站安裝功率放大器、天線等設(shè)備。這樣，隨著所有發(fā)射臺(tái)站的開(kāi)通，共同構(gòu)成成了寧夏調(diào)頻同步廣播網(wǎng)。

2 調(diào)試

調(diào)頻同步廣播網(wǎng)就其基本概念而言，就是兩臺(tái)或多個(gè)調(diào)頻發(fā)射機(jī)、使用同一頻率、播出同一節(jié)目，在交疊覆蓋區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾接收的調(diào)頻廣播系統(tǒng)。寧夏調(diào)頻同步廣播網(wǎng)就是一個(gè)典型范例，使用98.4Mhz同一頻率，播出交通廣播節(jié)目。但是，簡(jiǎn)單地在寧夏不同地方放置調(diào)頻發(fā)射機(jī)，使用同一載波頻率發(fā)射，在相鄰發(fā)射機(jī)交疊覆蓋區(qū)的接收機(jī)里會(huì)引起嚴(yán)重的同頻干擾，是不能起到擴(kuò)大和改善覆蓋的目，這主要因?yàn)椋簝蓚€(gè)標(biāo)稱頻率相同的發(fā)射機(jī)實(shí)際發(fā)射的載頻會(huì)有差別的，這個(gè)差別一般是在音頻范圍內(nèi)，在接收機(jī)內(nèi)會(huì)引起差拍干擾；兩個(gè)相鄰發(fā)射機(jī)的已調(diào)波信號(hào)相位不同，而且到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間也不同，不同相位的信號(hào)在接收機(jī)內(nèi)迭加會(huì)產(chǎn)生失真，這種失真的程度跟時(shí)延差和調(diào)制頻率有關(guān)；兩個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射的已調(diào)波信號(hào)的頻偏不同，不同頻偏的信號(hào)在接收機(jī)內(nèi)也會(huì)迭加產(chǎn)生失真，這種失真的程度跟調(diào)制度的偏差和調(diào)制頻率度有關(guān)。

根據(jù)調(diào)頻廣播發(fā)射和接收電磁波的特性，采取調(diào)頻同步技術(shù)的目的是保證相鄰發(fā)射機(jī)交疊覆蓋區(qū)（相干區(qū)）內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)高于接收機(jī)靈敏度的地方可以得到滿意的接收，也就是要保證有足夠的場(chǎng)強(qiáng)。因此實(shí)現(xiàn)寧夏調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的正常工作必須使所有發(fā)射機(jī)同頻、同相、同調(diào)制度和保證一定的接收?qǐng)鰪?qiáng)。調(diào)試主要有以下步驟。

（1）開(kāi)機(jī)：開(kāi)啟GPS接收機(jī)，發(fā)射機(jī)的激勵(lì)器加入GPS同步信號(hào)；開(kāi)啟同步音頻信號(hào)服務(wù)器，加入GPS同步信號(hào),給地球站送入加有同步信號(hào)的信源信號(hào)，經(jīng)復(fù)用后和寧夏衛(wèi)視信號(hào)一道發(fā)送到中星6B衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器上；開(kāi)啟同步衛(wèi)星解碼器，解調(diào)出含有同步信號(hào)的信源信號(hào)并送入發(fā)射機(jī)激勵(lì)器；開(kāi)啟發(fā)射機(jī)，使發(fā)射機(jī)功率達(dá)到額定值（500W或1kW）。

（2）相鄰發(fā)射機(jī)的調(diào)試：銀川和滾泉，滾泉和中寧，中寧和同心、中寧和中衛(wèi)，中寧和同心，同心和李旺，李旺和三營(yíng)，三營(yíng)和固原，銀川和溝口都構(gòu)成了相鄰發(fā)射機(jī)。每一對(duì)相鄰發(fā)射機(jī)都存在“相干區(qū)”，以中寧臺(tái)站和同心臺(tái)站為例，開(kāi)中寧臺(tái)站發(fā)射機(jī)，關(guān)同心臺(tái)站發(fā)射機(jī)，測(cè)中寧臺(tái)站發(fā)射機(jī)沿途多個(gè)場(chǎng)強(qiáng)值，并找到邊界場(chǎng)強(qiáng)值；同理，關(guān)中寧發(fā)射機(jī)，測(cè)同心臺(tái)站發(fā)射機(jī)沿途多個(gè)場(chǎng)強(qiáng)值，計(jì)算出二臺(tái)站場(chǎng)強(qiáng)差小于15dB、小于6dB、小于3dB差的范圍。通過(guò)調(diào)整發(fā)射機(jī)功率、天線方向、激勵(lì)器相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，二臺(tái)站“相干區(qū)”由二臺(tái)站發(fā)射機(jī)同頻場(chǎng)強(qiáng)差小于15dB的范圍下降到二臺(tái)站發(fā)射機(jī)同頻場(chǎng)強(qiáng)差小于6dB的范圍。

（3）統(tǒng)調(diào)：從銀川臺(tái)站開(kāi)始依次對(duì)相鄰發(fā)射臺(tái)站“相干區(qū)”進(jìn)行調(diào)試，重要的是對(duì)激勵(lì)器的相關(guān)參數(shù)的細(xì)調(diào)，確保各個(gè)發(fā)射機(jī)信號(hào)“同源”。

（4）驗(yàn)收：沿著相關(guān)高速公路進(jìn)行收聽(tīng)、收測(cè)，微調(diào)激勵(lì)器相關(guān)技術(shù)參數(shù)，使得“相干區(qū)”在高速公路一線上干擾最小。

3 結(jié)語(yǔ)

要保證同步發(fā)射臺(tái)站正常的運(yùn)行，維護(hù)是不可或缺的。

維護(hù)分預(yù)維護(hù)和應(yīng)急維護(hù)兩種，對(duì)同步網(wǎng)而言，由于同步廣播網(wǎng)點(diǎn)多線長(zhǎng)，大多數(shù)臺(tái)站又無(wú)人值守，下鄉(xiāng)不易，預(yù)維護(hù)尤為重要。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)月下鄉(xiāng)維護(hù)一次，主要是沿途收聽(tīng)各個(gè)臺(tái)站的節(jié)目，特別是“相干區(qū)”的收聽(tīng)狀況，收聽(tīng)“相干區(qū)”是否擴(kuò)大，收聽(tīng)效果是否變差等，在臺(tái)站主要是清潔設(shè)備灰塵，檢查設(shè)備各個(gè)接口、連接饋線、衛(wèi)星信號(hào)接收天線、高頻頭等等是否存在故障，檢查設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，保證設(shè)備處于較好的工作狀態(tài)；三個(gè)月校正一次衛(wèi)星系統(tǒng)天線，更換一些易損器件，比如，射頻軟連接線、功放單元的電源板等，將更換下來(lái)的器件帶回銀川維修；半年全面維護(hù)一次，主要是對(duì)所有臺(tái)站進(jìn)行一次收聽(tīng)收看，查看“相干區(qū)”是否有變化，測(cè)試發(fā)射機(jī)技術(shù)、天饋線技術(shù)指標(biāo)等。應(yīng)急維護(hù)主要是接到監(jiān)測(cè)部門(mén)、當(dāng)?shù)嘏_(tái)站、聽(tīng)眾的故障反映后，及時(shí)派技術(shù)人員下鄉(xiāng)進(jìn)行搶修等。

總之，為了保證調(diào)頻同步網(wǎng)的運(yùn)行，防止“相干區(qū)”的移動(dòng)和擴(kuò)大，必須做到各個(gè)發(fā)射臺(tái)站發(fā)射功率不變，激勵(lì)器的工作狀態(tài)恒定，GPS信號(hào)精確鎖定。否則，正常的覆蓋范圍就會(huì)縮小，“相干區(qū)”就會(huì)增加。

寧夏調(diào)頻同步廣播網(wǎng)已于2005年10月順利建成。近年來(lái)隨著科技的進(jìn)步，寧夏調(diào)頻同步廣播技術(shù)又有了新的發(fā)展。

圖6

（1）A/D轉(zhuǎn)換的原理是：①取樣：取樣可看作是一個(gè)脈沖幅度調(diào)制過(guò)程：脈沖載波是s（t），調(diào)制信號(hào)是f（t），取樣門(mén)輸出的樣值脈沖序列f（s）就是脈沖調(diào)幅信號(hào)。②量化：量化就是把樣值幅度分層，將一個(gè)范圍內(nèi)變化的無(wú)限個(gè)值，用不連續(xù)的有限個(gè)值來(lái)代替。③編碼：編碼就是將量化后的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼組的過(guò)程。如圖7所示。

圖7

（2）DAM機(jī)的調(diào)制過(guò)程是：編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)去控制48個(gè)射頻放大器，就是說(shuō)射頻放大器可識(shí)別數(shù)字信號(hào)。如輸出000011，（000011）2=3，即可開(kāi)啟3塊“大臺(tái)階”射頻放大器；輸出001110，（001110）2=14，即可開(kāi)啟14塊“大臺(tái)階”射頻放大器。二進(jìn)制數(shù)實(shí)際是12Bit，前六位控制42塊“大臺(tái)階”射頻放大器，后六位控制6塊“二進(jìn)制”射頻放大器。射頻放大器輸出的是被調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)合成器的數(shù)/模 轉(zhuǎn)換而成為模擬信號(hào)。

總之，中波廣播發(fā)射機(jī)的固態(tài)化是一次質(zhì)的飛躍，對(duì)載波的數(shù)字調(diào)制又是一次質(zhì)的飛躍。今天廣播發(fā)射技術(shù)更趨成熟，發(fā)射機(jī)正在走向自動(dòng)化。

高永錄（1966--），男，本科學(xué)歷，甘肅省白銀廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)工程師。