林龍

【摘要】 中央廣播電視塔于2007年4月進行了大規(guī)模的天饋線設(shè)備更新。通過這項工作，使得FM（調(diào)頻）、CH2天饋線系統(tǒng)工作狀態(tài)更加穩(wěn)定系統(tǒng)安全度提高。本文根據(jù)實際工程的特點，進行了詳細的介紹和論述，并對安裝、測試的一些問題進行了探討。

【關(guān)鍵詞】 天饋線系統(tǒng) 測試 KATHREIN

一、工程簡述

1、中央塔天饋線系統(tǒng)現(xiàn)狀：中央廣播電視塔（以下簡稱中央塔）上的天饋線系統(tǒng)是1991年安裝的，從安裝完畢后至今未作大的調(diào)整和更新改造。塔上安裝了2副UHF天線（意大利SIRA公司產(chǎn)品）；1副八層四面VHFⅢ波段天線；兩副四層四面雙偶極子FM天線；一副十二層四面單偶極子CH2天線（北京中天公司產(chǎn)品）。

2、改造項目工程：改造工程主要是對標高257米至292米天線段的CH2天線、標高292米至322米天線段的FM天線進行更新改造，不更換天線反射板，只更換天線振子。更換FM天線主饋線。機房內(nèi)更新部分主饋線橋架。

二、工程實施

2.1前期準備

2.1.1 組織保證

2007年3月，進口的設(shè)備全部到貨，中央塔也為改造工程做好了一切準備（包括申請停機時間、落實備份臺的代播等）。在工程開始之前，為了確保工程改造的順利實施，組成了專門的工程小組。在工程開始之前，全體工程人員召開了工程啟動會議，主要內(nèi)容是：1、強調(diào)中央塔改造工程的重要性，重點要抓好安全問題，既要保證設(shè)備安全，更要保證人員安全。2、通過合理安排施工進度，做好指導安裝、測試配合等工作，爭取做成樣板工程。

2.1.2 明確任務(wù)

中央塔上現(xiàn)有的天饋線系統(tǒng)是中天公司的產(chǎn)品，此次改造工程只更換天線振子，不更換反射板，所以首要問題就是KATHREIN公司振子與中天公司反射板的機械配合問題。項目公司的技術(shù)人員通過和KATHREIN公司聯(lián)系，取得了相關(guān)振子的安裝尺寸圖，為了保證以后安裝的順利進行，又到中央塔實地測量了構(gòu)件。在仔細調(diào)查的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員在較短的時間內(nèi)設(shè)計完成了天線匹配安裝構(gòu)件，并將圖紙通過E-MAIL發(fā)至KATHREIN公司確認。經(jīng)過外方的復核，安裝構(gòu)件投入生產(chǎn)。

2.2天線系統(tǒng)改造概述

中央電視發(fā)射塔系統(tǒng)改造工程需更換一副CH2十二層四面單偶極板天線，兩副FM天線，調(diào)頻主饋電纜，更新機房內(nèi)部分主饋線橋架。

2.2.1 CH2電視發(fā)射天饋線系統(tǒng)

1副CH2電視發(fā)射天線采用十二層四面天線系統(tǒng)。天線為水平極化、采用不定向發(fā)射，天線增益約為10dB。主饋線為雙饋，采用SUY-50-80-3同軸電纜（原有電纜），該天饋線系統(tǒng)的最大功率容量為60kW。天線振子、分支電纜、功率分配器及部分安裝構(gòu)件由KATHREIN公司供貨，利用原有塔上中天公司生產(chǎn)的CH2反射板，中天公司提供部分安裝構(gòu)件和振子拉桿。

2.2.2 FM發(fā)射天饋線系統(tǒng)

2副FM發(fā)射天線采用四層四面雙偶極板天線系統(tǒng)。天線為水極化、采用不定向發(fā)射，天線增益約為7.5dB。每付天線的主饋線均為雙饋，采用4-1/8"同軸電纜。該天饋線系統(tǒng)的最大功率容量為100kW。

三、工程的分工及主要工作量

此次的安裝工程由中廣安裝公司負責具體實施，中天公司與其有明確的分工。

3.1中天公司工作內(nèi)容

1.完成天饋線系統(tǒng)設(shè)計，機房橋架及部分安裝構(gòu)件的設(shè)計。2.單片天線、分支電纜、變阻器指標測試。3.天線系統(tǒng)技術(shù)指標的測試。4.主饋電纜測試。5.指導安裝、調(diào)試。6.監(jiān)督安裝施工。7.負責塔下防護腳手架的搭建。

3.2安裝公司的工作內(nèi)容

1.塔上安全網(wǎng)施工。2.完成天饋線系統(tǒng)的拆除。3.完成天饋線系統(tǒng)的安裝。4.完成機房內(nèi)橋架的安裝。5.對天線段部分金屬構(gòu)件進行油漆。6.配合中天鴻大公司的系統(tǒng)測試。

四、工程施工順序及進度

4.1施工前測試（3月27日至4月5日）

在此期間，技術(shù)人員主要在中央塔下的臨時場地做安裝前的測試工作，安裝公司則在塔上對老的振子和要更換的主饋線進行拆除。我方具體的工作是：

1.在中央塔下指導搭建臨時測試臺，做好測試準備；落實塔下防護腳手架的搭建。

1.測試CH2天線（24對）

①VSWR指標。（要求≤1.15）②目測外觀。

逐一保存測試記錄，對天線進行標識。

2.測試FM單片天線（32片）

①VSWR指標。（要求≤1.15）②目測外觀。

逐一保存測試記錄，對天線進行標識。

3.分支電纜VSWR測試，搖絕緣。（要求≥500MΩ）

4.測試調(diào)頻功率分配器。（要求≤1.10）

5.主饋電纜（四根）2×101.5米，2×109.5米 4 1/8”電纜。

①VSWR指標測試。（要求≤1.05）②等長測試（電氣長度）。③絕緣電阻指標測試。（要求≥500MΩ）

對電纜進行標識。

3月25日天線系統(tǒng)運到施工現(xiàn)場后，測試組人員到現(xiàn)場同甲方協(xié)商落實測試場地，溝通測試工作的安排。

3月27日，測試組和安裝指導人員正式到中央塔開展工作。在臺方工作人員的大力配合下，測試工作開展的很順利。只用了很短的時間，就完成了臨時測試臺的搭建；FM天線單元的指標測試；FM分支電纜的測試，F(xiàn)M功率分配器的測試等工作。

當測試工作進行到CH2天線時，拖延了幾天的時間。主要的原因是：KATHREIN天線的饋電系統(tǒng)是上下兩片天線一起作為一個單元測試的，而國內(nèi)大部分的天線系統(tǒng)是單片來測試指標的。在CH2天線測試初期，測試組將單片天線作為獨立的測試對象，測試的VSWR指標在1.3～1.5左右，不能滿足廠家提供的性能指標?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)這種情況后，我方一方面與廠家技術(shù)人員取得聯(lián)系，并將現(xiàn)場的測試指標和照片發(fā)到KATHREIN公司。通過不斷的聯(lián)系，解決了CH2天線的測試問題。造成這個問題主要是兩個原因：

1.KATHREIN天線的饋電系統(tǒng)是上下兩片天線一起作為一個單元測試的，所以當我們用一個2∶1功分器將兩片天線連接好后，天線振子間距2.5米，測試結(jié)果就和廠家提供的數(shù)據(jù)一致了。

2.因為是利用CH2原有的反射板，KATHREIN提供的天線拉桿連接不到現(xiàn)有的反射板上，所以我們前期考慮就近固定，生產(chǎn)相應(yīng)構(gòu)件。后經(jīng)和廠家聯(lián)系，該連接桿對天線的阻抗起調(diào)配作用，所以按廠家的要求重新生產(chǎn)構(gòu)件。

在和KATHREI公司聯(lián)系溝通的時間里，我方技術(shù)人員配和安裝公司將用于FM天線的4-1/8”電纜截好，并做好電纜頭、對電纜頭進行密封，對主饋電纜測試了VSWR指標和絕緣度以及電氣長度，測試結(jié)果滿足要求。

4.2天饋線系統(tǒng)的安裝（4月6日至5月10日）

在完成地面的測試工作后，原有設(shè)備已經(jīng)拆除完畢，新天線系統(tǒng)構(gòu)件、主饋電纜等運到238米平臺。我方安裝指導人員將各構(gòu)件分類清點，在安裝之前給施工人員做交底。

每天施工之前，我方現(xiàn)場人員和安裝人員交流施工進度安排，提前做好各方面的準備工作，保證雙方配合默契。

在天饋線設(shè)備的安裝過程中，由于是更新設(shè)備，有一些安裝工作要在現(xiàn)有的條件下進行，例如：機房內(nèi)饋線橋架位置已經(jīng)非常緊張了，安裝構(gòu)件到達現(xiàn)場后，饋線橋架經(jīng)過設(shè)計人員多次測量和現(xiàn)場協(xié)商，設(shè)計生產(chǎn)了新的構(gòu)件。除補發(fā)了部分構(gòu)件外，原來設(shè)計的一體式構(gòu)件改成了散件，便于現(xiàn)場的連接。FM主饋電纜安裝后，因為做電纜時，留了1.5米的余量，所以現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)主饋的位置太高了，向下又調(diào)整了1米，保證FM分支電纜能夠順利安裝。FM天線安裝前，根據(jù)我方技術(shù)人員的要求和甲方的強調(diào)，將天線上的相關(guān)排水孔全部打開。CH2天線安裝時，甲方提出：現(xiàn)在的安裝構(gòu)件是分段連接，既不美觀也不牢固，希望能改成一體的連桿。我們在時間非常緊張的條件下，由安裝設(shè)計人員現(xiàn)場設(shè)計，周末加班，提出了新的構(gòu)件圖紙，盡快的加工出了新構(gòu)件。

“五一”期間，我們的安裝指導人員也沒有休息，因為塔外不能安裝，在塔內(nèi)我們安裝好了各副天線的功率分配器。

在分支電纜密封的做法上，甲方提出了自己的要求：天線端電纜頭采用熱縮管密封，兩頭封紅膠，不用原廠配發(fā)的防雨罩。我們根據(jù)甲方要求，重新配發(fā)了熱縮管，并按以上工藝安裝。

由于CH2端預(yù)留孔與天線的電纜頭方向不一致，經(jīng)和甲方、施工方共同協(xié)商，分支電纜從天線振子下方反射板后繞過，連接到天線電纜頭上。

4.3天饋線系統(tǒng)測試，安裝工程收尾（5月8日至5月15日）

工作內(nèi)容：

天饋線系統(tǒng)連接后，對整個系統(tǒng)進行測試：⑴VSWR指標，絕緣度測試。⑵功率考驗。在此期間，我們對安裝好的天饋線系統(tǒng)在機房開關(guān)板處分別測試了VSWR和絕緣度指標，都能較好的滿足廠家要求。根據(jù)甲方要求，在15日凌晨對FM天線又進行了系統(tǒng)測試，指標良好。同期，指導安裝人員固定分支電纜，安裝好機房內(nèi)饋線橋架。

5月15日下午，對天饋線系統(tǒng)又進行了運行考驗，天線工作狀態(tài)穩(wěn)定，情況良好，系統(tǒng)氣密性滿足要求。

三、總結(jié)

此次工程能夠順利圓滿的完成，離不開甲方的大力配合和高度關(guān)注，地面測試和工程進行工程中，臺方領(lǐng)導多次現(xiàn)場視察指導工作；同樣也依賴于安裝工人的精心施工，安全操作，安裝人員犧牲了節(jié)假日，加班加點。

從工程前期，項目負責領(lǐng)導就做出明確指示“保證安全、保證質(zhì)量”。在現(xiàn)場的工作人員更是積極努力，做好測試和安裝指導工作，為工程的順利進行提供了保證。

通過對整個工程的回顧，有以下幾個問題可以總結(jié)：

1.天饋線系統(tǒng)的工作年限問題。在工程的開始階段，中央塔的技術(shù)人員就和我們探討過這個問題，當時大家對這個問題就沒有一個明確的結(jié)論。有說10年的，有說15年的，還有一種觀點認為只要天饋線系統(tǒng)不壞就可以持續(xù)工作。帶著這個問題，我們利用當年9月份參觀IBC展覽的機會，到德國KATHREIN公司和他們的技術(shù)人員進行了探討。德國工程師的意見是：只要機械結(jié)構(gòu)不被破壞，天饋線系統(tǒng)就可以繼續(xù)使用。并舉例說，在其工廠附近的山上，天饋線系統(tǒng)已經(jīng)連續(xù)工作了30年。結(jié)合國內(nèi)的情況，部分天線的安裝構(gòu)件和天線本身機械強度都不大，再考慮到個別廠家偷工減料的情況，天饋線系統(tǒng)的使用年限只能根據(jù)具體情況來看。這個時候起決定作用不是技術(shù)問題，而是成本問題。

2.進一步加深了對KATHREIN公司產(chǎn)品的認識。KATHREIN天線并不單純追求單片天線的指標，而是通過專業(yè)的加工和裝配使單片天線的指標一致性很好，從而保證發(fā)射系統(tǒng)整體指標優(yōu)異。例如在本次工程中，CH2天線單片指標和國內(nèi)的天線相比還要差一些，但是由于天線指標的一致性特別好，通過相鄰兩層天線的耦合補償，整體天線指標就很好，VSWR最大為1.05。而且CH2相鄰兩層天線分支電纜等長，實際上將上下兩層天線作為一層雙偶天線來使用，這樣的思路也比較有新意。還有一點就是KATHREIN天線和變阻器的安裝構(gòu)件都比較講究，加工的精度很好。在國外，鐵塔等支持物的尺寸比較精確，可以和安裝構(gòu)件配合良好，但在國內(nèi)，由于生產(chǎn)安裝的尺寸不是很精確，有時候太精確的構(gòu)件反倒安不上。這時，就需要配套生產(chǎn)一些過渡件來匹配。在國內(nèi)，支持物的尺寸和圖紙有出入的情況會經(jīng)常發(fā)生，所以國內(nèi)天線的安裝構(gòu)件通用性好一些，針對不同的支持物，安裝構(gòu)件都有一定的調(diào)節(jié)范圍。在具體的工程中，就需要根據(jù)實際情況，對安裝構(gòu)件提出不同的要求，才能保證工程中天饋線設(shè)備安裝的順利進行。

3.CH2分支電纜的出口與天線振子不一致。這個問題是在分支電纜安裝的過程中發(fā)現(xiàn)的，從前期一直到工程開始都沒有發(fā)現(xiàn)。雖然經(jīng)過協(xié)商，最后的解決方案甲方也認可，但不是很滿意。如果在工程前期能細致一些，根據(jù)分支電纜洞口的位置給天線廠家提出要求，該問題完全是可以避免的。這個問題提醒我們，往往是一個很小的問題，如果你不注意，在工程中你會發(fā)現(xiàn)能改善的程度非常有限，就會留下遺憾。

4.機房饋線橋架也出現(xiàn)了兩次修改，重新生產(chǎn)了一些構(gòu)件。在設(shè)計初始階段，我們考慮到安裝的簡便，將室內(nèi)饋線橋架直接加工成2.5米一段的整體，現(xiàn)場安裝直接吊裝就可以。但在實際安裝過程中，發(fā)現(xiàn)很多地方都行不通。因為是在裝滿了設(shè)備的機房安裝，現(xiàn)場的位置很狹窄，饋線電纜交錯，整體橋架沒法吊裝。我們的設(shè)計人員到現(xiàn)場后，經(jīng)過仔細測量，重新設(shè)計了饋線橋架。將一段一段的橋架拆成散件，方便了現(xiàn)場的安裝。