武建平

(山西廣播電視無線管理中心，山西 太原030001)

0 引言

2017年以后，國家廣電總局提出了發(fā)展智慧廣電、智慧臺站等概念要求，為了積極響應(yīng)廣電總局的號召，單位在近幾年引進(jìn)了臺站智能監(jiān)測系統(tǒng)對臺站的發(fā)射機(jī)、信號源、電力、環(huán)境等各個方面進(jìn)行了智能化的監(jiān)測、監(jiān)管，但是在這套監(jiān)測系統(tǒng)中缺少對天饋線系統(tǒng)的監(jiān)測，天饋線系統(tǒng)還是主要依靠人工定期巡檢來發(fā)現(xiàn)問題[2]，為此單位從南京中儒公司采購了這套專門針對天饋系統(tǒng)的智能監(jiān)測系統(tǒng)對天饋系統(tǒng)進(jìn)行智能化的監(jiān)測。

1 需求分析及系統(tǒng)概述

本套系統(tǒng)的引進(jìn)主要就是為了時刻對天饋線系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位的監(jiān)測，以便能夠幫助臺站的值機(jī)人員及早發(fā)現(xiàn)天饋線系統(tǒng)的小問題后迅速加以修復(fù)，以避免天饋系統(tǒng)發(fā)生大面積的損壞從而影響安全播出。

由于本套智能監(jiān)測系統(tǒng)的引進(jìn)屬于試驗性使用，本套系統(tǒng)目前只準(zhǔn)備在臺站的其中一幅主用天線上使用。主用天線為3臺發(fā)射機(jī)共用，經(jīng)與廠家協(xié)商，在16個天線分饋線、兩個功分器、開關(guān)板兩路、多工器一路，共21個地方需要采集信號。

系統(tǒng)采集到的天饋信號包含輸入功率、輸出功率、駐波比、溫濕度。系統(tǒng)的駐波比報警門限可設(shè)置，當(dāng)主饋管駐波比大于1.4的時候，系統(tǒng)能夠進(jìn)行聲光電報警，系統(tǒng)的顯示分辨率為1W，測量誤差小于10%，配合PC主機(jī)，系統(tǒng)軟件除了能將采集回來的數(shù)據(jù)以更加直觀的圖形化方式展現(xiàn)在顯示器上，系統(tǒng)還能實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)分析、報警、記錄查詢、遠(yuǎn)程監(jiān)測等功能。

2 系統(tǒng)構(gòu)成介紹

如圖1所示，在天饋系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)都有采集器，采集器作為系統(tǒng)的信息獲取器，能夠精準(zhǔn)的根據(jù)各個環(huán)節(jié)顯示的發(fā)射功率和反射功率以及溫濕度等信號，在鐵塔上的采集器會通過鐵塔上的天線信號回傳器將信號傳輸給機(jī)房中的信號處理器，機(jī)房中的采集器則直接與信號處理器連接，所有的采集器回傳的信號都將通過信號處理器復(fù)合為一路信號傳輸給在機(jī)房中的服務(wù)器，最后在服務(wù)器的軟件中對回傳信號進(jìn)行處理和顯示,從而使得臺站工作人員能夠?qū)崟r觀測天饋系統(tǒng)的各個數(shù)據(jù)信息，從而判斷出天饋系統(tǒng)是否工作正常。只要某段線路出了問題那么之后的線路環(huán)節(jié)都會顯示異常的駐波比[3]，從而能夠快速的確定故障點(diǎn)，為臺站排除故障提供幫助。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成分布圖

2.1 系統(tǒng)硬件組成

1)天線單元信號采集器

天線單元信號采集器是本系統(tǒng)主要的采集器件，主要依靠內(nèi)部的定向耦合器以及高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號[4]。采集器能夠在-40 ℃～80℃環(huán)境下工作，具有0.5db的精度，主要安裝方式為串聯(lián)在天饋系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)精確采集發(fā)射功率、反射功率、溫濕度等需要采集的信號。

圖2 天線單元信號采集器

2)天線信號處理器

天線信號處理器位于機(jī)房中與服務(wù)器連接，主要負(fù)責(zé)將回傳回來的采集信號匯總，通過防水航空插頭回傳給服務(wù)器。

圖3 天線信號處理器

3)天線信號回傳器

由于臺站的鐵塔高達(dá)120米，在鐵塔頂端的信號采集器多達(dá)18個，要將采集信號連接到地平面的機(jī)房中，為了方便信號的回傳，天線信號回傳器主要便是將鐵塔頂端的信號采集器信號匯聚復(fù)合為一路信號，并將此路信號通過一根信號線回傳連接到機(jī)房天線信號處理器，從而將鐵塔頂部采集器信號回傳給系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)軟件結(jié)果展示

1)登錄系統(tǒng)

通過在服務(wù)器上點(diǎn)擊系統(tǒng)軟件的快捷圖標(biāo)打開軟件，進(jìn)入登錄界面，輸入用戶名和密碼，就可以正式登陸軟件系統(tǒng)，最初的系統(tǒng)畫面默認(rèn)為監(jiān)測畫面一。

如圖所示，監(jiān)測畫面一清晰的展示了九個采集器的入射功率、反射功率并將計算好的駐波比顯示到面板上。

圖4 系統(tǒng)監(jiān)測畫面

2)報警設(shè)置

通過查看系統(tǒng)畫面，點(diǎn)擊工具欄的報警設(shè)置，我們設(shè)置報警閾值。經(jīng)實際測量值發(fā)現(xiàn)，天饋系統(tǒng)不少節(jié)點(diǎn)的的駐波比在1.40左右，按照標(biāo)準(zhǔn)1.1的駐波比，應(yīng)當(dāng)設(shè)置為1.40，但是實際閾值我們將某些節(jié)點(diǎn)的報警閾值設(shè)置為1.70，某些節(jié)點(diǎn)設(shè)置為1.4，防止系統(tǒng)頻繁報警。

圖5 報警閾值設(shè)置

3)歷史報表

通過點(diǎn)擊工具欄的入射反射報表，就可以進(jìn)入報表欄，通過設(shè)置起始時間、時間間隔、時間長度，可在設(shè)置的一段時間內(nèi)查看節(jié)點(diǎn)的駐波比。如果需要，也可以將駐波比導(dǎo)出為EXCEL文件。我們可以看到如下圖內(nèi)前節(jié)點(diǎn)的入射功率以及反射功率的詳細(xì)數(shù)值，其精確度達(dá)到2個百分點(diǎn)。

圖6 歷史駐波比報表查看

4)歷史曲線

通過點(diǎn)擊右側(cè)的駐波點(diǎn)，以及類似歷史報表設(shè)置時間段，界面會按照曲線跨度來顯示各路采集點(diǎn)的駐波曲線，可同時顯示所有采集點(diǎn)的駐波曲線，也可以把不需要的駐波曲線點(diǎn)擊取消，只保留需要查看的某幾路駐波曲線。按照《廣播電視安全播出管理規(guī)定》的要求，歷史記錄將會保存一年，以備意外發(fā)生能夠查看情況。

3 系統(tǒng)安裝過程注意事項

1)天饋線智能監(jiān)測系統(tǒng)安裝必須要將一部分設(shè)備安裝到鐵塔上面，需要廠家以及臺站的登高人員高空作業(yè)，在此過程中一定要做好防護(hù)，保障好作業(yè)人員的人身安全[5]。

2)由于各個采集節(jié)點(diǎn)是必須要串聯(lián)到天饋系統(tǒng)中，在系統(tǒng)未安裝前，首先用駐波比測試儀測試了天饋系統(tǒng)的駐波比，在安裝后與系統(tǒng)的駐波比作對比，未發(fā)現(xiàn)差異，證明廠家的安裝良好，未對駐波比產(chǎn)生不良影響。

3)廠家提供的服務(wù)器是工業(yè)級的，實際上臺站現(xiàn)在都是空調(diào)機(jī)房，機(jī)房中灰塵等很少，完全可以用普通的服務(wù)器以節(jié)省開支。

4 結(jié)語

通過這套系統(tǒng)，臺站的工作人員能夠?qū)崟r掌握天饋系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，同時也能查看過去一年內(nèi)的天饋系統(tǒng)數(shù)據(jù)參數(shù)，利用天饋系統(tǒng)前后數(shù)據(jù)的對比，能夠及時的發(fā)現(xiàn)某些節(jié)點(diǎn)的駐波比異常變化，這極大的方便了臺站工作人員對安全播出的保障。由前面各圖中的數(shù)據(jù)顯示出了臺站天饋系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)駐波比稍微有點(diǎn)高，當(dāng)然目前的駐波比對安全播出的影響不大，但是要是駐波比發(fā)生急劇惡化，就要盡快對天饋系統(tǒng)進(jìn)行維修和更換了。

本套系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了天饋系統(tǒng)監(jiān)測所需要的基本功能，但是由圖3可知系統(tǒng)的天線信號處理器使用的接口不是常用的網(wǎng)絡(luò)接口，要是使用網(wǎng)絡(luò)接口，就可以通過路由等設(shè)備將信號接入到臺站的自臺監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)的使用也將更加靈活，也希望廠家后續(xù)推出基于網(wǎng)線IP傳輸協(xié)議的天饋線監(jiān)測系統(tǒng)。

對于臺站整體的監(jiān)測系統(tǒng)來說，天饋線智能監(jiān)測系統(tǒng)是比較簡單的，不像自臺監(jiān)控系統(tǒng)一樣出現(xiàn)很多大大小小的問題，由于天饋系統(tǒng)本身比較穩(wěn)定，對于天饋線系統(tǒng)監(jiān)測的產(chǎn)品也很稀缺，本天饋線智能監(jiān)測系統(tǒng)也算是一種創(chuàng)新，是在細(xì)節(jié)上對智慧臺站的詳細(xì)補(bǔ)充。在系統(tǒng)安裝的過程中，臺站的工作人員積極參與以及進(jìn)行危險的高空作業(yè)。在此也感謝臺站工作在第一線的工作人員。