李 萍

（作者單位：漢中廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)）

1 廣電行業(yè)700 MHz移頻項(xiàng)目背景

隨著廣電5G通信技術(shù)的推動(dòng)，2016年5月，工信部正式向中國廣電發(fā)放電信基礎(chǔ)業(yè)務(wù)牌照，允許中國廣電基于700 MHz頻率開展業(yè)務(wù)試點(diǎn)。

2017年，由中國廣電和中國中信集團(tuán)有限公司合資組建的中廣移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有限公司正式注冊(cè)成立，而此時(shí)的700 MHz頻率遷移工作將對(duì)推動(dòng)5G建設(shè)發(fā)展具有重要意義。2019年，國家廣播電視總局已正式下發(fā)了《國家廣播電視總局辦公廳關(guān)于開展移動(dòng)數(shù)字電視清理整頓工作的通知》，計(jì)劃投入大量資金進(jìn)行廣電700 MHz的移頻工作。

2020年3月31日，國家廣播電視總局召開了全國地面數(shù)字電視700 MHz頻率遷移工作領(lǐng)導(dǎo)小組第一次工作會(huì)議。國家廣播電視總局副局長朱詠雷指出，推動(dòng)廣電5G建設(shè)是深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記重要指示精神和中央決策部署的重要舉措，把這項(xiàng)工作作為重要政治任務(wù)，高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量做實(shí)做細(xì)做好。

2021年中央節(jié)目的清頻改造工作已經(jīng)啟動(dòng)，但各地市自辦節(jié)目的改造還需自行開展，本文提供一種清頻改造方案以供參考。

2 地面數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)改頻遵守的標(biāo)準(zhǔn)

地面數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)改頻遵守以下標(biāo)準(zhǔn)：《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》（GB20600-2006）；《地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實(shí)施指南》（GB/T 26666-2011）；《地面數(shù)字電視廣播激勵(lì)器技術(shù)要求和測(cè)量方法》（GB/T 28436-2012）；《地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)要求和測(cè)量方法》（GB/T 28435-2012）；《基于衛(wèi)星傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視單頻網(wǎng)適配器技術(shù)要求和測(cè)量方法》（GD/J 066-2015）；《基于衛(wèi)星傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視單頻網(wǎng)激勵(lì)器技術(shù)要求和測(cè)量方法》（GD/J 067-2015）；《地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)適配器技術(shù)要求和測(cè)量方法》（GB/T 28434-2012）；《電視和調(diào)頻廣播發(fā)射(轉(zhuǎn)播)臺(tái)(站)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GY 5062-1998）；《電視和調(diào)頻廣播發(fā)射天饋線系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及測(cè)量方法》（GY/T 5088-2013）；《電視、調(diào)頻廣播場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量方法》（GB/T14109-1993）；《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD/T 5040—2005）；《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50054-2011）；《廣播電視工程工藝接地技術(shù)規(guī)范》（GY/T 5084-2011）。

3 地面數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)改頻實(shí)施思路

本次方案將針對(duì)地面數(shù)字廣播無線發(fā)射系統(tǒng)項(xiàng)目主要供應(yīng)商的各型號(hào)各功率等級(jí)發(fā)射機(jī)提出改造意見。涉及50、100、300、500、1000 W不同功率等級(jí)、不同頻率波段的發(fā)射機(jī)設(shè)備。

圖1所示的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)由兩臺(tái)數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正激勵(lì)器、雙激勵(lì)切換器、2個(gè)650 W功放模塊、3個(gè)開關(guān)電源、帶通濾波器、分配合成器、避雷器、風(fēng)冷系統(tǒng)和系統(tǒng)控制器等組成。主機(jī)監(jiān)控單元負(fù)責(zé)發(fā)射機(jī)和各功能組件的集中管理，承擔(dān)主備激勵(lì)器的切換，實(shí)現(xiàn)與功放、主備激勵(lì)器和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)等的通信。

圖1 地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)構(gòu)架框圖

地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)具體改造內(nèi)容及步驟（見圖2）應(yīng)遵循先易后難、先硬件后軟件的原則進(jìn)行改造，以便于在改造中抓重點(diǎn)和主線。

圖2 地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)改造框圖

4 國標(biāo)地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)具體改造方案

4.1 改頻注意事項(xiàng)

不同廠家及不同功率等級(jí)的發(fā)射機(jī)在部件結(jié)構(gòu)、硬件連接及射頻接線端口上存在較大差異，一致性較差、缺乏通用性、模塊不能直接整體替換，但是在發(fā)射機(jī)功能模塊上卻都是大同小異，所以對(duì)不同品牌的發(fā)射機(jī)改頻是可實(shí)施的，在改造時(shí)應(yīng)盡量利用原始硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)電路板進(jìn)行重新調(diào)試或功放板更換。

各品牌發(fā)射機(jī)在整機(jī)邏輯監(jiān)控上也存在較大差異，在控制方式和通信協(xié)議上也各不相同。如果原發(fā)射機(jī)監(jiān)控環(huán)節(jié)能正常使用，在設(shè)備改頻時(shí)將不對(duì)監(jiān)控環(huán)節(jié)處理。整機(jī)監(jiān)控如不能正常使用，可以協(xié)調(diào)原廠家進(jìn)行維修，也可使用專業(yè)公司提供的整套邏輯監(jiān)控單元替換原控制單元。

4.2 激勵(lì)器單元改造

激勵(lì)器是整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)的核心部分，承載著數(shù)字信號(hào)調(diào)制、變頻、放大和驅(qū)動(dòng)等功能。市場(chǎng)上國標(biāo)激勵(lì)器均具備捷變頻存儲(chǔ)功能，頻率均可調(diào)。激勵(lì)器在結(jié)構(gòu)上分為含外置中間推動(dòng)級(jí)和激勵(lì)器內(nèi)置推動(dòng)級(jí)兩種。在改頻時(shí)需對(duì)推動(dòng)級(jí)功放單元進(jìn)行阻抗匹配調(diào)試，以及功放管的靜態(tài)偏置電壓調(diào)整，以保證其線性增益指標(biāo)。

4.3 功率分配器改造

功率分配器（見圖3）主要功能是將激勵(lì)器RF信號(hào)同相位、等幅度地分配到末級(jí)功放模塊單元。一般均采用威爾金森設(shè)計(jì)。設(shè)備不同，分配比也各不相同，射頻連接端口型號(hào)也大多不同。在改頻時(shí)應(yīng)將功分器重新調(diào)試或更換，以滿足隔離度、插損及電壓駐波比（Voltage Standing Wave Ratio，VSWR）等指標(biāo)的要求。

圖3 1 kW發(fā)射機(jī)1∶2功率分配器

可根據(jù)需要，提供不同分配比、同相或3 dB耦合方式分配，各型射頻端口的高指標(biāo)功分器來滿足整機(jī)改造的技術(shù)要求。

4.4 末級(jí)功放插件單元改造

CTTB1 kW發(fā)射機(jī)功率放大器是一個(gè)獨(dú)立的插件，包含前級(jí)放大器、末級(jí)放大器、分配器、合成器、采樣電路和監(jiān)控電路等（見圖4）。各單元電路均安裝在一塊散熱基板上。使用的場(chǎng)效應(yīng)管有BLF888A、BLF888B、BLF888D、MRF6V3090、BLF884P等型號(hào)。功率等級(jí)不同，使用的場(chǎng)效應(yīng)管數(shù)量和型號(hào)也有區(qū)別。

圖4 CTTB1 kW發(fā)射機(jī)功放內(nèi)部

末級(jí)功放改頻是本次發(fā)射機(jī)改造項(xiàng)目的重中之重，其技術(shù)指標(biāo)可以影響整機(jī)工作的穩(wěn)定性、可靠性以及整機(jī)的技術(shù)參數(shù)。在改頻時(shí)需對(duì)各廠家功放板電路板進(jìn)行重新調(diào)試或更換，如柵偏壓的調(diào)整、匹配電路的調(diào)整、耦合電路的調(diào)整。如遇跨波段只能更換整個(gè)功放板。功放改頻其難點(diǎn)在于，不同生產(chǎn)廠家在功放數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控或通信上沒有通用性和兼容性。在改頻時(shí)應(yīng)盡量使用功放原有控制電路，只針對(duì)功放板進(jìn)行更換。

4.5 功率合成器改造

合成器（見圖5）主要功能是將各末級(jí)功放輸出功率進(jìn)行疊加，在頻率更改后需對(duì)其進(jìn)行阻抗匹配、插損，回波損耗、頻響等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)試或更換?？梢蕴峁└鞑ǘ巍⒏鞣N功率等級(jí)以及各型射頻連接端口的高指標(biāo)功率合成器，滿足改頻需要。

圖5 合成器

4.6 整機(jī)輸出濾波器改造

在數(shù)字發(fā)射機(jī)輸出端口均配置濾波器（見圖6）單元，其主要作用為提高帶外諧波抑制能力，避免帶外諧波干擾。

圖6 1kW發(fā)射機(jī)輸出濾波器

一般使用帶通腔體濾波器，在改頻時(shí)應(yīng)對(duì)各腔體重新調(diào)試，如果改頻頻率超過濾波器設(shè)計(jì)帶寬，只能更換處理。

濾波器指標(biāo)如圖7所示：

圖7 濾波器指標(biāo)

插入損耗：f0≤0.4 dB；f0±3.8 MHz≤0.7 dB；f0±4.2 MHz≥ 4 dB；f0±6 MHz≥ 35 dB；f0±12 MHz≥ 40 dB。

駐波比：＜1.1。

4.7 耦合單元改造

耦合單元（見圖8）分為內(nèi)置和外置兩種，一般小功率發(fā)射機(jī)（50 W、100 W）為內(nèi)置型，位于末級(jí)功放單元輸出端；外置型（300 W、500 W、1 kW）位于整機(jī)輸出口和濾波器輸入端口之間。無論內(nèi)置和外置型其作用都是為整機(jī)提供正反向檢波電壓、大環(huán)AGC控制電壓、激勵(lì)器校正所需的反饋射頻信號(hào)及檢測(cè)射頻信號(hào)。頻率的改變會(huì)引起耦合量的變化，導(dǎo)致檢波電壓、AGC電壓和反饋信號(hào)的變化，所以在改頻后需對(duì)其進(jìn)行耦合量的調(diào)整，以便真實(shí)地反映發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)。

圖8 耦合器

4.8 監(jiān)控單元改造

對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行改造時(shí)，根據(jù)實(shí)際改造情況，監(jiān)控系統(tǒng)的改造方案可分為如下三種。

4.8.1 利用原有監(jiān)控

適用條件：對(duì)外廠制造的發(fā)射機(jī)進(jìn)行功放單元、合成器、分配器等單元在不增加數(shù)量的前提下進(jìn)行替換改造。

改造方案：只需要對(duì)監(jiān)測(cè)量（電流、輸出功率、反射功率等）進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)試。

4.8.2 替換部分監(jiān)控

適用條件：第一，對(duì)外廠制造的發(fā)射機(jī)在改造時(shí)，對(duì)功放單元或功放插件數(shù)量上進(jìn)行增加或減少；第二，具有被改造發(fā)射機(jī)的通信協(xié)議時(shí)。

改造方案：對(duì)被改造單元的監(jiān)控板進(jìn)行替換，監(jiān)控板的監(jiān)控協(xié)議可做到與改造前一致。

4.8.3 替換全部監(jiān)控

適用條件：第一，當(dāng)原監(jiān)控系統(tǒng)損壞無法工作，且原廠無法維修時(shí)；第二，當(dāng)無法向原廠獲得被改造發(fā)射機(jī)的協(xié)議時(shí)；第三，當(dāng)發(fā)射機(jī)整機(jī)改造程度過大時(shí)。

改造方案：對(duì)整個(gè)發(fā)射機(jī)的監(jiān)控單元進(jìn)行整體替換。

4.9 改頻后新增頻點(diǎn)天饋系統(tǒng)建設(shè)

改頻后的地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)發(fā)射，可新建一套天饋系統(tǒng)或利用已有天饋采取擴(kuò)多工器的兩種方式。

新建天饋適用條件：臺(tái)站現(xiàn)有天饋工作帶寬、承載功率或其他技術(shù)參數(shù)不能滿足發(fā)射要求，可新增天饋系統(tǒng)。

當(dāng)發(fā)射塔有足夠的安裝位置時(shí)可考慮使用四偶極板發(fā)射天線，如安裝位置緊張可考慮使用縫隙天線或一體化天線。

擴(kuò)工方式適用條件：天饋工作帶寬和承載功率滿足發(fā)射要求時(shí)，可采用新購多工器或采用擴(kuò)工方式（雙工器擴(kuò)成三工器、三工器擴(kuò)成四工器等）以共用天饋方式發(fā)射。

在擴(kuò)工時(shí)，新舊多工器組合后需進(jìn)行聯(lián)調(diào)作業(yè)，如圖9所示。

圖9 多工器組合示意圖

5 結(jié)語

國家廣電總局已明確要求要做到零停播或盡可能做到減少停播時(shí)間。為滿足這一要求，在改頻時(shí)將根據(jù)原發(fā)射機(jī)型號(hào)、功放插件數(shù)量、功放管型號(hào)、出廠時(shí)間等信息，生產(chǎn)出需要更換的配件，如整機(jī)功放插件、整機(jī)分配合成器等部件，現(xiàn)場(chǎng)直接更換處理。此方式將大大縮短現(xiàn)場(chǎng)改頻時(shí)間。做到整個(gè)改頻項(xiàng)目工程的時(shí)間可控，穩(wěn)步推進(jìn)，才能保質(zhì)保量完成國家廣電總局700 MHz清頻任務(wù)，為廣電5G建設(shè)鋪平道路。