中波超多频塔新技术及其最新进展等教学课件

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1、中波超多频共塔新技术及其最新进展中波超多频共塔新技术及其最新进展等等26、我们像鹰一样，生来就是自由的，但是为了生存，我们不得不为自己编织一个笼子，然后把自己关在里面。博莱索27、法律如果不讲道理，即使延续时间再长，也还是没有制约力的。爱科克28、好法律是由坏风俗创造出来的。马克罗维乌斯29、在一切能够接受法律支配的人类的状态中，哪里没有法律，那里就没有自由。洛克30、风俗可以造就法律，也可以废除法律。塞约翰逊2、设计和调试方法不同、设计和调试方法不同 天调网络的传统设计，首先是安排一个防雷型的前置结构，即一个下地的微亨级电感（1050uH)，和一个串联的隔直电容（10003000pF)；然后

2、根据整个防雷结构（带天线负载）的输入阻抗的实部（是否大于50欧姆），来选择阻抗匹配电路的形式（网络或倒网络），当然也可以选择复合型的电路（如T网络）。最后要针对干扰频率点插入一些阻塞或陷波单元，这里要解决几个问题，一是如何选择阻塞或陷波参数，一是把单元电路插在什么位置，以及如何消除插入单元对阻抗匹配的影响。整个过程所涉及的计算是可以用人工计算来完成的。新技术的设计要复杂得多，还要考虑不同电路形式和每一个元件对最终传输带宽的影响，其计算量不是人工计算所能负担得了的，必须使用软件仿真，把一些基础运算交给计算机去完成。设计者需要把仿真结果与设计目标进行比较，然后调整电路元件参数甚至电路结构后重新仿真

3、，直到得到满意的结果为止。整个调整过程就是设计过程，类似控制论的模糊智能过程。这个过程要得到正确的结果，需要掌握的高频电路技巧和知识点很多。尽管设计过程很难，单是对于现成的设计方案，掌握调试方法和维护技术还是很容易的，一般技术人员经过短时间培训就可以胜任。整个调试过程必须使用中波网络分析仪，因为要对发射带宽内的所有频率的阻抗特性同时观察。推荐使用高性价比和高抗干扰能力的南京普纳产品。3、效果不同、效果不同 新技术所能达到的设计效果与传统方法有质的提升。首先是它能实现中波发射的超多频共塔（五频以上），而传统设计是达不到的。这主要是因为共塔频率多了以后，会出现隔离度和带宽的矛盾，传统设计无法兼顾这

4、两项指标，而新技术因为有带宽扩展效应和锐截止带通特性，能很好地兼顾得到。第二点是新技术设计的网络，因其带外的锐截止特性，使其抗干扰包括抗雷电冲击的能力高出传统设计几十倍。或者说当存在外界干扰或雷电冲击时，出现在发射机端口的残压要小几十倍。这就极大提高了发射机工作的可靠性和稳定性，减少了很多外界造成的功放故障。三、新技术的开发过程及最新进展三、新技术的开发过程及最新进展 新技术的开发，从1999年遇到难题到完整的理论实践经验，经历了十几年时间，而且还在不断发展完善。1999年遇到的难题是，76米加顶的拉线塔发射558kHz时，网络带宽不够。解决问题的过程中，对网络元件阻抗的频变规律做了归纳，有了

5、负微变参数应用的概念雏形，虽然改善了网络的带宽，但还远不够完善，而且只适用于低频率和相对较矮的天线。相关理论发表的论文是“低频率下中波全固态发射机天调网络的设计方法”（广播与电视技术 2000年 第4期）2008年承担厦门201台兑山机房的天调网络改造任务。特点是频率多达7个，频距小，天线距离150米，相互干扰严重，网络工作不稳定。这是个国内多个厂家技术人员折腾过无数回的烂摊子。刚开始时用传统设计方法设计了很多种不同的电路形式，都不能同时满足发射带宽和对其它频率有足够衰减的要求。最终从理论上认清了传统设计方法的极限所在和原因，下决心另辟蹊径。最终是在1999年的研究和经验的基础上，发展完善了新

6、的设计理论，并申请了专利。该理论对于中波段的任何频率和任意天线高度，都能极大改善其带内宽度和带外衰减性能，而且可以实现中波广播发射的超多频共塔。2009年8月，应用新理论在兑山机房做五频共塔实验，功率和频率如下：频率（KHz）：747 954 1170 1422 1521 (都是3KW)频率间隔：1.28 1.23 1.22 1.07 网络经过了国家广电总局计量检测中心的专业检测，各项指标都符合国家标准。2010年11月，对原五频共塔的频率做出调整，把954换成1098，如下：频率（KHz）：747 1098 1170 1422 1521 (都是3KW)频率间隔：1.47 1.066 1.22

7、 1.07 频率距离更小，难度更大。调整后保持了原来的高运行指标。2012年，我们进一步发展完善了理论应用的设计技巧，同时在实践中摸索了一套高频安装技术，使网络的指标性能比2009年提高了一大截，形成了二代技术。二代技术允许更多更密集的频率共塔发射，我们已经有了六频共塔的设计方案，打算时机合适时实施，频率如下：频率（KHz）：747 1098 1170 1278（10KW)1422 1521 频率间隔：1.47 1.066 1.09 1.11 1.07 发射功率其中1278kHz是10KW，其它都是3KW “没有最好，只有更好”我们期望着新技术的不断发展，甚至更加先进的理论技术出现！四、常见问

8、题（四、常见问题（FAQ)1、那么多个频率共塔发射，万一天线或者网络出故障，岂不是影响很大？、那么多个频率共塔发射，万一天线或者网络出故障，岂不是影响很大？这种担心不无道理。但不必太过担心，现在调频发射已经有十工以上的应用，分米波电视发射也已经有五工以上的应用，超多工的应用已经是大势所趋，它们的情形是一样的。实际上，天线多其可能故障也多，所以分散发射只是浪费资源而不能降低故障率。同样，分散发射因为需要多个天调网络，与超多工的单个网络相比，可能的故障也更多。因此，从网络的可能故障角度，分散发射在故障率上也不占优势。相反，超多工的集中发射因为使用了最少的天线和网络，在投入同样维护经费和人工的情况下

9、，天线和网络可以得到更周到更好的维护，故障率反而会下降。以上讨论的前提是，无论是分散发射还是集中发射，天线的功率余量相同，元件极限参数对于实际运行参数的余量相同。所有只要中波超多工系统有正确的设计和安装，并保证正常维护的力度，系统的安全性是有足够保障的。2、新技术的防雷效果是如何做到的？、新技术的防雷效果是如何做到的？新技术设计的电路，其中一个通道的电路结构图如下。雷电波从天线引入，首先经过一个前置防雷结构的过滤和限幅，限幅后的最大残压大小由石墨放电球的间隙设置决定，每毫米间隙的残压约2500V2800V。雷电残压的频谱主要是从几十千赫的低频到几兆赫的高频，更低频率和直流成分几乎被L0和C0过

10、滤干净了。残压频谱中的绝大部分能量都被后续电路的几形带通滤波器过滤掉了，只剩下发射载波频率附近的十几千赫宽度的能量可以继续入侵到发射机，这时候其幅度只有几十伏，完全不会对发射机造成任何影响。3、隔离度和效率如何测量？、隔离度和效率如何测量？隔离度测量：开启多频共塔发射机其中之一，假设是第你n部发射机，其余发射机关机。测量出（或计算出）已开启的发射机输出口高频电压峰峰值Vn，在其余已关机的发射机输出口测量漏进来的来自已开启发射机的高频电压，假设第m 部机测得的电压峰峰值为Vm，则第m 部机对第n部机的隔离度为20lg(Vm/Vn)效率测量：测试方法如下图所示。发射机加100W左右的功率，用双踪示

11、波器同时测量网络入口和天线端的电压有效值。这样可以分别得到输入功率和送到天线的输出功率，进一步计算出效率：4、超多频共塔对频率间隔和天线高度有什么要求？、超多频共塔对频率间隔和天线高度有什么要求？只要相邻频率的比例达到只要相邻频率的比例达到1.1以上的间隔，都可以共塔发射。以上的间隔，都可以共塔发射。如果某两个频率之间的比例在如果某两个频率之间的比例在1.07左右，同时与这两个频率相邻的频率间左右，同时与这两个频率相邻的频率间隔在隔在1.15以上的，也可以共塔发射。以上的，也可以共塔发射。如果频率间隔低于以上的要求，很难同时实现隔离度和工作带宽的指标要求，因此不建议共塔。另外，天线高度限制了发

12、射频率的最低值。对于较低发射频率，如果天线高度不够，则原始带宽不足，共塔后带宽更是难于满足要求。建议如下：最低频率在最低频率在531600（KHz），天线高度应为），天线高度应为90100（米）；（米）；最低频率在最低频率在600700（KHz），天线高度应在），天线高度应在8090（米）；（米）；最低频率在最低频率在700800（KHz），天线高度应在），天线高度应在6480（米）。（米）。最终高度的选择，还应避免发射频率落在波长为（天线高度最终高度的选择，还应避免发射频率落在波长为（天线高度/0.4）频点左右）频点左右100KHz的范围，因为这个范围频率的原始带宽也很窄，无法正常调配。的范

13、围，因为这个范围频率的原始带宽也很窄，无法正常调配。以上指传统天线无加顶状态的物理高度。对于虽然没有共塔，但在同台的邻近天线上发射的频率，如果天线之间的距离对于虽然没有共塔，但在同台的邻近天线上发射的频率，如果天线之间的距离不大于不大于150米，最低的频率距离要求为米，最低的频率距离要求为36KHz，如果低于此值，对滤波器的压力太大。如果天线之间距离300米以上，同台频率间隔可以允许到27KHz；天线之间的距离达到两倍波长以上，同台频率间隔可以低到18KHz 满足以上共塔条件并不难，因此绝大多数的中波台站只需要一付天满足以上共塔条件并不难，因此绝大多数的中波台站只需要一付天线，最多两付。线，最

14、多两付。5、天调室的尺寸有何要求？、天调室的尺寸有何要求？高度地板到天花板距离2.5米以上长宽 2频共塔：3米2米 34频共塔：5.5米3.5米 56频共塔：7米5米 天调室的门最好宽度1米以上，以方便进出；门缝严格密封，避免昆虫、小动物等进入。可在天调室的低部墙角和对角的顶部墙边各开一个直径10厘米的通气孔，可形成空气自然对流。但孔洞中需置入纱网等以防异物进入。新技术证明材料汇总新技术证明材料汇总国家广电总局国家广电总局检测报告结论检测报告结论国家广电总局国家广电总局检测报告摘录检测报告摘录国家广电总局国家广电总局检测报告摘录检测报告摘录技术查新报技术查新报告摘录：告摘录：技术查新报技术查新

15、报告摘录：告摘录：技术查新技术查新报告摘录：报告摘录：国内外科技查新结论国内外科技查新结论科技成果鉴定的情况科技成果鉴定的情况获奖情况获奖情况业务联系方式：业务联系方式：技术：技术：何连成何连成 （首席工程师（首席工程师）0592-2990016（O）13606947189（M）E-mail：helc65263商务：商务：厦门广播电视数字工程公司厦门广播电视数字工程公司 白枫白枫 （业务经理）（业务经理）0592-2995959(O)18659219816(M)E-mail:xmbfsina辽宁普天数码产业有限公司辽宁普天数码产业有限公司 刘恩宇（董事长刘恩宇（董事长）13904128285（

16、M)“自动化系统网络结构中的网关设计自动化系统网络结构中的网关设计”“网关”的存在是控制网段的网络安全考虑的，只允许特定的数据进出，而其它数据流都会被过滤掉。如果没有安全可靠的网关，最好是把控制网段和办公网段（可以直接连接互联网）实施物理隔离，以隔离病毒和黑客入侵。“监测报警前端”是只有信号监测而没有任何控制功能的，所以可以直接挂在办公网段，供中心值班人员和领导巡视。“机房控制网”运行的是与播出控制直接相关的软件系统，安全级别最高，只有网内具有特定权限的用户才能拥有控制功能。如果因为病毒或黑客入侵而接管这些控制功能，后果不堪设想。目前厦门发射中心的所有机房包括中波发射、电视调频发射、节目传输等

17、都有控制网段到达，并建立了播出自动化系统。总体控制架构的说明总体控制架构的说明机房控制网的结构示意图机房控制网的结构示意图 除了“信号链路的监测报警”模块已经挂在办公网段以外，“播出自动化”的其它三个功能模块都挂在控制网段运行。“视音频矩阵视音频矩阵”为“信号源切换”功能提供硬件上的支持。“PLC”（可编程逻辑控制器）或称“PAC”（可编程自动化控制器）是“发射机及其周边设备的状态监测与控制发射机及其周边设备的状态监测与控制”和“机房环境监测机房环境监测”功能模块的核心控制器。型号可以有多种选择，厦门202台选择欧姆龙，201台选择泓格，203台选择了触摸式控制器XLt-浩纳尔（天津）。PLC

18、的可靠性要高，其结构和程序设计要满足即使在控制网瘫痪的状态下也能独立控制发射机进行开关机和主备机切换等基本操作。作为核心控制器，也可以选择工业控制板或单片机系统，但PLC以可靠性和开发周期短占优势。“RCM2200”一种高级嵌入式微控制器，在这里起的作用是串行口与RJ-45网络口（TCP/IP）的转换。没有带网络通信接口的PLC需要它来作为与网络沟通的桥梁。对于机房中其它一些只有串行口的数字设备，RCM2200能把它们顺利地“搬”到网络中。控制网功能说明控制网功能说明 由广电总局科技司等单位组织编制的“无线台站全台自动化建设实施指导意见无线台站全台自动化建设实施指导意见”（征求意见稿（征求意见

19、稿 2011年年1月）月）中，对网络安全有这样的描述：“系统网络应具备完善的隔离机制，通过网关、网闸或防火墙将自动化业务网与其它网络隔离，如果条件允许可进行物理隔离。”普通的软件型网关，例如使用路由器或交换机（带路由功能）进行网络分段（VLAN)并设置某些过滤条件和协议限制等“防火墙”功能，其安全性并不是绝对的，因为还存在着硬件连接的通道。如果控制网与办公网彻底实行物理隔离，安全保障是有了，但也会带来一些不便。例如在办公楼里的技术人员和领导无法得到机房设备的实时运行状态信息。除非办公楼里有来自控制网的布线，并使用另一台电脑专门连接到控制网段，但即使这么做了，也有安全管理方面的问题，例如把U盘或

20、光盘插入控制网段的电脑，带入病毒等不良程序。如果有这样一种网关，既能保证控制网的安全性与物理隔离相同，又可以在办公网段方便地得到控制网内的机器运行实时数据，那么它就是我们所需要的理想网关。设备控制网的安全隔离与利弊分析设备控制网的安全隔离与利弊分析由单向串行口（由单向串行口（RS-232)组成的理想网关组成的理想网关 按右图所示，把控制网段和办公网段的服务器RS-232串口连接起来，构成一个从控制网到办公网的单向信息通道。这是一个绝对意义上单向通道，因为RS-232串口的电路结构决定了信号不可能从RXD 向TXD 传输。这样使办公网段可能存在的病毒或黑客程序不可能通过连接通道入侵到控制网段。因

21、此其安全性与无连接的物理隔离完全相同。只要编写两个点对点的通信小程序，即运行在控制网服务器的“实时数据发送程序”和运行在办公网服务器的“实时数据接收程序”，就能实现办公网段的电脑读到控制网中机房设备的实时运行数据。机器设备的运行状态信息，无非是一些电压、电流、温湿度、功率等模拟量和一些开关量，数据率要求不高。以串口9.8kbps为例，十几台设备的运行数据可以轻松地以每秒一次的速度刷新。谢谢大家！谢谢大家！51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。、天下之事常成于困约，而败于奢靡。陆游陆游52、生命不等于是呼吸，生命是活动。、生命不等于是呼吸，生命是活动。卢梭卢梭53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。易卜生易卜生54、唯书籍不朽。、唯书籍不朽。乔特乔特55、为中华之崛起而读书。、为中华之崛起而读书。周恩来周恩来谢谢！