云南省廣播電視局德宏705臺 李 梅

中波發(fā)射臺兩機互擾問題長期困擾著系統(tǒng)工作性能的正常發(fā)揮，且對后期技術(shù)維護造成困難，為了滿足節(jié)目播出的安全穩(wěn)定，實現(xiàn)發(fā)射機智能切換是非常必要的。本文重點分析了對10KW中波發(fā)射機合成器的網(wǎng)絡(luò)進行技術(shù)改造的探索和測試總結(jié)，通過科學地設(shè)計網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和遙控切換模式，進而滿足穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)運行，具有一定的借鑒價值。

1 10KW中波發(fā)射機使用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，大部分中波發(fā)射臺站使用的10KW中波發(fā)射機普遍采用“N－0”與“N－1”基本工作模式，即主機的核心監(jiān)控系統(tǒng)以“N－1”模式為基本樣式，工作機理上不允許拋棄的獨立行為。當任一出現(xiàn)故障現(xiàn)象，10KW發(fā)射機立刻出現(xiàn)當機現(xiàn)象，無法再繼續(xù)滿足節(jié)目安全播出的實時性和穩(wěn)定性要求。未來進一步提高系統(tǒng)工作效率和滿足發(fā)射機不間斷播出的基本要求，最科學有效的方法是對現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計；新增故障險情排除機制，并通過智能化監(jiān)測裝置實現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自動切換，同時及時將故障信息上傳至云端，以便技術(shù)人員及時修復故障鏈路，以實現(xiàn)發(fā)射機-切換裝置-接收終端之間的主/備交叉配屬的方案機制，能夠在滿足實時性要求的同時，確保系統(tǒng)運行的可靠性，有效避免節(jié)目播出事故的發(fā)生，提高發(fā)射機系統(tǒng)的可靠性和播出的安全性。

中波廣播發(fā)射臺站針對10kW發(fā)射機“N－0”與“N－1”模式的主/備系統(tǒng)智能切換系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，從經(jīng)濟最優(yōu)角度出發(fā)，結(jié)合集成式改造思維，采用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測智能化處置響應機制，選擇科學的網(wǎng)絡(luò)分布式架構(gòu)，實現(xiàn)異地分布式控制、集中式管理的主/備無人化切換系統(tǒng)，能夠降低因外在環(huán)境因素和內(nèi)在機制問題造成的故障檢測、智能排障等問題，保證正常播出的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)播出系統(tǒng)智能化的運行監(jiān)測，從而滿足“有人留守，無人值班”的基本要求。

2 系統(tǒng)建設(shè)基本思路

（1）明確軟件設(shè)計與硬件工作的實際分工。主控服務(wù)器的核心程序主要設(shè)計控制整個發(fā)射臺站的穩(wěn)定工作，發(fā)射機內(nèi)多路設(shè)計與元器件工作可以適時調(diào)用核心程序并根據(jù)實際情況智能切換各組件模塊的運行，以應對可能的突發(fā)情況。

（2）設(shè)計智能化監(jiān)控中心以實現(xiàn)異地同步、多機并發(fā)的分布式控制，整個系統(tǒng)可以采用Browser/Server分布式架構(gòu)，功能模塊的核心組件均設(shè)計在主服務(wù)器內(nèi)，終端用戶不需要使用，且分布式設(shè)計能夠有效監(jiān)測整個平臺，獨立切換各個發(fā)射機的工作狀態(tài)，以實現(xiàn)運行、監(jiān)控與信息流轉(zhuǎn)的實時無縫銜接。

（3）實現(xiàn)同步實時采集各個發(fā)射機運行狀態(tài)的情況數(shù)據(jù)并實時流轉(zhuǎn)至云端，依據(jù)預案同步控制切換模式，根據(jù)SPINNER智能切換裝置的實際工作情況，可以實現(xiàn)主/備發(fā)射機自動切換時，整體系統(tǒng)運行鏈路處于開路狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 發(fā)射機穩(wěn)定運行狀態(tài)下智能切換流轉(zhuǎn)示意圖

（4）考慮系統(tǒng)整體工作的不間斷與安全性、穩(wěn)定性的統(tǒng)一。

3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方案

3.1 設(shè)計策略

（1）系統(tǒng)運行的狀態(tài)信息獲取

實現(xiàn)系統(tǒng)自動化的智能切換，需要實時獲取中波發(fā)射機正常/異常狀態(tài)和各部實時運行參數(shù)以及開關(guān)狀態(tài)信息?；痉绞椒质鋈缦拢海?）根據(jù)發(fā)射機基本性能參數(shù)描述，當主機的主控制器在發(fā)射機開機狀態(tài)時應閉合，而關(guān)機時則為斷開狀態(tài)；（2）主控制器利用RS232接口可實時采集整個發(fā)射系統(tǒng)的工作參數(shù)與運行數(shù)據(jù)，其中接收功率是關(guān)鍵參數(shù)，可與智能化切換裝置信息設(shè)計實現(xiàn)所同步的其他參數(shù)同步至主服務(wù)器中；（3）SPIINNER BN553567C0100型作為同軸開關(guān)的最佳選擇，需要人工同步連接至射頻橋接工作儀，可依據(jù)連接情況自動輸出狀態(tài)信息。

（2）智能切換裝置的行為描述

在實際項目實施中，自動切換模式可以智能實現(xiàn)遠程平臺操作，可以高效節(jié)約建設(shè)成本，此時需要通過智能切換裝置來實現(xiàn)主/備信號鏈路的完美共存和工作轉(zhuǎn)換。在改造過程中，當確認發(fā)射機主機處于當機狀態(tài)，采取人工切換模式既不能實現(xiàn)“零響應”的技術(shù)要求，也不能完成高適應度的網(wǎng)絡(luò)適配；通過在機房設(shè)計安裝控制繼電器吸合的方式來實現(xiàn)遠程遙控，能夠有效解決這一問題。在與主/備發(fā)射機輸出端設(shè)計安裝切換裝置的目的是完成工作模式轉(zhuǎn)換，分別對應接入不同運行網(wǎng)絡(luò)，并與饋線連接安裝遙控切換設(shè)備，可以看出此時能夠?qū)崿F(xiàn)主/備切換，即實現(xiàn)遠程自由切換的工作模式。此外，當主服務(wù)器當機或者核心程序出現(xiàn)死機情況下，智能終端能夠在主控制器上自動執(zhí)行關(guān)閉命令，同時各個工作節(jié)點分布式調(diào)出控制模式，在同軸控制器上切換后，再開備機，切換完成后，自動開出備機。

3.2 實現(xiàn)方案

智能切換裝置的實現(xiàn)方案主要包括三個方面的內(nèi)容：射頻通路的技術(shù)設(shè)計、射頻網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)整以及移相網(wǎng)絡(luò)的集中改造。10kW發(fā)射機在仿真三并（仿真）的基礎(chǔ)上，通過原硬件設(shè)計電路將并機切換改造為自動同軸開關(guān)，將整個移相網(wǎng)絡(luò)的電容、電感等電子元器件分別拆下備用，可以節(jié)約建設(shè)成本與實現(xiàn)時間。

（1）射頻通路的技術(shù)設(shè)計

通常情況下，10kW發(fā)射機自帶兩套射頻網(wǎng)絡(luò)：測試與伺服網(wǎng)絡(luò)。其目的是為主/備發(fā)射機同時開機提供網(wǎng)絡(luò)傳輸共享空間，能夠科學對接現(xiàn)行數(shù)據(jù)傳輸通道，有利于發(fā)揮項目建設(shè)的整體效能。在主/備發(fā)射機同時開機工作的前提下，需要重點考慮的是相互間的串擾問題，因此同軸開關(guān)的選取非常重要。SPIINNER BN553567C0100作為大功率600kW射頻同軸開關(guān)，能夠同步提供四條數(shù)據(jù)傳輸通路（兩入/兩出），可以實時用于天饋線與實體負載、假負載間的無縫切換。據(jù)實測數(shù)據(jù)反映，SPIINNER BN553567C0100能夠提供遠程控制與數(shù)據(jù)指示，通過數(shù)據(jù)接口接入主控制器，自動化實現(xiàn)智能控制和命令指示。

（2）射頻網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)整

10kW發(fā)射機現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)在實際工作過程中，一旦拋棄一個PB后，系統(tǒng)的輸入阻抗在實測中是R=168Ω?？紤]到電感不能及時調(diào)整參數(shù)，系統(tǒng)運行時是不能自動實現(xiàn)R=168Ω→R=75Ω的轉(zhuǎn)變，因此，整個伺服網(wǎng)絡(luò)需要進行優(yōu)化調(diào)整以滿足實際需求。這里以仿真三并（兩機）為例，優(yōu)化后的伺服網(wǎng)絡(luò)需要滿足在仿真PB3的情況下，實現(xiàn)阻抗為R=56Ω→R=75Ω。隨著電路設(shè)計中不斷優(yōu)化調(diào)整增大電容，可以將原發(fā)射機主機中的伺服網(wǎng)絡(luò)負載電容量值轉(zhuǎn)換為兩個U=1500pF調(diào)諧電容，即增加固定U=1000pF電容和可變U=500pF共用?？紤]到電路中的電感值ρ=11μH，應當新增一組ρ=16μH電感，如圖2所示。此時，輸出節(jié)點工作中可以視為兩個R=112Ω并聯(lián)后為R=56Ω的實際輸出阻抗，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后可實際匹配R=75Ω。

圖2 伺服網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整結(jié)構(gòu)框圖

（3）移相網(wǎng)絡(luò)的集中改造

原結(jié)構(gòu)設(shè)計中的移相網(wǎng)絡(luò)可以完成R=39Ω→R=168Ω的實際輸出轉(zhuǎn)換，移相角為90°，改造后實現(xiàn)R=39Ω→R=112Ω，移相角不變。由于原移相網(wǎng)絡(luò)的輸入端在電路設(shè)計上是U=2000pF和U=2300pF直接并聯(lián)，在設(shè)計改造方案中可以不新增電容。因此，可以將U=2000pF→U=2500pF，測試與伺服網(wǎng)絡(luò)同步增加。經(jīng)測試，此時PB3 90°移相網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了R=39Ω→R=112Ω的實際輸出，移相角仍為90°。

結(jié)束語：10kW中波發(fā)射機智能切換系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)是非常重要的，對于發(fā)射系統(tǒng)的整體穩(wěn)定運行起到了關(guān)鍵作用，能否設(shè)計出參數(shù)科學、指標優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)電路對于整個發(fā)射臺站的高效穩(wěn)定運行和網(wǎng)絡(luò)適配的完美實施起到了重要作用，能夠間接幫助發(fā)射機實現(xiàn)遠距控制和信道對接的實踐效果。隨著網(wǎng)絡(luò)智能化、線路自動化、機房無人化等技術(shù)的推廣，通過智能切換系統(tǒng)設(shè)計多個模塊進行功能化的完善，在減輕技術(shù)人員設(shè)備維護工作量的基礎(chǔ)上，不斷完善節(jié)目播出質(zhì)量和系統(tǒng)工作效果，對整體工作的穩(wěn)定性、可靠性和創(chuàng)新性提出了更高的要求?；诖耍疚奶岢?0kW中波發(fā)射機智能切換系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、實踐改造和功能測試，能夠滿足現(xiàn)實需求和未來發(fā)展，也為同行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗，實現(xiàn)了科學、高效、智能、穩(wěn)定的建設(shè)要求。