常规每个频点就有一套发射天馈线，随着业务不断发展，发射塔不堪重负以致没有空间安装新天线。随着多工器合成技术在广播电视行业广泛应用，解决了频点的增加与天馈安装空间不足的矛盾。 此次改造不仅解决安装空间问题，还要利用多工技术来抑制FM带外谐波，特别是对民航通信的互调干扰问题。下面介绍我台以电磁兼容为目的，对FM四个频点的多工改造。 1 概况 原有4个自办FM频点，均采用两层单面偶极子垂直极化天线，因主塔没有足够空间，被分置在了3个塔上，塔距小于20米。 2 FM的互调干扰 发射设备中的非线性电路是互调干扰产生的根本原因。当两个或多个不同频率的信号进入放大单元的非线性电路时，会产生很多谐波和组合频率分量，再经过发射天线连同主信号一起发射出去，从而产生互调干扰。 如果F1、F2分别为两个正常发射的频率信号，比如2F1是F1的二次谐波，它与F2产生了寄生信号2F1-F2，这个寄生信号中一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩合成的就是三阶信号，2F1-F2就是在调制过程中产生的，所以被称为三阶互调信号。由于F2，F1信号一般比较接近，也造成2F1-F2（或2F2-F1）会干扰到其他频率的信号，这就是三阶互调干扰。 发射台天线过多、安装位置过近，更容易产生互调干扰。在FM互调干扰中最主要的就是三阶互调干扰。图1中108MHz左侧为FM频段，108MHz～118MHz是民航导航通信专用频段，该频段底噪接近40dB，电磁环境非常复杂。经过反复验证，确认是发射台的FM互调干扰造成的。由于民航的地空通信多为话音通信，使用模拟信号，这种互调干扰对地空通信危害极大。 3 技术改造 频率资源要合理分配，通过计算规避容易产生互调干扰的频点。频率、天线越多，谐波、互调干扰就越严重，必须针对发射台站的实际情况，从技术层面整体考虑。 3.1 机房设备可靠接地 接地电阻小于10欧姆，包括接收设备、信号分配器等所有前端设备要可靠接地。音频线屏蔽层编织密度≥80%，各种线缆接头制作要规范。发射机柜接地选用不小于3cm宽的铜带（或铜编织带），机柜间接地线不能串接，必须与接地排实现一点接地。可有效隔离干扰信号，解决前端串扰问题。通过规划设计院的核算，原有频点存在规划不科学的问题，重新选定了4个FM频率，这样更利于解决问题。 3.2 四工器合成 多工器合成就是将不同频点的多部发射机RF输出通过多工合成共用一副宽频带天线，而且相互之间不会产生干扰。 采用增强型全桥式设计，图2中由两只带通滤波器谐振腔、两只3dB耦合器、吸收负载等组成定阻抗带通桥式单元（虚线框部分），带通滤波器采用耦合窗型双腔式谐振腔。桥式结构可以一组组的串联，组成多工系统。本次改造是由三组桥式单元组成的四工器。 特别说明，以往多工系统设计中，第一路信号F1都是直接连接到桥式单元的输入端，此次改造要求设计加装了一套带通滤波器，通过桥式单元的工作原理得知，带通滤波器只谐振于F1信号，其他信号得以滤除，这样对整个系统来说，保证了每一路RF信号都能够最有效地抑制杂波和抵抗外界干扰。 4台主机＋1台备机通过同轴开关、多工器、大功率负载，用硬馈搭建N＋1主备发射系统。 3.3 天馈线系统 4个频点共用一套垂直极化双偶极子四层四面天馈线。采用双馈发射天线设计，分上下两层，可单层独自使用。上层天线S≤1.12，下层天线S≤1.11，相位无偏差，电长度相同。多工器与天馈通过开关板实现连接，正常使用时两层天线同时工作，当某一层天线故障时，切换到另一层天线，从而保证调频广播的播出。 特别注意，如果有多套FM天线，一定要安装在同一发射塔上，且垂直距离大于6m；如果多塔安装，水平距离要大于80m，且不要处于同一高度。最大程度避免互调干扰的产生。 4 改造后的系统测试 4.1 试机 单机分步推送直到满功率，验证每台发射机与合成器的匹配情况。4台发射机全开设半功率输出并维持1小时，再满功率输出维持1小时，发射机状态稳定，无反射功率，多工器无异常发热情况，试机顺利完成。 4.2 信号接收测试 用新系统播出，进行流动监听，在各区县、乡镇选取N个固定测试点，比较原有效覆盖区，主观评价改造效果明显，较其他频点无明显接收噪声，覆盖场型好，有效覆盖面增大。 4.3 改造后的频谱监测 图3已明显地看到108MHz以上频段，底噪都低于0dB，完全符合民航通信对电磁环境的要求。FM发射系统多工改造顺利完成，各项性能指标优于改造前。 通过近两年运行，整套系统设备稳定可靠，接收效果好，电磁兼容性好，很好地解决了两套系统间的干扰问题，完全达到了设计预期。 常规每个频点就有一套发射天馈线，随着业务不断发展，发射塔不堪重负以致没有空间安装新天线。随着多工器合成技术在广播电视行业广泛应用，解决了频点的增加与天馈安装空间不足的矛盾。 此次改造不仅解决安装空间问题，还要利用多工技术来抑制FM带外谐波，特别是对民航通信的互调干扰问题。下面介绍我台以电磁兼容为目的，对FM四个频点的多工改造。 1 概况 原有4个自办FM频点，均采用两层单面偶极子垂直极化天线，因主塔没有足够空间，被分置在了3个塔上，塔距小于20米。 2 FM的互调干扰 发射设备中的非线性电路是互调干扰产生的根本原因。当两个或多个不同频率的信号进入放大单元的非线性电路时，会产生很多谐波和组合频率分量，再经过发射天线连同主信号一起发射出去，从而产生互调干扰。 如果F1、F2分别为两个正常发射的频率信号，比如2F1是F1的二次谐波，它与F2产生了寄生信号2F1-F2，这个寄生信号中一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩合成的就是三阶信号，2F1-F2就是在调制过程中产生的，所以被称为三阶互调信号。由于F2，F1信号一般比较接近，也造成2F1-F2（或2F2-F1）会干扰到其他频率的信号，这就是三阶互调干扰。 发射台天线过多、安装位置过近，更容易产生互调干扰。在FM互调干扰中最主要的就是三阶互调干扰。图1中108MHz左侧为FM频段，108MHz～118MHz是民航导航通信专用频段，该频段底噪接近40dB，电磁环境非常复杂。经过反复验证，确认是发射台的FM互调干扰造成的。由于民航的地空通信多为话音通信，使用模拟信号，这种互调干扰对地空通信危害极大。 3 技术改造 频率资源要合理分配，通过计算规避容易产生互调干扰的频点。频率、天线越多，谐波、互调干扰就越严重，必须针对发射台站的实际情况，从技术层面整体考虑。 3.1 机房设备可靠接地 接地电阻小于10欧姆，包括接收设备、信号分配器等所有前端设备要可靠接地。音频线屏蔽层编织密度≥80%，各种线缆接头制作要规范。发射机柜接地选用不小于3cm宽的铜带（或铜编织带），机柜间接地线不能串接，必须与接地排实现一点接地。可有效隔离干扰信号，解决前端串扰问题。通过规划设计院的核算，原有频点存在规划不科学的问题，重新选定了4个FM频率，这样更利于解决问题。 3.2 四工器合成 多工器合成就是将不同频点的多部发射机RF输出通过多工合成共用一副宽频带天线，而且相互之间不会产生干扰。 采用增强型全桥式设计，图2中由两只带通滤波器谐振腔、两只3dB耦合器、吸收负载等组成定阻抗带通桥式单元（虚线框部分），带通滤波器采用耦合窗型双腔式谐振腔。桥式结构可以一组组的串联，组成多工系统。本次改造是由三组桥式单元组成的四工器。 特别说明，以往多工系统设计中，第一路信号F1都是直接连接到桥式单元的输入端，此次改造要求设计加装了一套带通滤波器，通过桥式单元的工作原理得知，带通滤波器只谐振于F1信号，其他信号得以滤除，这样对整个系统来说，保证了每一路RF信号都能够最有效地抑制杂波和抵抗外界干扰。 4台主机＋1台备机通过同轴开关、多工器、大功率负载，用硬馈搭建N＋1主备发射系统。 3.3 天馈线系统 4个频点共用一套垂直极化双偶极子四层四面天馈线。采用双馈发射天线设计，分上下两层，可单层独自使用。上层天线S≤1.12，下层天线S≤1.11，相位无偏差，电长度相同。多工器与天馈通过开关板实现连接，正常使用时两层天线同时工作，当某一层天线故障时，切换到另一层天线，从而保证调频广播的播出。 特别注意，如果有多套FM天线，一定要安装在同一发射塔上，且垂直距离大于6m；如果多塔安装，水平距离要大于80m，且不要处于同一高度。最大程度避免互调干扰的产生。 4 改造后的系统测试 4.1 试机 单机分步推送直到满功率，验证每台发射机与合成器的匹配情况。4台发射机全开设半功率输出并维持1小时，再满功率输出维持1小时，发射机状态稳定，无反射功率，多工器无异常发热情况，试机顺利完成。 4.2 信号接收测试 用新系统播出，进行流动监听，在各区县、乡镇选取N个固定测试点，比较原有效覆盖区，主观评价改造效果明显，较其他频点无明显接收噪声，覆盖场型好，有效覆盖面增大。 4.3 改造后的频谱监测 图3已明显地看到108MHz以上频段，底噪都低于0dB，完全符合民航通信对电磁环境的要求。FM发射系统多工改造顺利完成，各项性能指标优于改造前。 通过近两年运行，整套系统设备稳定可靠，接收效果好，电磁兼容性好，很好地解决了两套系统间的干扰问题，完全达到了设计预期。
文章来源：安全与电磁兼容 网址: http://aqydcjr.400nongye.com/lunwen/itemid-17865.shtml
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