天馈线无源监测系统

广播电视天馈线无源监测系统的应用

黎万强

南京中儒广播电视设备有限公司

E-mail：690866790@qq.com

摘要：广播电视天馈线无源监测系统，包括设立在东、西、南、北四个方向上的主馈线和数据控制中心，与主馈线的输出端连接的功分器，所述功分器的输出端连接有信号采集单元，所述信号采集单元的输出端连接有信号处理单元，所述信号处理单元的输出端连接有DTU发送单元，所述数据控制中心包括PC终端 ,与所述PC终端的输出端连接有LED显示屏和报警单元，东、西、南、北四个方向上的主馈线均分设有三条馈线，三条馈线的输出端均与所述功分器的输入端连接。本实用新型当系统出现异常情况，系统会报警，使设备故障在有点异常时我们就能及时发现，提前维修，不会等到设备故障发生后再去处理，避免造成停播等重大播出事故。 

关键词：天馈线、监测系统、信号采集单元、信号处理单元。

一、引言

进入信息时代，“大数据、云平台、物联网+”等悄然出现在我们身边。我们用好这些资源，能为广播电视发射设备安全播出服务，是我们做广电设备人员去考虑的问题。

在广播电视无线发射设备中，特别是对无线发射天馈线系统的设备要求非常高。保证安全、可靠、高质 量播出，不能出故障、不能停播、不能发生安全事故。怎么对广播电视无线发射天馈线系统进行远程检测、 监测、监管就显得尤为重要了。

目前，无线发射的广播电视天馈线系统仍处于仅仅依靠定期巡检，来保障整套发射系统基本的安全播出，无法充分满足广电总局提出的全天候安全播出的要求。公司为了天馈线系统能从定期巡检转变为实时监测，联合南京高校，对广播电视天馈线无源设备的信号采集做了大量的研究，特别是对天馈线系统设备的检测、监控、数据传送、实时报警、故障分析等研究，成果非常显著。

公司在广播、电视发射天馈线系统中，在主馈管与功分器连接处、功分器端口与分馈管连接端口，加装 定向耦合探头传感器采集入射、反射功率信号，采集后信号通过 485 通信（或发射无线信号），传送至网络 系统中，工作人员就可以机房里，实现远程监控数据。

广播电视天馈线远程数据监测管理系统中，调频、电视多工器的每路节点、电动开关板与主馈管、主馈管与功分器、分馈管与天线单元板之间安装检测设备，确保在每个节点上均可以检测到输入功率、反射功率、驻波比等工作状态，并对每个节点的工作状态采用声、光、电进行监测，提前预判系统设备可能出现的故障、精准判断故障点、及时解决故障问题，确保天馈线系统的安全播出。

当系统出现异常情况时，信号采集系统实现智能预警、报警，使设备故障在初始异常时就能及时发现，提前维修，不会等到设备故障扩大后再去处理，避免造成停播等重大播出事故。

经多次试验，公司研发的广播电视无源监测系统，通用于：中波、短波、调频、米波、分米波、移动通信等多种无线发射天馈系统的实时监测。

技术领域：本实用新型涉及广播设备技术领域---广播电视天馈线无源监测系统。

二、实用新型内容

广播电视天馈线无源监测系统，采用弱定向耦合探头传感器采集入射、反射功率信号对每个节点的工作状态针对入射、反射功率进行监测，提前预判系统设备可能出现的故障、精准判断故障点、及时解决故障问题，确保天馈线系统的安全运行。当系统出现异常情况时，系统会报警，使设备故障在有点异常时我们就能及时发现，提前维修，不会等到设备故障发生后再去处理，避免造成停播等重大播出事故。通过以下技术手段解决上述技术问题：

广播电视天馈线无源监测系统包括设立在东、西、南、北四个方向上的主馈线和数据控制中心，与主馈线的输出端连接的功分器，所述功分器的输出端连接有信号采集单元，所述信号采集单元的输出端连接有信号处理单元，所述信号处理单元的输出端连接有DTU发送单元，所述数据控制中心包括PC终端 ,与所述PC终端的输出端连接有LED显示屏和报警单元，东、西、南、北四个方向上的主馈线均分设有三条馈线，三条馈线的输出端均与所述功分器的输入端连接，所述馈线的输出端口与功分器的输入端口均设有弱定向耦合探头传感器。本电视发射天馈线系统中，采用弱定向耦合探头传感器采集入射、反射功率信号，采集后信号通过RS485通信，传送至公共网络中，工作人员就可以机房里通过路由器联网即可实现远程监控数据，并且系统实时的判断入射、反射功率信号，对每个节点的工作状态针对入射、反射功率进行监测，提前预判系统设备可能出现的故障、精准判断故障点、及时解决故障问题，确保天馈线系统的安全运行。当系统出现异常情况时，系统会报警，使设备故障在有点异常时我们就能及时发现，提前维修，不会等到设备故障发生后再去处理，避免造成停播等重大播出事故。

所述信号采集单元采用AD7801BR型滤波器，所述信号处理单元采用AD7801BR型模数转换器，所述DTU发送单元采用H7710型DTU发送设备。

所述馈线与功分器之间，以及功分器与信号采集单元之间均采用RS485连接线连接。

所述PC终端为台式电脑或笔记本或平板电脑。

所述报警单元为扬声器喇叭。

有益效果：本实用新型对每个节点的工作状态针对入射、反射功率进行监测，提前预判系统设备可能出现的故障、精准判断故障点、及时解决故障问题，确保天馈线系统的安全运行。当系统出现异常情况时，系统会报警，使设备故障在有点异常时我们就能及时发现，提前维修，不会等到设备故障发生后再去处理，避免造成停播等重大播出事故。 

附图说明

其中，东主馈线1，南主馈线2，西主馈线3，北主馈线4，弱定向耦合探头传感器5，功分器6，信号采集单元7，信号处理单元8，DTU发送单元9，PC终端11，LED显示屏12，报警单元13。

三、系统

3.1系统特性

系统通过数据采集、解析实现监测发射塔上天馈线、功分器、天线单元板处输入功率、反射功率及驻波比，并使其以更直观的数据、图形可视化的方式展现在显示器上，同时还可实现历史数据分析、报警、记录查询、远程监测等功能。

3.2系统核心业务

（1）实现对信号回传系统的温湿度数据采集及可视化显示；

（2）实现对信号采集器内各天线入射功率、反射功率、驻波比数据采集及可视化展示；

（3）实现数据异常时的报警功能，并生成报警记录留存；

（4）支持以曲线图形式和数据报表形式查看历史数据记录.

举例：三层四面广播电视天馈线系统的远程数据管理系统方框图

3.3系统功能

（1）检测入射功率、反射功率、驻波比、温湿度。

（2）驻波门限可设置，当主馈管驻波大于 1.4 时，声、光、电报警，单元板驻波可根据实际要求设置。

（3）显示分辨率：1W，测量误差：10%（满量程）。

（4）检测通道数：1-27 路（可扩展 100 路以上）；每路输出 4-6 芯插座输出线分别为入射、反射、温湿度、电源正极、电源负极；当小于 2 路时，可自动运行。没有输入时，设备不显示。

（5）多路功率输出，通过线缆与集线器连接，集线器输出 485（或光纤）接入机房 PC 机。

（6）显示：可以兼容触摸屏、笔记本、pc 机上显示。显示：入射功率、反射功率、驻波（驻波大于设置的门限值时，声光电报警）；温度、湿度；显示时间可以设置。

（7）演示用：显示 1～2 路入射功率；1～2 路反射功率；驻波，温湿度。

（8）上位机显示页面，可以单选，也可以多选，对主馈管与功分器连接处、天线单元板进行监测。

（9）开发上位机天线功率管理软件包，实时显示并且处理数据信息，及时发出、运行、报警。

（10）管理软件包：每个天线的运行记录，要有功率统计天数，天—月—年，自动记录（在目前编好的界面，界面下的功能、并参考工业控制管理包）。

 

 

 

 

• 常见故障分析

1、故障现象：当显示器显示反射功率与入射功率一样大时，天线单元

板应该是出现开路或短路了。

故障分析：需要及时检查天线单元板、分馈线、功分器是否进水、连接

头是否断开或短路。发现后及时排除，再做密封处理。

2、故障现象：当显示器显示反射功率较大并持续不断增大，应该是天

线单元板、分馈线、功分器中一个部分出现进水了。

故障分析：需要及时检查天线单元板、分馈线、功分器进水情况，发现

后及时排除进水，再做密封处理。

3、故障现象：当显示器显示反射功率持续不断波动较大，连续波动在 3

分钟以上，说明终端连接部分出现打火现象；

故障分析：需要及时检查天线单元板、分馈线、功分器连接部分情况，

发现打火插芯后及时更换，再做密封处理。