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天饋線無源監測系統
廣播電視天饋線無源監測系統的應用
黎萬強
南京中儒廣播電視設備有限公司
E-mail:690866790@qq.com
摘要:廣播電視天饋線無源監測系統,包括設立在東、西、南、北四個方向上的主饋線和數據控制中心,與主饋線的輸出端連接的功分器,所述功分器的輸出端連接有信號采集單元,所述信號采集單元的輸出端連接有信號處理單元,所述信號處理單元的輸出端連接有DTU發送單元,所述數據控制中心包括PC終端 ,與所述PC終端的輸出端連接有LED顯示屏和報警單元,東、西、南、北四個方向上的主饋線均分設有三條饋線,三條饋線的輸出端均與所述功分器的輸入端連接。本實用新型當系統出現異常情況,系統會報警,使設備故障在有點異常時我們就能及時發現,提前維修,不會等到設備故障發生后再去處理,避免造成停播等重大播出事故。
關鍵詞:天饋線、監測系統、信號采集單元、信號處理單元。
一、引言
進入信息時代,“大數據、云平臺、物聯網+”等悄然出現在我們身邊。我們用好這些資源,能為廣播電視發射設備安全播出服務,是我們做廣電設備人員去考慮的問題。
在廣播電視無線發射設備中,特別是對無線發射天饋線系統的設備要求非常高。保證安全、可靠、高質 量播出,不能出故障、不能停播、不能發生安全事故。怎么對廣播電視無線發射天饋線系統進行遠程檢測、 監測、監管就顯得尤為重要了。
目前,無線發射的廣播電視天饋線系統仍處于僅僅依靠定期巡檢,來保障整套發射系統基本的安全播出,無法充分滿足廣電總局提出的全天候安全播出的要求。公司為了天饋線系統能從定期巡檢轉變為實時監測,聯合南京高校,對廣播電視天饋線無源設備的信號采集做了大量的研究,特別是對天饋線系統設備的檢測、監控、數據傳送、實時報警、故障分析等研究,成果非常顯著。
公司在廣播、電視發射天饋線系統中,在主饋管與功分器連接處、功分器端口與分饋管連接端口,加裝 定向耦合探頭傳感器采集入射、反射功率信號,采集后信號通過 485 通信(或發射無線信號),傳送至網絡 系統中,工作人員就可以機房里,實現遠程監控數據。
廣播電視天饋線遠程數據監測管理系統中,調頻、電視多工器的每路節點、電動開關板與主饋管、主饋管與功分器、分饋管與天線單元板之間安裝檢測設備,確保在每個節點上均可以檢測到輸入功率、反射功率、駐波比等工作狀態,并對每個節點的工作狀態采用聲、光、電進行監測,提前預判系統設備可能出現的故障、精準判斷故障點、及時解決故障問題,確保天饋線系統的安全播出。
當系統出現異常情況時,信號采集系統實現智能預警、報警,使設備故障在初始異常時就能及時發現,提前維修,不會等到設備故障擴大后再去處理,避免造成停播等重大播出事故。
經多次試驗,公司研發的廣播電視無源監測系統,通用于:中波、短波、調頻、米波、分米波、移動通信等多種無線發射天饋系統的實時監測。
技術領域:本實用新型涉及廣播設備技術領域---廣播電視天饋線無源監測系統。
二、實用新型內容
廣播電視天饋線無源監測系統,采用弱定向耦合探頭傳感器采集入射、反射功率信號對每個節點的工作狀態針對入射、反射功率進行監測,提前預判系統設備可能出現的故障、精準判斷故障點、及時解決故障問題,確保天饋線系統的安全運行。當系統出現異常情況時,系統會報警,使設備故障在有點異常時我們就能及時發現,提前維修,不會等到設備故障發生后再去處理,避免造成停播等重大播出事故。通過以下技術手段解決上述技術問題:
廣播電視天饋線無源監測系統包括設立在東、西、南、北四個方向上的主饋線和數據控制中心,與主饋線的輸出端連接的功分器,所述功分器的輸出端連接有信號采集單元,所述信號采集單元的輸出端連接有信號處理單元,所述信號處理單元的輸出端連接有DTU發送單元,所述數據控制中心包括PC終端 ,與所述PC終端的輸出端連接有LED顯示屏和報警單元,東、西、南、北四個方向上的主饋線均分設有三條饋線,三條饋線的輸出端均與所述功分器的輸入端連接,所述饋線的輸出端口與功分器的輸入端口均設有弱定向耦合探頭傳感器。本電視發射天饋線系統中,采用弱定向耦合探頭傳感器采集入射、反射功率信號,采集后信號通過RS485通信,傳送至公共網絡中,工作人員就可以機房里通過路由器聯網即可實現遠程監控數據,并且系統實時的判斷入射、反射功率信號,對每個節點的工作狀態針對入射、反射功率進行監測,提前預判系統設備可能出現的故障、精準判斷故障點、及時解決故障問題,確保天饋線系統的安全運行。當系統出現異常情況時,系統會報警,使設備故障在有點異常時我們就能及時發現,提前維修,不會等到設備故障發生后再去處理,避免造成停播等重大播出事故。
所述信號采集單元采用AD7801BR型濾波器,所述信號處理單元采用AD7801BR型模數轉換器,所述DTU發送單元采用H7710型DTU發送設備。
所述饋線與功分器之間,以及功分器與信號采集單元之間均采用RS485連接線連接。
所述PC終端為臺式電腦或筆記本或平板電腦。
所述報警單元為揚聲器喇叭。
有益效果:本實用新型對每個節點的工作狀態針對入射、反射功率進行監測,提前預判系統設備可能出現的故障、精準判斷故障點、及時解決故障問題,確保天饋線系統的安全運行。當系統出現異常情況時,系統會報警,使設備故障在有點異常時我們就能及時發現,提前維修,不會等到設備故障發生后再去處理,避免造成停播等重大播出事故。
附圖說明
其中,東主饋線1,南主饋線2,西主饋線3,北主饋線4,弱定向耦合探頭傳感器5,功分器6,信號采集單元7,信號處理單元8,DTU發送單元9,PC終端11,LED顯示屏12,報警單元13。
三、系統
3.1系統特性
系統通過數據采集、解析實現監測發射塔上天饋線、功分器、天線單元板處輸入功率、反射功率及駐波比,并使其以更直觀的數據、圖形可視化的方式展現在顯示器上,同時還可實現歷史數據分析、報警、記錄查詢、遠程監測等功能。
3.2系統核心業務
(1)實現對信號回傳系統的溫濕度數據采集及可視化顯示;
(2)實現對信號采集器內各天線入射功率、反射功率、駐波比數據采集及可視化展示;
(3)實現數據異常時的報警功能,并生成報警記錄留存;
(4)支持以曲線圖形式和數據報表形式查看歷史數據記錄.
舉例:三層四面廣播電視天饋線系統的遠程數據管理系統方框圖
3.3系統功能
(1)檢測入射功率、反射功率、駐波比、溫濕度。
(2)駐波門限可設置,當主饋管駐波大于 1.4 時,聲、光、電報警,單元板駐波可根據實際要求設置。
(3)顯示分辨率:1W,測量誤差:10%(滿量程)。
(4)檢測通道數:1-27 路(可擴展 100 路以上);每路輸出 4-6 芯插座輸出線分別為入射、反射、溫濕度、電源正極、電源負極;當小于 2 路時,可自動運行。沒有輸入時,設備不顯示。
(5)多路功率輸出,通過線纜與集線器連接,集線器輸出 485(或光纖)接入機房 PC 機。
(6)顯示:可以兼容觸摸屏、筆記本、pc 機上顯示。顯示:入射功率、反射功率、駐波(駐波大于設置的門限值時,聲光電報警);溫度、濕度;顯示時間可以設置。
(7)演示用:顯示 1~2 路入射功率;1~2 路反射功率;駐波,溫濕度。
(8)上位機顯示頁面,可以單選,也可以多選,對主饋管與功分器連接處、天線單元板進行監測。
(9)開發上位機天線功率管理軟件包,實時顯示并且處理數據信息,及時發出、運行、報警。
(10)管理軟件包:每個天線的運行記錄,要有功率統計天數,天—月—年,自動記錄(在目前編好的界面,界面下的功能、并參考工業控制管理包)。
四、主要技術產品
4.1天線單元信號采集器
(1)輸出阻抗:50?;
(2)采集接口:IF45-50JF(分支接口);IF110-50JF(主饋接口);Ф80-Ф120(多工器接口);
(3)信號接口:N 頭;
(4)入射信號:-50db(±0.5db);
(5)反射信號:-80db (±0.5db);
(6)采集接頭數量:N 路;
(7)防水處理:4 層防水處理;
4.2天線信號處理器
(1)接口: 4-6 芯防水航空插頭;
(2)電源電壓:24V 直流安全電壓,功率:≤5W;
(3)環境溫度:-40 ℃~80℃;
(4)環境濕度:5-95 %;
(5)控制:網絡控制;
(6)輸入信號:-60~+5dbm;
4.3天線信號回傳器
(1)輸出阻抗:50?;
(2)信號接口:N 頭;
(3)傳輸電纜:防腐蝕、防老化、低損耗電纜;
(4)供電電壓:24V 安全電壓;
(5)工作溫度:-40℃~80℃;
(6)環境濕度:5-95%;
(7)防水處理:4 層防水處理;
4.4天線信號控制器
(1)硬盤接口類型: SATA;
(2)硬盤容量: ≥2T;
(3)內存:2*4GB ;
(4)顯示器:19 吋液晶屏;
(5)CPU 參數:六核至強 E5—2600V3 或以上;
(6)CPU 數量:1;
4.5數據傳輸電纜
- 常見故障分析
1、故障現象:當顯示器顯示反射功率與入射功率一樣大時,天線單元
板應該是出現開路或短路了。
故障分析:需要及時檢查天線單元板、分饋線、功分器是否進水、連接
頭是否斷開或短路。發現后及時排除,再做密封處理。
2、故障現象:當顯示器顯示反射功率較大并持續不斷增大,應該是天
線單元板、分饋線、功分器中一個部分出現進水了。
故障分析:需要及時檢查天線單元板、分饋線、功分器進水情況,發現
后及時排除進水,再做密封處理。
3、故障現象:當顯示器顯示反射功率持續不斷波動較大,連續波動在 3
分鐘以上,說明終端連接部分出現打火現象;
故障分析:需要及時檢查天線單元板、分饋線、功分器連接部分情況,
發現打火插芯后及時更換,再做密封處理。
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