广播电视发射系统的功率和杂散测量实例探讨

1 广播电视发射系统概况

1.1 频率划分和功率等级

广播电视发射系统占用VHF 和UHF 频段，其频率范围为48- 862MHz，功率为：VHF 电视（省级10kw/ 地市1kw）；FM 广播（省级10kw/ 地市1-3kw）；UHF 电视（省级30kw/ 地市10kw）。

1.2 广播电视发射机的调制特性

不同的发射机有不同的调制特性：

调频广播发射机采用了FM 调频方式，其最大频偏为±75kHz。由于调频发射机所传输的是窄带的声音信息，故可以采用非线性的C 类放大器以提高整机效率。但是这种放大器的缺点就是谐波分量较大，这些谐波又会互相作用而产生新的互调和杂散信号，从而对其它通信系统（如民用航空通信）产生干扰。

PAL 制的电视发射机的图像信号发射机采用调幅的方式，每个频道占用了8MHz 的带宽。由于图像信号的宽带特性，要求功率放大器的线性要好，否则会影响到图象质量。所以电视发射机的图像发射机采用A 类放大器，这种放大器效率很低，但线性很好， 输出频谱比较纯净。

近年来正在发展的数字电视（DVB-T）和数字广播（DAB）则采用了8-VSB 和COFDM 调制方式，这些调制方式的最大特点是具有很高的峰均功率比。

2 无线电监测中心的关注点

结合无线电监测中心的工作特点，总结出对广播电视发射系统的测试关注点如下：

2.1 载频输出功率，频率及其偏差

对于任何发射机来说，载频输出功率和频率及其偏差值是最基本的指标。

2.2 调制带宽和深度

在一些通信系统，如调频双向无线电通信系统中，增加调制深度可以提高系统的载噪比，但是会占用邻近的工作频道。而广播电视是高保真的成熟系统，过度调制将会直接影响到信号的质量，加上广播电视的频谱相对空闲，相邻频道之间有着足够的保护带宽。所以在广播电视发射系统中，调制深度并没有像在移动通信系统中那样被重视（在移动通信系统中，常用邻道功率指标来衡量二个相邻信道间的互相干扰）。

2.3 谐波和杂散

谐波和杂散是广播电视发射系统突出的问题，尤其是87.5- 108MHz 的FM 调频广播。前面已经提到，调频广播发射机采用了C 类放大器，所以会产生大量的谐波信号，这些谐波信号除了会直接干扰其它的通信系统以外，还会在系统的输出通路上产生互调，这些互调产物有很多不确定性，如何测量和分析这些互调产物，是广播电视发射系统测量的重点。

3 广播电视发射系统的测试点

无论哪种发射机的测量，无线电监测中心的视角总是要比运营商更广。比如在蜂窝基站的测量中，运营商所关心的是频道内，邻道和带内指标，而无线电监测中心则更关心从9kHz-12.75GHz 范围内的杂散指标是否符合要求。这种不同的关注点导致了即使针对同一台发射机的测试，无线电监测中心的测量方法与运营商的方法也会有很大的差异甚至截然不同。

对于无线电监测中心，选择测试点可遵循以下原则：

√必须在主馈线上寻找测试点，发射机自带的测试口没有意义。126

测试工具与解决方案

2016.10

√单台发射机输出馈线上的任何测试点完全可以说明该发射机的性能；

√合成系统后的测试点更加有助于分析产生干扰的原因。

4 广播电视发射系统的测量方法

广播电视发射系统的测量应采用在线式（通过式）测量法, 以下将分别讨论功率和频谱的在线式测量方法。

4.1 通过式功率测量法

通过式功率计实际上是一种信号激励装置，采用了一个无源的二极管射频传感器。在同轴线的二侧分别装有定向的，半波二极管检测波电路，并将其接到已校正的表头以读出有效值功率。检波电路与传输线通过介质耦合，并根据置于传输线旁的传感器的方向取样出正向和反射功率（图1）。

图1. 通过式功率计的工作原理

图2. 通过式频谱测量法

这种通过式功率计的优点是简单易用，无需外接电源。与终端式功率计不同的是，通过式功率计真实的反映了一个发射系统中各个截面的正向功率和反射功率。

4.2 通过式频谱测量法

和通过式功率测量法基本相同，通过式频谱测量法也采用了二个高方向性的耦合器，分别用于取样正向和反向频谱（图2）。

5 TC 系列广播电视功率和杂散测量系统的应用

TC 系列广播电视功率和杂散测量系统是BXT ™ Technologies 根据广播电视系统的特点，结合无线电监测中心的要求而开发的。系统由功率取样，频谱取样和显示单元三部分组成（图3），可用于测量所有米波段/ 分米波段广播电视发射系统的功率和杂散。

图3. TC 系列产品的应用

图3 为TC 系列广播电视功率和杂散测量系统的基本应用， 在此基础上，可以测量发射系统的各项射频指标。

5.1 发射机的输出功率及精度测量

参照图3，对于FM 发射机，直接在显示单元上的功率计读出其平均功率即可；如果是电视发射机的图像功率测量，由于图像调制是采用调幅方式，需要在75% 的调幅度时测试其平均功率， 再乘以1.68 即可得出其峰值功率（同步顶功率）。

5.2 发射机的VSWR 测量

参照图3，从显示单元上的功率计表头读出正向和反射功率，通过下式计算VSWR ：

，其中Pi 为正向功率，Pr 为反射功率。

5.3 发射机的输出频谱测量

参照图3，从频谱仪中可以直接读出发射系统从48-862MHz 范围内的输出频谱。

5.4 发射系统的互调分析

TC 系列产品为发射系统的互调分析提供了有力手段，它可以测量并分析在不同条件下系统产生互调的原因。

当二台发射机的天线之间的隔离度不佳时，其中一台发射机的信号会通过天线串入被测发射机。由于发射机输出端存在非线性因素，最终会从被测发射机产生一些互调产物；当发射合路系统的隔离度不佳时，被测发射机也会产生互调

在多载频共用天线的场合，作为无源器件的合成系统在某种特定条件下（如接触不良，镀层氧化等）也会产生无源互调。

6 结束语

本文讨论了广播电视发射系统的功率和杂散测量问题，希望有助于从事无线电设备检测工作的实际应用。

参考文献

[1]AN-S102 ：广播电视频道划分；

[2]AN-RM01 ：无线电检测中若干问题的讨论。

作者简介

朱亚磊, 女（1979 年1 月），汉族，云南昆明，2001 年毕业于重庆邮电学院通信工程专业，工程师（电子工程系列），现就职于云南省无线电监测中心。127