自制多功能天线交换闸控制器

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天线交换闸是广播电视发射台关键设备之一，关系到广播电视发射信号的质量和设备停播率，因此，好的天线控制器对安全播出显得优为重要，从技术上和经济上来说是非常实用可行的。本文作者根据多年的工作经验和实际需要，自行设计安装了《多功能天线交换闸控制器》。

在大型和重要广播电视发射台都离不开多工天线交换系统，交换闸本身的技术参数和质量性能主要决定于生产厂家技术能力，一般都能达到部标要求。把停播率降到最低水平主要与天线控制系统、发射机系统和配电系统等设备的可靠性和稳定性有直接关系。

目前，天控系统在国内广播电视发射台使用比较广泛，国内外生产的广播电视发射机均不带天线控制器，国内生产天线交换闸的厂家有鞍山广播电视天线厂、北京贝尔德广播电视设备公司、原北广设备厂等。北京贝尔德公司生产的天线控制器，只能与本厂的天线交换闸配套使用，其产品受功能扩展和通用性的限制，功能开发时需要改造，没有原理图改造起来非常困难。其它厂家只生产交换闸没有控制器，单独购买或订作价格昂贵，对用户来说无法接受，通过多年工作经验和知识积累自行设计了《多功能天线交换闸控制器》。在2010年山东省广播电影电视局直属六个高山发射台自动化控制网络系统建设中，自行设计、安装制作了三十多套天线控制器（四种型号的交换闸），其技术性能、运行可靠性和外观设计达到了专业水平，仅此革新项目使自动化控制联网工程节约资金15多万元。在这里以目前用的较多且技术比较成熟的新型交换闸为例，将天线控制器设计构思和电路原理图奉献给广播电视同行，如果本台交换闸不是我介绍的型号，只要对本台的天线交换闸工作机理和接口特性搞清楚了，将我设计的天线控制器原理图进行必要的改动便轻松实现控制功能。

鞍广生产的新型天线

交换闸技术简介

1. 产品技术特点及构造

此产品技术指标达到部级标准，体积较小，电机功率低、噪声小，机械控制简便。对外连接仅有一个接口件，使用一个七芯航空插接件CT1（16mm）。天线位置指示灯D1、D2是交流220V氖泡，内部有四只行程开关SQ，每两个一组固定在左右两侧，两侧接点位与电机轴心成90°角，电机转动不是传统同向转动，而是左右摆动（正反转）90°。

2. 天线交换闸工作原理

图一中的天线切换是用一个乒乓开关实现的，控制简单，功能单一，状态量太少，不适应发射机实际需要，更不能实现自动化控制要求。其工作原理：天线状态当前在D1上（设为主机），当切换到D2时（备机），将电源开关置于另一侧，电流通过CT1-3、行程开关SQ3、电机M回到电源零线，此时电机开机转动，同时行程开关SQ1、SQ2释放，D1指示灭，电机继续转动，当电机带动手柄转过90°时，碰到行程开关SQ3和SQ4时接点断开，D2点亮，天线切换到备机。如果把开关板回，天线切换到主机上，原理同上。

自制天线控制器选材及电路设计

1. 功能及特点

此控制器功能完善，具有发射机开启后不允许倒天线保护，即天线外部联锁接口；具备天线或负载不到位不能开启发射机保护功能；具有本地电动和远程控制功能，在本地状态下，远程不起作用，在远程状态下本地和远程均起作用；当本控制器失效后，可以断开控制器电源手动操作手柄进行切换，但必须将应急联锁开关K3（主机）或K4（备机）合上，否则不能开启发射机；对于非自然冷却的假负载加装上了控制开关。

本控制器的特点是成本很低，是购本成品的三十分之一还多，只要购买优质元器件和高质量的导线，线路连接可靠其稳定性和可靠性极高。

2. 所用元器件及选择

在特殊环境下为防止电源雷击，加上了防雷、浪涌保护电路，为了提高防雷效果可以用专业防雷模块或防雷插座替代；本控制器使用24V开关电源，电源功率在10W左右即可，原因是选用的继电器是24V中小型继电器，此继电器带有插座，便于导线连接器件和固定，其工作电流和接点电流很小，为何不用微型12V或5V继电器，微型继电器需用电路板，加工电路板不划算，其不足是机箱需用2U的；SB1、SB2按钮开关和天线状态指示灯用12mm圆形的，这样用电钻打孔方便，指示灯直接用24V发光二极管成品，VD1、VD2用作天线状态指示，VD3是电源指示灯。K、K1、K2、K3、K4为中型的乒乓开关即可，K是电源开关，K1是本地/远程选择开关，在本地位置时是断开状态，K2是假负载加电开关，K3、K4是天线或负载应急联锁开关，正常情况下断开；对外接口插件用航空插头就可以，与交换闸对接件用16mm七芯的（JX1），其它的都用12mm的不同芯数的即可，各个接插件不同为了防止插错；电路连接线用0.5mm2多种颜色绝缘外套导线 ，等电位用同一种颜色的，目的是便于连接导线，工作电流很小，选用0.5mm2目的是为了防止线头不易折断。

3.天线控制器的控制原理图

天线控制器的工作原理

1.本地状态下天线切换工作原理

将电源开关K接通，功能选择开关K1置于本地位置（断开状态），天线切换只能在本地进行操作。图二表示天线状态在主机上，当按一下切换按钮SB2，行程开关SQ2是闭合的，+24电源通过SQ2、SB2、J2线包、天线外部联锁到电源负端形成电流回路，继电器J2吸合，通过其常开接点J2（9，5）维持电流通路，220V交流电通过另一常开接点J2（12，8）给电机加电转动，当电机动作时SQ2释放，电流又流过J4（10，2）与J2（6，10）使J2保持吸合，电机继续转动，当天线到位时，SQ4行程开关接通，J4吸合，J4（10，2）常闭接点断开，J2线包断电释放，电机失电停机转动，天线切换到备机完成，从备机倒主机原理相同。

天线外部联锁作用（JX3）：当主/备发射机只要工作时，其常闭接点断开，J1或J2不会吸合，倒天线不起作用，即达到保护作用。当天线到位后，J3（主）或J4（备）吸合，其中一组常开接点用于发射机外部联锁（JX4），保护发射机。

2. 自动或远程倒天线工作原理

在自动倒天线时，将功能开关K1闭合，与自动控制信号T5或T6（JX2）串联，，然后与手动按钮SB1并联，用此代替手动按钮SB1的作用，其切换工作原理与手动相同。

天线状态用于自动化开启发射机用，确保发射机安全。

K2是用于非自然冷却的假负载电源控制开关（JX5），其继电器状态和天线状态组合连接用于发射机外部联锁用。K3或K4是当此控制器失效时，关闭控制器电源，还可以用操作手柄进行应急切换天线，因发射机外部联锁与天线状态有关，控制发射机的开启，用K3或K4强制闭合联锁，正常情况下K3和K4是断开的。

小结

自制多功能天线交换闸控制器非常容易，主要选择可靠的元器件，固定连接可靠，不用调试，制作完成后一次试机就可以成功。由自己设计安装的所有天线控制器，工作运行四年多了，从没有出现设备故障而造成停播事故，具有很高的社会效益和经济效益。