Proměny vysílače Lysá hora v čase Na návštěvě dominanty Beskyd

V těchto dnech tomu bylo 70 let od zahájení televizního vysílání u nás a 9. května uplyne 50 let od zahájení pravidelného barevného vysílání na druhém programu tehdejší Československé televize. Potřeba lépe pokrýt údolí Moravskoslezských Beskyd druhým programem ČST vlastně byla základní myšlenkou, proč na nejvyšším vrcholu dnešního Moravskoslezského kraje, Lysé hoře (1323 m.n.m), nevybudovat na technikou nedotčeném místě radiokomunikační středisko s vysílačem. Neřekne se mu jinak než Lysá hora, ale v mezinárodní databázi je veden jako FRYDEK.

Stavba beskydského vysílače byla po projektové přípravě zahájena v roce 1975 nejdříve vybudováním příjezdové komunikace z osady Papežov společně s napájecím silovým kabelem. Moderní, nezvykle na hory řešená budova podle projektu architekta Jiřího Trnky zahrnula 78 m vysokou vysílací věž v podobě monoroury do šestipatrového technologického prostoru pro analogový vysílač. Uvnitř skrývá dostatek prostoru pro plánované vysílací a komunikační technologie a v bočním křídle pro energetiku s transformátory a vytápěním a chlazením. Je postavena na planině asi 100 m od vlastního vrcholu Lysé hory. Proto s ním ani nemůže splynout jako mnohem známější Ještěd. Její výjimečnost spočívá v tom, že je z různých pohledů pokaždé jiná: ať už v zimě, kdy se zahalí sněhem, nebo když rozkvete v létě, při soumraku nebo v noci. I během jediné hodiny záleží jen na úhlu pohledu a rázem souhra šikmých špičatých střech vytváří v horském prostředí bizarní představy jednostěžňového korábu, který by se chtěl ze své planiny odpoutat. Po zásluze toto dílo odlehčeného brutalismu se stalo součástí loga Moravskoslezského kraje.

Hra pohledů na Lysou v čase a z různých úhlů

Výstavba byla ukončena v roce 1980 a vysílání druhého programu ČST z beskydské dominanty začalo v barvě SECAM 1. března. Výhodná poloha se širokým rozhledem nejenom po Beskydech, ale až do Tater na Slovensku, předurčila toto středisko i jako bod radioreléových pojítek magistrální spojové trasy. Následný boom spojení po optických datových kabelech však tento záměr narušil a zamýšlené prostory jsou dnes nevyužité.  Středisko až do první digitalizace zásobovalo obyvatele signálem druhého programu, i když od konce 80. let byl přidán i první program ČST s maďarským vysílačem GK 80, později slovinským ELRAD o výkonech 60 W resp. 90 W. V této výkonové úrovni vysílaly na několika místech i silnější převáděče, které nebyly napájeny z nezávislé trasy, ale převáděly jen signál ze silnějšího dostupného vysílače na jiný kmitočet. Když v roce 1994 komerční program NOVA převzal českou část nejstarší sítě vysílačů po tehdejším federálním programu F1 (později stanici ČT2), zůstal z programů České televize na vysílači do konce analogové doby pouze první, v té době již v PALu.

Začátky na Lysé hoře

Vraťme se však k začátkům vysílání v roce 1980, kdy byl na Lysé hoře instalován vysílač na 37. kanále o výkonu 20 kW s budičem plně osazeným již tranzistory a s odparným chlazením. Vysílače byly dvouklystronové s přímou modulací a byly vyvinuty pro bezobslužný provoz s možností automatického přepínání na rezervu a již s možností dálkového ovládání. Avšak z důvodu možné poruchy byly minimálně další dva až tři klystrony, i když se vyznačovaly obecně dlouhou životností, připraveny v záloze přímo ve vysílacím sále, jak nám v dnes již prázdném prostoru řekl Petr Lukeš, náš průvodce po vysílači Lysá hora. A dodává: „Byly těžké, umístěné ve speciálním klystronovém vozíku. I tak byla manipulace s nimi složitá, do tohoto patra jsme je museli vysunovat kladkostrojem, který tu samozřejmě již není.“ Bohužel se mu nepodařilo najít nějakou fotodokumentaci z té doby, jak to tehdy na vysílacím sále vypadalo. Podařilo se nám však najít pro představu nějaké obrázky z literatury [1].

Co je klystron?

Ještě před tím, než si zodpovíme tuto otázku, podívejme se trochu podrobněji na vysílače jako technologické elektronické zařízení, které připravuje signál pro anténní vysílací systémy. Televizními vysílači jsme se v našem seriálu dosud příliš nezabývali. Rozhlasové vysílače jsme podrobně popsali v našem seriálu o končících AM vysílačích v úvodním článku o ikonickém rozhlasovém vysílači v Liblicích.

První a mnohé další televizní vysílače byly vyráběny v Tesle Hloubětín. Vývojáři TESLY měli již při zavádění televizního vysílání od roku 1951 bohaté zkušenosti s rozhlasovými krátkovlnnými vysílači, jak uvádí Ing. Husník v přednášce na pardubické konferenci „60 let televize – z historie výroby tuzemských TV vysílačů“. Pracovní kmitočet (49,75) MHz) prvního televizního vysílače na Petříně v I. TV pásmu byl sice z hlediska frekvence extrapolací v poměru asi 1:2, ale stejně bylo třeba řešit nové problémy: ve srovnání s rozhlasovými vysílači bylo nutno pracovat se dvěma oddělenými vstupními signály pro obraz a zvuk, navíc s rozdílným typem modulace (AM video a FM audio). Signálová cesta proto byla zdvojena, jak v rámci nejdůležitější části vysílače – budiče, tak i výkonových koncových stupňů a teprve následně byl zvuk s obrazem sdružen, v počátcích až na anténě, později v diplexeru. Petřínský vysílač byl v koncovém stupni osazen dvěma elektronkami, původně určenými právě pro krátkovlnné vysílače. Tento princip zůstal zachován, samozřejmě s nově vyvinutými elektronkami (výkonové tetrody) pro všechny následující vysílače v I. a III. TV pásmu. Všechny další úpravy signálu v obrazovém budiči, které byly pro zlepšení přenosových charakteristik signálu v průběhu technologického vývoje prováděny (fázové korektory, mf modulátory) přesahují rámec tohoto článku a jsou kromě výše uvedené přednášky podrobně popsány v v knize „Televizní technika…“ [1].

Rozšiřování televizního vysílání ve IV. TV pásmu v 70. letech minulého století o druhý program ČST, na kterém právě před 60 lety, 9. května 1973, bylo zahájeno barevné vysílání, si vyžádalo u vysílačů naprosto odlišnou konstrukci než pro VHF pásma. Vzhledem k výrazně vyšším frekvencím byla problémem výrazně kratší vzdálenost mezi elektrodami, což by vedlo k neúměrně vysokému tepelnému zahřívání. Jako aktivní prvek koncového stupně byla vyvinuta speciální elektronka zvaná „klystron“, mezi jejíž hlavní výhodou bylo buzení nízkým výkonem na vstupní straně vyvážené vysokým ziskem na výstupu.

Zpátky k úvodní otázce. Výkonový klystron je válcová elektronka, ve které je svazek elektronů zaostřován magnetickým polem buď od stálých magnetů, nebo elektromagneticky pomocí fokusačních cívek v rezonančních dutinách. Oproti běžným elektronkám (tetrodám), kdy je tok elektronů mezi katodou a kladně nabitým kolektorem rovnoměrný, vstupní rezonanční dutina způsobí jejich urychlování a zpomalování podle okamžité intenzity elektromagnetického pole uvnitř dutiny. Shluky elektronů (rychlejší a pomalejší), které se pak během průletu do výstupní dutiny vytvoří, vybudí v ní kmity s mnohem větší energií, než která do první dutiny vstupovala. Klystron se pak chová jako vf zesilovač v okolí rezonančního kmitočtu obou dutin. Jestliže se pak část energie z výstupu zavede zpět do vstupu, vznikne kladná zpětná vazba, a klystron se chová jako oscilátor. Pro zvětšení tohoto jevu jsou výkonové klystrony opatřeny 4 až 5 rezonančními dutinami, které umožňují podstatné zvětšení zesílení.

Předností bylo velké zesílení, 30 až 40 dB, což ulehčovalo použití tranzistorových budičů a přenesení filtru postranního pásma na nízkou výkonovou úroveň, před klystron. Nepříznivou vlastností ale byla nelinearita, která způsobovala v oblasti saturovaného výkonu zkreslení synchronizačních impulsů a intermodulační produkty, takže koncový diplexer býval osazen ještě dodatečným filtrem (filtrplexerem). I když výkonový klystron snížil zahřívání elektrod vysokofrekvenčními proudy, bylo to jen za cenu nižší účinnosti, větších rozměrů a nutnosti používat napájecí napětí kolem 20 kV. Na některých vysílačích docházelo k tomu, že zesílení se muselo za určitých provozních podmínek snížit tak, že při příkonu 20 kW odcházel do antény pouhý výkon 1 kW. To nám ze své zkušenosti víceméně potvrdil i Petr Lukeš, když uvedl, že původní klystronový 20 kW vysílač vyžadoval příkon až 110 kW.

A jaký byl další vývoj vysílačů na Lysé hoře?

Prostory pod vysílacím sálem nebyly příliš využívány, ale sloužily jako podpůrné prostory pro fungování vysílače, kde byla například připravována destilovaná voda pro chlazení. Vzhledem k tomu, že zima je na Lysé hoře dlouhá a chladná, vznikající teplo z vysílačů bylo rozváděno do celé budovy. Na druhou stranu během léta zas nebylo možno celou budovu uchladit.  Popsaný klystronový vysílač TESLA TV 20/4D byl provozován do roku 2003, kdy byl nahrazen vysílačem firmy Rohde&Schwarz. Podívejte se snímky Richarda Chylíka o použité technologii pro analogové vysílání. První je z roku 2006, dalších pět z roku 2008 a poslední tři z konce analogové éry v roce 2010.

Galerie vysílací technologie předdigitální doby

Snímky zachycují instalovanou televizní vysílací technologii v letech 2006-2010 firem Rohde&Schwarz s vodním chladícím systémem a slovinský Elrad Gorenje (foto: Richard Chylík)

Přechod na DVB-T

Podstatná změna nastala při přechodu z analogového na digitální vysílání. V roce 2010 uskutečnily České Radiokomunikace výměnu hlavní vysílací antény. Výměna anténního systému byla naplánována na polovinu května, avšak neočekávaně nasněžilo a termín musel být posunut na konec května, kdy na vrchol dojel speciální 70tunový výsuvný jeřáb. Byl to patrně nejtěžší stroj, který kdy do nadmořské výšky 1323 metrů vystoupal. Šíření televizních programů bylo po dobu výměny zajištěno z provizorních antén umístěných u paty anténního stožáru. Multiplex 1 začal šířit digitální programy ČT na kanále 54 v červenci 2010, multiplex 2 na kanále 37 od dubna 2011, oba s vyzářeným výkonem 25 kW. Digitální vysílače byly od německého výrobce Rohde&Schwarz. Následující galerie zachycuje postup výměny anténního systému v době od 23.dubna do 3.června 2010. Povšimněte si na prvním snímku umístěných provizorních antén.

Galerie výměny antén na Lysé ve fotografiích Petra Lukeše

A dnes?

Před druhou digitalizací v roce 2017 byl natažen až na vrchol optický kabel a veškerý provoz včetně dohledového systému a ovládání byl na něj v roce 2018 převeden. Digitální distribuční trasy přešly do záložního režimu. Při přechodu na DVB-T2 v letech 2018–2020 nahradily vysílače R&S vysílače PLISCH na nově zkoordinovaných kmitočtech. Z Lysé hory nikdy nebylo šířeno FM rozhlasové vysílání na VKV a není tomu jinak ani dnes. Digitální rozhlasové stanice si mohou diváci poslechnout v rámci DVB-T2 multiplexů a u některých stanic ČRo i s HbbTV. Možná po aukci na kmitočty DAB+ se tato situace změní. Přehled stávajících televizních kanálů a výkonů vysílače najdete v následující tabulce.

Kde jsou ty doby, kdy byl plně zastavěn velký vysílačový sál „těžkou“ elektronikou ve druhém patře s odděleným pracovištěm provozní obsluhy. Na rozdíl od starých vysílačů, kde obsluha v určeném pořadí a s definovanými prodlevami zapínala, příp. vypínala jednotlivé výkonové spínače, ke spuštění nebo vypnutí dnes stačí jediný povel dálkového ovládání. Vysílač si podle své vnitřní logiky jednotlivé operace, včetně časování, řídí sám. Dnes se vysílací technologie přesunula na poloviční plochu do třetího patra včetně terminace optických kabelů a vnitřních jednotek datových spojů a zařízení třetích stran. Následující dva snímky vysílačů tří televizních multiplexů a sdružovačů výstižně charakterizují technologický vývoj posledních let.

Dnes se na vysílači střídají tři pracovníci vždy po šesti dnech. Náš dnešní průvodce Petr Lukeš chodí vždy na směnu ze svého domova, který je vzdálen tak asi osm kilometrů. Ale zdolává přitom 900 výškových metrů, což asi bude jedno z největších převýšení u nás. Naposledy to zvládl za 1 h 48 minut. Úctyhodný výkon. Ale o tom, jak to chodí na odloučeném pracovišti a dalších informacích o práci na radiokomunikačním středisku na Lysé hoře, se z rozhovoru s Petrem Lukešem dozvíte příště.

Úvodní foto : Václav Udatný, Vysílač Lysá hora

[1] Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: TELEVIZNÍ TECHNIKA – zařízení pro přenos a vysílání televizního signálu, BEN, Praha 2000