三頻共塔技術(shù)在ZF-10A型中波發(fā)射機(jī)應(yīng)急備播系統(tǒng)中的應(yīng)用

閻婷婷

【摘要】 本文論述了三頻共塔技術(shù)在ZF-10A型中波發(fā)射機(jī)應(yīng)急備播系統(tǒng)中的應(yīng)用，具體闡述了發(fā)射機(jī)改頻、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)改造等方面的內(nèi)容。

【關(guān)鍵字】 三頻共塔 ZF-10A 發(fā)射機(jī)改頻 天調(diào)網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)急備播

中波發(fā)射由于其本身特點(diǎn)，覆蓋以地波為主；大部分的發(fā)射臺站雖然中波發(fā)射機(jī)均為一主一備，但一般都是主備發(fā)射機(jī)共用一副天線。而建設(shè)備用電線的成本過高，一個(gè)鐵塔約400萬。再加上在播的許多中波頻率均為北京地區(qū)唯一出口，若其進(jìn)行天饋線系統(tǒng)的技術(shù)改造和例行大修工作需要停機(jī)時(shí)，將對中央人民廣播電臺、中國國際廣播電臺的節(jié)目造成影響，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)播出和廣播播出的中斷，進(jìn)而影響宣傳工作。因此，為確保播出單位的技改大修或發(fā)生故障時(shí)，不影響節(jié)目播出，有必要逐步建立北京地區(qū)中波發(fā)射系統(tǒng)的備份系統(tǒng)，確保不間斷、高質(zhì)量的完成北京地區(qū)的中波實(shí)驗(yàn)和廣播任務(wù)。在不增加天線的情況下，三頻共塔技術(shù)的應(yīng)用，為我們提供了一種有效的解決方案。

一、10kW中波發(fā)射機(jī)改頻工作

發(fā)射機(jī)的改頻工作分為兩部分：發(fā)射機(jī)射頻部分的調(diào)整和輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整。

1.1發(fā)射機(jī)射頻部分的調(diào)整

射頻部分包括從振蕩器到48個(gè)射頻放大器、功率合成器、帶通濾波器及T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)（基本構(gòu)成如圖1）。

振蕩器產(chǎn)生的射頻信號經(jīng)過緩沖放大器、預(yù)推動(dòng)、推動(dòng)級將該信號放大到一個(gè)足夠高的電平，再經(jīng)過推動(dòng)合成以及射頻分配送到每個(gè)功放模塊。分配到每個(gè)功放模塊射頻信號的電平既不能太高也不能太低，射頻信號太高或太低都會影響發(fā)射機(jī)的正常工作，嚴(yán)重的時(shí)候會損壞大量的功放模塊，因此，必須保證射頻信號在一個(gè)正常的范圍內(nèi)。

通過對比發(fā)射機(jī)頻率預(yù)置單，我們發(fā)現(xiàn)頻率1與頻率2在一個(gè)頻段內(nèi)，推動(dòng)合成母板后的頻率選擇插針和效率線圈匝數(shù)的選擇都是一致的，只要通過適當(dāng)調(diào)整推動(dòng)電源就可以將兩個(gè)頻率的射頻推動(dòng)電平都保持在正常的范圍內(nèi)。通過調(diào)整推動(dòng)電源將兩個(gè)頻率送到功放模塊的射頻電壓調(diào)整到23Vp-p左右，使之能符合發(fā)射機(jī)對射頻電壓的要求。

在ZF-10A型中波發(fā)射機(jī)中，發(fā)射機(jī)所需的工作載頻射頻信號是由射頻振蕩板提供的。為了提高發(fā)射機(jī)激勵(lì)信號的可靠性和穩(wěn)定性，本機(jī)采用固定頻率，穩(wěn)定度高達(dá)1×10-8的恒溫晶體振蕩器作為基準(zhǔn)信號源，此振蕩器可以通過調(diào)節(jié)其兩個(gè)DIP開關(guān)改變輸出頻率。在現(xiàn)有射頻振蕩板中，配備雙恒溫晶體振蕩器，并通過K1轉(zhuǎn)換。由此實(shí)現(xiàn)輸出頻率快速切換。

1.2發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)是將功率合成器輸出的低阻抗4歐姆轉(zhuǎn)換為50歐姆輸出阻抗。這個(gè)阻抗變換由兩部分組成：帶通濾波器和T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。其中，帶通濾波器完成射頻放大器產(chǎn)生的基波電壓的輸出，而濾除雜波；T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是將發(fā)射機(jī)的輸出阻抗調(diào)整為功率合成器的輸出阻抗。

發(fā)射機(jī)原輸出網(wǎng)絡(luò)如圖2。

圖2中L101、L101、C101、C102、L102、L103組成帶通濾波器；L103、L104、L105、C104組成T網(wǎng)絡(luò)；L103、L104、L105和C104為三次諧波陷波器。

帶通濾波器的基本作用是完成基波電壓的輸出和阻抗變換，如果發(fā)射機(jī)改變工作頻率，帶通濾波器則需要隨頻率的變換而做出調(diào)整，通過圖2我們可以看到隨著頻率的變換我們需要調(diào)整L101電感的抽頭，但是在實(shí)際使用中調(diào)整電感的抽頭很繁瑣，另外如果在調(diào)整過程中抽頭沒有接緊，在播音過程中就會出現(xiàn)打火現(xiàn)象對安全播出產(chǎn)生威脅。

為了實(shí)現(xiàn)在日常使用中能夠快速完成帶通濾波器的調(diào)整，我們將原輸出網(wǎng)絡(luò)中L101與C101的組合替換為一真空電容。因?yàn)閷τ趦蓚€(gè)頻率來說L101與C101的組合都呈電容性，可以用一真空電容代替。用真空電容代替后的輸出網(wǎng)絡(luò)與原網(wǎng)絡(luò)相比較頻率特性沒有太大的變化。所以，我們將原輸出網(wǎng)絡(luò)改為如圖3。

圖3中C101替代原有的L101與C101組合，C101為2300pF可變真空電容，調(diào)試過程中將C101調(diào)到合適位置，由于頻率1、2之間的差異我們又增加一瓷餅電容C102來滿足發(fā)射機(jī)同時(shí)播出兩個(gè)頻率的要求，通過切換開關(guān)K1來完成兩個(gè)頻率的切換。在發(fā)射機(jī)播出900kHz節(jié)目時(shí)，圖4中K1是斷開的；當(dāng)發(fā)射機(jī)播出846kHz節(jié)目時(shí)，K1是閉合的。通過K1的斷開和閉合發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)能夠在頻率1、2之間能夠快速切換，保證在一個(gè)機(jī)器正常備播時(shí)另一臺發(fā)射機(jī)能夠做備份，保證的安全播出的安全性。

調(diào)整發(fā)射機(jī)L105，使L105和C104串聯(lián)諧振于本振的三倍頻，濾除本振的三次諧波。另外，調(diào)整L102，使L102和C103并聯(lián)諧振于本振頻率（調(diào)試步驟不再贅述）。

二、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

四九一臺原天線為頻率3、4雙頻共塔，兩個(gè)頻率的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)元件均放置在露天的天調(diào)柜中，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)電容使用的是瓷餅電容。為了滿足三頻共塔以及安全播出的需要，需要對天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)及搭建天線調(diào)配室。

2.1天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

由于原天線為雙頻共塔，為了滿足能夠發(fā)送新增頻率節(jié)目的要求，需要對現(xiàn)有天線天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，增加新頻率匹配網(wǎng)絡(luò)以及阻塞網(wǎng)絡(luò)。改造后的各天線網(wǎng)絡(luò)柜中的元件具體構(gòu)成如圖4，其中黃色為增加部分。

改造后天線可同時(shí)播出頻率3和頻率2或同時(shí)播出頻率3和頻率1；在頻率3回路上增加一套頻率1的阻塞網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)柜號F）；在原頻率2的匹配網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，調(diào)頻率1的匹配，并加裝切換（網(wǎng)絡(luò)柜號A）；原電路器件參數(shù)可不變，但由于物理位置的移動(dòng)可能需要微調(diào)；原頻率2通路中兩個(gè)陷波網(wǎng)絡(luò)，在改為頻率1時(shí)，可看作調(diào)配器件。

三、結(jié)論

四九一臺中波發(fā)射機(jī)應(yīng)急備播系統(tǒng)現(xiàn)已建設(shè)完成，經(jīng)測試，各項(xiàng)指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求；自運(yùn)行以來，覆蓋效果和發(fā)射機(jī)狀態(tài)良好。

這樣的嘗試是，為大功率中短波臺站之間的備播，提供了良好的解決方案。