天線匹配網絡對中波發射機的影響及故障處理

李輝

摘要：天線匹配網絡對整部發射機的工作效率。播出質量和穩定度都有著舉足輕重的作用，本文通過三個具體事例、分析了天線調配網絡具體故障的處理思路和維護方法。

關鍵詞：天線調配網絡；特性阻抗；抑制；阻塞；反射；調諧；負載

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）34-0041-01

中波調幅廣播是一種以地面波繞射傳輸的無線電波，其發射天線為垂直天線，以便發射垂直極化波。中波發射天線的阻抗是復數阻抗，既有實部電阻，又有虛部阻抗，而且它會隨著工作頻率、天線尺寸和接地電阻等不同而發生變化。目前傳輸使用的同軸電纜，其特性阻抗一般為50Ω。根據最大功率傳輸的要求，為了使作為負載的鐵塔天線得到最大功率，中間需要一個阻抗變換的環節，天線匹配就是將天線的特性阻抗轉化為同軸電纜的特性阻抗，使他們共軛匹配，以便達到最大功率傳輸的目的，所以，無論使用任何種類的發射機都離不開天線匹配網絡。

1 天線匹配網絡的原理

在最初設計天線匹配網絡時會根據天線阻抗的不同分別采用Γ型網絡、T型網絡或π型網絡。其原理是利用電抗元件電感（L）和電容（C）進行串并聯組合，以抵消天線阻抗的虛部，并使天線阻抗的實部和饋線的純阻阻抗相匹配，這樣發射機送來的功率就能以較小的損耗經鐵塔天線輻射出去。天線匹配網絡不僅能完成阻抗變換，還有抑制邊帶、阻塞共塔其他頻率等功能，所以經常加入高頻阻塞網絡和陷波網絡。由于這些網絡多數都對相應頻率處于串、并聯諧振狀態，所以參數稍有變化就會對相應頻率造成較大影響。當察覺到參數變化較大時，需用矢量網絡分析儀對天線匹配網絡進行調整，在調阻抗時需要先測試調整阻塞網絡和泄露網絡的LC元件，再把起阻抗變換作用的LC元件放在最后調整。

2 天線匹配網絡引起的故障分析與處理

在DAM中波發射機的使用與維護中，經常遇到一些故障，這些故障并不是發射機本身引起的，而是來自于天線匹配網絡。

故障現象1：一臺轉播中央一套廣播節目的DAM全固態發射機在使用中出現緩慢自動降功率的現象，但顯示屏及指示燈都沒有任何故障顯示。

故障分析及處理：這種情況，先查看反射功率，發現有增加但不多，于是本著先簡后難得原則，現調整發射機末級槽路的調諧和負載旋鈕，使發射機的輸出功率增加到10KW，功放電流50A左右，在觀察反射功率逐步下降到正常值，工作一段時間一切正常，故障排除。

故障現象2：依舊是該發射機在使用中出現突然自動降功率的現象，同時顯示屏伴有反射過大的故障顯示。

故障分析及處理：檢查反射功率、天線零位和濾波器零位指示，發現這幾個數值較以往均有較大變化。首先調整發射機末級匹配網絡的調諧和負載旋鈕，使發射機的輸出功率逐步增加，可是這次最多能增大到8KW，反射功率下降不多，繼續增加會觸發三類故障而自動降功率，因此只能調整天線調配網絡。

停機后，對天線匹配網絡用矢量網絡分析儀進行測試，發現阻抗變化較大，通過調整網絡中的阻抗變換部分使天線和饋線處于匹配狀態，同時將發射機末級輸出的匹配網絡重新調整好，開機測試發射機工作穩定，沒有在出現該故障。

故障現象3：一臺轉播吉林綜合DAM全固態發射機，在使用中經常出現功率指示忽高忽低的現象，但顯示屏及指示燈并沒有故障顯示。

故障分析及處理：首先檢查當功率表變化時，功放電流的變化情況，發現電流隨著功率高低變化，而且反射功率、天線零位和濾波器零位指示的數值跟以往相比均有小幅度變化。調整發射機末級匹配網絡的調諧和負載旋鈕，使發射機的輸出功率恢復到10KW，反射功率逐步下降到正常值，可工作一段時間后輸出功率自動增加到12KW。再次調整調諧和負載旋鈕，使輸出功率恢復到10KW，工作一段時間后輸出功率有自動降低到8KW。由于功率始終忽高忽低，所以不再調整發射機。

停機后，對天線匹配網絡用矢量網絡分析儀進行測試，發現實部接近50Ω，虛部稍有變化，基本處于匹配狀態，不應該對發射機本身造成這么大影響。再測試發射機末級的濾波器和饋線阻抗也匹配良好，于是對天線調配網絡的逐個元器件進行檢查，結果發現天線匹配網絡的一個電容有一點打火跡象，用替換法更換新電容后重新匹配調整整個網絡，在開機測試，故障排除。經過幾天的運行，發射機比較穩定，沒有再出現該故障。

通過這三個類似故障的處理，了解到鐵塔天線和天線匹配網絡的元器件本身會隨著季節的變換改變自身的阻抗，使匹配偏離正常值。當這個數值偏差不大時，臨時處理方式是調整發射機的調諧和負載旋鈕，通過改變發射機末級網絡的阻抗盡量減小反射功率使之繼續工作。但當鐵塔天線阻抗變化劇烈時，則需對天線匹配網絡本身進行調整，同時將調整過的發射機末級網絡接矢量網絡分析儀重新調整到匹配值。天調試應采用全封閉方式，這樣可以避免雨、雪等飄到天線匹配網絡的元器件上導致打火，第三個故障損壞電容，懷玉就是這種情況導致電容穩定度下降。同時還要對天線匹配網絡的維護足夠重視，由于中波頻率相對來說較低，波長較長，其天線匹配網絡的電感和電容往往較大，所以在對其檢查維護時要更加仔細認真，把安全隱患消滅在萌芽階段。