中波天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)分析

張保甲

摘 要：中波天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)是中波廣播天饋線發(fā)射系統(tǒng)的重要組成部分，是發(fā)射機(jī)與天線之間的“橋梁”， 中波天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是否合理，即決定高頻信號是否最大功率播出，又影響發(fā)射機(jī)的安全性能。本文根據(jù)中波天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的作用、組成結(jié)構(gòu)，按照各部分實現(xiàn)的功能進(jìn)行了全面的分析，對調(diào)配網(wǎng)絡(luò)在具體應(yīng)用中的設(shè)計和計算方法進(jìn)行了總結(jié)，具有一定的實踐意義。

關(guān)鍵詞：天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò) 阻塞網(wǎng)絡(luò) 陷波網(wǎng)絡(luò) 高頻回饋 防雷

中圖分類號：TN822.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（b）-0072-04

隨著廣電事業(yè)的不斷發(fā)展，設(shè)備的不斷投入，在中波發(fā)射臺，固態(tài)發(fā)射機(jī)已基本取代了電子管機(jī)器，與之相應(yīng)的對天饋系統(tǒng)的要求也越來越高。如果沒有高效、穩(wěn)定的天饋系統(tǒng)，再先進(jìn)的發(fā)射機(jī)也發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。而天饋系統(tǒng)的核心是天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。

1 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的作用

（1）實現(xiàn)天線的輸入阻抗Ra+JXin和饋線的特性阻抗w的嚴(yán)格匹配，并具有良好的通帶性。

（2）抑制從天線方向倒送的高頻回饋電壓，保證發(fā)射機(jī)的正常工作。高頻回饋電壓對固態(tài)機(jī)的安全播出有很大危害，一方面高頻回饋電壓送到發(fā)射機(jī)功放電路會改變激勵波形，延長放大狀態(tài)時間，增加功放管的功耗，損壞MOSFET；另一方面，高頻回饋電壓過大時將使駐波比檢測電路出現(xiàn)報警和動作，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)異常。

（3）防雷作用。

2 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的組成

按照實現(xiàn)的功能區(qū)分天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)可分為匹配網(wǎng)絡(luò)、預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)、抑制高頻回饋網(wǎng)絡(luò)和防雷網(wǎng)絡(luò)4個部分。

2.1 匹配網(wǎng)絡(luò)

完成天線的輸入阻抗和饋線的特性阻抗的匹配。匹配網(wǎng)絡(luò)的類型：г型、T型和π型。匹配網(wǎng)絡(luò)的選擇方法如下。

（1）如果饋線的特性阻抗w遠(yuǎn)大于天線的輻射電阻Ra，并且Q值（2～6之間）滿足要求的情況下，采用正г型，如圖1所示。

（2）如果饋線的特性阻抗w遠(yuǎn)小于天線的輻射電阻Ra，并且Q值（2～6之間）滿足要求的情況下，采用倒г型。如圖2所示。

（3）當(dāng)Q值小于2，饋線的特性阻抗w和天線的輻射電阻Ra均較小，約100Ω左右及以下，且Xin≥2Ra時，可采用T型網(wǎng)絡(luò)，如圖3，所示。

（4）當(dāng)Q值小于2，饋線的特性阻抗w和天線的輻射電阻Ra均較大，約150Ω以上，可采用π型網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示。

2.2 預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)

預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)是在雙頻共塔時，兩頻的天線阻抗相差很大時才出現(xiàn)的。加入預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的目的是用預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)將兩頻天線的阻抗進(jìn)行預(yù)調(diào)，使兩頻到天線入口處的阻抗幾乎相等或接近，解決兩阻塞網(wǎng)絡(luò)視在功率不平衡問題，降低阻塞網(wǎng)絡(luò)的視在功率。

2.3 抑制高頻回饋網(wǎng)絡(luò)

常用的抑制高頻回饋網(wǎng)絡(luò)類型：廣譜泄漏網(wǎng)絡(luò)、阻塞網(wǎng)絡(luò)、陷波網(wǎng)絡(luò)。

（1）廣譜泄漏網(wǎng)絡(luò)如圖5所示，在鐵塔的底部直接一個幾十微享的電感，由于其電抗值很小，鐵塔上感應(yīng)的高頻電壓可以直接通地，可以有效抑制很多頻率的高頻回饋；如圖6所示，電路中的L、C并聯(lián)諧振于工作頻率，對工作頻率呈現(xiàn)一個很大的純阻，低于功夫做頻率的高頻信號通過L入地，高于工作頻率的高頻信號通過C入地。

（2）阻塞網(wǎng)絡(luò)，由于并聯(lián)諧振電路在謝振頻率附近的等效阻抗較大，如果把并聯(lián)諧振電路串接天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的串臂上，讓謝振頻率等于需要抑制的高頻回饋信號的頻率，就可以有效地阻擋高頻回饋信號。阻塞網(wǎng)絡(luò)不但要阻塞載頻還要阻塞上下邊頻，而且在±10kHz的帶寬內(nèi)，阻抗達(dá)到5kΩ以上。如圖7所示，由L、C兩元件組成的簡單的阻塞網(wǎng)絡(luò)。如圖8所示，該電路適用于阻塞頻率低于工作頻率的情況，L1、C1串聯(lián)諧振于工作頻率，對阻塞頻率而言，該支路呈容性，其電抗值X1和L2并聯(lián)諧振于所需阻塞的高頻回饋頻率；如圖9所示，該電路適用于阻塞頻率高于工作頻率的情況，L1、C1串聯(lián)諧振于工作頻率，該支路對阻塞頻率而言呈感性，電抗值為X1、L2、C2串聯(lián)諧振于工作頻率，對阻塞頻率而言呈容性，電抗值為X2，X1、X2并聯(lián)諧振于所需阻塞的高頻回饋頻率。一般為了提高阻塞電路的抑制效果，會把阻塞電路并接在低阻抗處。

（3）陷波網(wǎng)絡(luò)，由于串聯(lián)諧振電路在謝振頻率附近阻抗很小，如果把它并接在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的并臂上，則和謝振頻率同頻的高頻回饋信號將有效的泄漏到大地。如圖10所示，簡單的串聯(lián)諧振電路，L、C串聯(lián)諧振于需要抑制的高頻信號的頻率；如圖11所示，該電路用于工作頻率低于陷波頻率的情況，L1、C1并聯(lián)諧振于工作頻率，該回路對陷波頻率而言呈容性，其電抗值X1和L2串聯(lián)諧振于所需陷波的高頻回饋頻率；如圖12所示，該電路適用于陷波頻率高于工作頻率的情況，L1、C1并聯(lián)諧振于工作頻率，該支路對陷波頻率而言呈感性，電抗值為X1、L2、C2串聯(lián)諧振于工作頻率，對陷波頻率而言呈容性，電抗值為X2、X1、X2大小相等，發(fā)生串聯(lián)諧振。一般為了提高陷波電路的抑制效果，會把陷波電路并接在高阻抗處。

2.4 防雷網(wǎng)絡(luò)

天調(diào)網(wǎng)絡(luò)常用的防雷措施有3種：石墨放電球、微亨級的電感L0、隔直流電容C0、相移網(wǎng)絡(luò)，如圖13

3 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)常用計算公式

（1）電阻、電抗串并聯(lián)互換公式，如圖14、圖15所示。

Rs=

（2）諧振電路。

L（μH）C（pF）=

（3）L、C與電抗的關(guān)系。

XL=

L=

XC=

C=

（4）單層空心間繞線圈電感量的估算公式。

L=FN2D×10-3（ΜH）

N為線圈匝數(shù)；

D為線圈有效直徑；

F為形狀系數(shù)，取決于線圈長度與直徑的比值。見表1。

4 實例分析

如圖16為我臺783kHz和1008kHz雙頻共塔調(diào)配網(wǎng)絡(luò)

在圖16中，L0為微亨級防雷電感，C0為隔直流電容，也起到防雷的作用。L0、C0、L1組成預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)，使得d1、d2處得阻抗接近。L6、C4組成阻塞1008kHz頻率的網(wǎng)絡(luò)；L2、C1組成阻塞783kHz頻率的網(wǎng)絡(luò)；L7、C5和L3、C2為г型匹配網(wǎng)絡(luò)；C6、L8、L9和C3、L4、L5組成1206kHz復(fù)合陷波網(wǎng)絡(luò)（因發(fā)射臺還有一部10kW，頻率為1206kHz的發(fā)射機(jī)）。該網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過冷、熱調(diào)整法調(diào)整后，至今工作運(yùn)行良好。

參考文獻(xiàn)

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