簡析中波發射臺天調系統設計

摘要：天線調配系統是發射機的末端，作為中波發射臺不可或缺的一部分，起到阻抗匹配、防雷擊、濾除其他頻率信號等作用。精妙的天線、饋線、天調室設計可以使信號傳輸過程中能量損耗大幅度減小，降低其他頻率信號干擾，實現高質量傳輸。該文就中波發射臺的天調系統的設計進行分析，與大家共同分享。

關鍵詞：天調系統；設計；高質量傳輸

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.09.026

中圖分類號：TN 948.53 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）09-00-03

A Brief Analysis of the Design of the Sky Adjustment System for Medium Wave Transmitting Stations

WANG Qiang

（Inner Mongolia Autonomous Region Radio and Television Transmission and Transmission Center Linhe 691 Station， Bayannur 015000， China）

Abstract： The antenna allocation system is the end of the transmitter and an indispensable part of the medium wave transmission station. It plays a role in impedance matching， lightning protection， and filtering out other frequency signals. Exquisite antenna， feeder， and antenna design can significantly reduce energy loss during signal transmission， reduce interference from other frequency signals， and achieve high-quality transmission. This article analyzes the design of the sky adjustment system for medium wave transmission stations and shares it with everyone.

Keywords： tiandiao system; design; high quality transmission

0 引言

電感電容是組成天調系統的基本元器件，我們要了解在不同電路中電壓和電流之間的關系，串并聯諧振的概念，以及在天調系統設計的過程中，如何使用它們來實現不同的功能，以達到減少能量損耗、降低其他頻率信號干擾和阻抗匹配的效果[1]。

1 LC電路中電流?電壓?電感關系

1.1 純電感電路中，電壓?電流關系

基本關系式：

（電感乘電流變化率，L為電感元件的電感值）（1）

（以電流源為正弦參考量，為電流幅值，為電流幅值，t為時間，i為感抗） （2）

（d為求導） （3）

純電感電路中，電壓電流的頻率相同，相位差90°。

感抗值：

（j為虛數單位，即u超前i90°；f為頻率；X為電抗） （4）

1.2 純電容電路中，電壓?電流關系

基本關系式：

（電容乘電壓變化率，C為電容元件的電容值） （5）

（6）

（7）

純電容電路中，電壓電流的頻率相同，相位差90°。

容抗值：

（u滯后i90°） （8）

2 串聯諧振和并聯諧振

2.1 串聯諧振

如圖1所示，L、R、C元件在電路中串聯，感抗，容抗，當發生串聯諧振時，因為電流源相同，L、C元件上電壓大小相等，方向分別超前、滯后電流方向90°，方向相反，總電壓為0，根據歐姆定律，L、C元件阻抗為0，電路呈純電阻特性，所組成電路相當于短路。

2.2 并聯諧振

如圖2所示，L、R、C元件在電路中并聯，感抗，容抗，當時，發生并聯諧振，因為電壓源相同，L、C元件上電流大小相等，方向分別滯后、超前電壓方向90°，方向相反，合電流為0，根據歐姆定律，，L、C元件阻抗為無窮大，所組成電路相當于斷路。

3 天調系統設計

該天線為某中波站臺76 m桅桿式天線，為1 044 kHz和1 305 kHz雙頻率共塔，這樣設計的目的是更好地節約資源。

雙頻率共塔，在節約資源的同時兩個頻率之間會產生干擾。此外，每個中波臺站還會有其他節目和天線，它們之間也會互相影響。在設計時要減少其他頻率干擾，要與信號傳輸饋線50 Ω阻抗匹配。

3.1 濾除其他頻率的信號

以左半部分為例，左側是頻率為1 044 kHz信號，主要的干擾源有兩個。一是共塔另一側信號，頻率為1 305 kHz；二是該臺站其他塔相近頻率信號，頻率為855 kHz。所以我們分別設計阻塞網絡和陷波網絡。

3.1.1 阻塞網絡

如圖4所示，設計阻塞網絡的目的是阻塞另一側1 305 kHz信號。

在1 305 kHz頻率下：

L1感抗：

（9）

C1容抗：

（10）

，在1 305 kHz頻率處并聯諧振，相當于斷路，1 305 kHz信號被阻塞。

3.1.2 陷波網絡

如圖5所示，設計陷波網絡的目的是吸收鄰塔855 kHz信號。

在855 kHz頻率下：

L4感抗：

（11）

C4容抗：

（12）

，在855 kHz頻率處發生串聯諧振[2]，相當于短路，855 kHz信號直接流入大地。而對于本頻率1 044 kHz來說，L4，C4形成電路由于頻率變大，呈感性，所以需要在右側并聯電容C5。

在1 044 kHz頻率處，L4、C4形成電路感抗：

（13）

C5容抗

（14）

，在1 044 kHz頻率處并聯諧振，相當于斷路，阻塞1 044 kHz信號進入大地。

3.2 阻抗匹配

天線調配室將天線的阻抗匹配到和發射機輸出端阻抗相同的50 ?，通過預調網絡和T型網絡實現。

3.2.1 預調網絡

如圖6所示，該天線阻抗預估值為60+j105，即A節點阻抗，通過電感L0對阻抗進行預調，方便后續調配。

如圖7所示，通過并聯80 電感L0預調，預調之后節點B阻抗為

（15）

經過阻塞網絡之后，計算節點C阻抗，在1 044 kHz頻率下：

L1感抗：

（16）

C1容抗：

（17）

L1、C1并聯阻抗：

（18）

（19）

3.2.2 T型網絡

如圖8所示，設計T型網絡可以對阻抗進行虛、實部調節，使實部更接近50 ?。

在1 044 kHz頻率處：

C2容抗：

（20）

L2感抗：

（21）

C2、L2串聯阻抗：（22）

（23）

節點E阻抗為和C3并聯：

（24）

（25）

節點F阻抗為和L3串聯：

L3感抗：

（26）

（27）

陷波網絡在1 044 kHz處并聯諧振，1 044 kHz信號被阻塞入地，所以G節點和F節點阻抗相同為50 ?，最終實現與饋管阻抗匹配。

4 結束語

本文以內蒙古自治區廣播電視局某中波發射臺天線調配系統為例，對其設計進行具體分析。在日常工作生產中，當發現零位過大，阻抗不匹配等問題時，要及時進行調配，同時也要做好天調系統維護保養工作。實現高質量廣電信號傳輸。

參考文獻

[1] 陳方煜，沈念革．中波發射系統天饋線調配網絡的組成與工作原理[J]. 數字傳媒研究， 2023， 40（8）：37-40.

[2] 張保甲．中波天線調配網絡分析[J]．科技資訊，2018，16（29）：72-75.