利用EXCEL輔助設計中波T型雙工匹配網絡

文丨樊佛海

1 前言

隨著經濟的發展，開播的電臺節目越來越多，對于中波發射臺來說，需要發射的頻率也與日俱增。由于中波臺土地資源有限，兩發射塔間的距離也有相關的技術規定，所以采用雙頻分饋共塔的辦法來解決不斷增加的頻道與有限的發射塔之間的矛盾。但是雙工網絡比單工網絡所需元器件要多，計算更復雜，容易出錯，人手計算精度不高。而EXCEL擁有大量的函數庫，可以計算復數，操作簡單，因此大大縮短了計算時間。

2 T型匹配網絡設計計算公式和EXCEL函數表達

2.1 預備理論：電容、電感的簡易計算

注：阻抗：Ω，電容：pF，電感：μH

由：XC=1/ωC

XL=ωL

其中：ω=πf得：C，1/ωXC，L=XL/ω由λ=300000000/f

可得：1/ω=531λ×10-12，1/ω=λ/1884×10-6

C=531λ/XC，L=XLλ/1884

2.2 基本參數輸入

表1

某臺兩個共塔發射頻率為：1422KHz和900KHz，兩個非共塔干擾頻率為747KHz和1170KHz。測試兩個發射頻率的天線阻抗，得到如表的參數，我們需要輸入共塔的兩個頻率、天線輸入阻抗和饋線阻抗這三個參數，根據我們只需在D5格填入“=(300000/B5)”D6格填入“=(300000/B6)”在填入頻率f1和f2后就會自動生成波長。

2.3 預調網絡的計算

表2

如表2所示，對于L0，它是并聯元件，根據并聯阻抗計算公式：因此，我們在C10格填入的函數為：=IMDIV

(IMPRODUCT(C5,COMPLEX(0,1884*B10/D5)),IMSUM(C5,COMPLEX(0,1884*B10/D5)))。同理，C11格填入的函數為：=IMDIV(IMPRODUCT

(C6,COMPLEX(0,1884*B11/D6)),IMSUM(C6,COMPLEX(0,1884*B11/D6)))。C0是串聯元件，根據串聯阻抗計算公式ZC=ZL+XC（由于是電容，呈容性，所以用負號），所以在E10填入的函數為=IMSUM(C10,COMPLEX

(0,-531*D5/D10))；在E11填入：=IMSUM(C11,COMPLEX(0,-531*D6/D11))只要輸入相應的電感和電容值，就會計算出相應的阻抗值，盡量使實部數值相等，虛部數值為一數值相等，負號相反的虛部。

2.4 阻塞網絡的計算

表3

2.5 T型網絡的計算

表4

如表4所示，T型網絡的天線阻抗計算可根據上文預調網絡的串并聯計算原則和EXCEL函數表達方法，輸入兩個電感的數值和一個電容的數值后，可以湊出一個天線等效阻抗非常接近Z=50+J0的電容、電感組合。這樣天線就和饋線的特性阻抗相等，饋線與天線匹配。

2.6 陷波網絡的計算

表5

A37,A39)。有多少個需要泄漏的頻率就設計多少套LC串聯諧振組合。如山中波轉播臺有747KHz和1170KHz需要陷波，則設計諧振于747KHz和1170KHz的兩套LC組合。設計好之后，可掛于匹配網絡適當的位置上，它不改變匹配網絡的參數。

3 設計舉例

如圖1和上述各表所示，山中波轉播臺的一個雙工網絡發射f1=1422KHz和f2=900KHz，在各表里填入相應的數值得到如下的網絡參數：預調網絡：L0=27.3μH、C0=2500PF；阻塞網絡：L1=20.87μH、C1=1500PF、L4=12.54μH、C4=1000PF；T型匹配網絡：L21=13.4μH 、L22=9.9μH、C21=2000PF、L51=16.2μH、L52=22.5μH 、C51=2500PF；陷波網絡：C31和L31陷波1170KHz參數分別為1000PF和18.52μH，C32和L32陷波747KHz參數分別為1000PF和45.44μH；C61和L61陷波1170KHz參數分別為500PF和37.05μH，C62和L62陷波747KHz參數分別為800PF和56.8μH。

4 結束語

調配網絡的理論計算出來后仍需考慮T型網絡的Q值取2-6之間，電容電感的耐壓和視在功率等因素，并作相應的調整。網絡搭建起來后，由于各元器件間存在分布電容，和制作工藝等因素，產生一定的誤差，按理論安裝后還要作一定的調整，以達到最佳效果。