利用EXCEL輔助設(shè)計(jì)中波T型雙工匹配網(wǎng)絡(luò)

文丨樊佛海

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，開播的電臺(tái)節(jié)目越來越多，對于中波發(fā)射臺(tái)來說，需要發(fā)射的頻率也與日俱增。由于中波臺(tái)土地資源有限，兩發(fā)射塔間的距離也有相關(guān)的技術(shù)規(guī)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(fā)射塔之間的矛盾。但是雙工網(wǎng)絡(luò)比單工網(wǎng)絡(luò)所需元器件要多，計(jì)算更復(fù)雜，容易出錯(cuò)，人手計(jì)算精度不高。而EXCEL擁有大量的函數(shù)庫，可以計(jì)算復(fù)數(shù)，操作簡單，因此大大縮短了計(jì)算時(shí)間。

2 T型匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)計(jì)算公式和EXCEL函數(shù)表達(dá)

2.1 預(yù)備理論：電容、電感的簡易計(jì)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(shù)輸入

表1

某臺(tái)兩個(gè)共塔發(fā)射頻率為：1422KHz和900KHz，兩個(gè)非共塔干擾頻率為747KHz和1170KHz。測試兩個(gè)發(fā)射頻率的天線阻抗，得到如表的參數(shù)，我們需要輸入共塔的兩個(gè)頻率、天線輸入阻抗和饋線阻抗這三個(gè)參數(shù)，根據(jù)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(huì)自動(dòng)生成波長。

2.3 預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算

表2

如表2所示，對于L0，它是并聯(lián)元件，根據(jù)并聯(lián)阻抗計(jì)算公式：因此，我們在C10格填入的函數(shù)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(shù)為：=IMDIV(IMPRODUCT

(C6,COMPLEX(0,1884*B11/D6)),IMSUM(C6,COMPLEX(0,1884*B11/D6)))。C0是串聯(lián)元件，根據(jù)串聯(lián)阻抗計(jì)算公式ZC=ZL+XC（由于是電容，呈容性，所以用負(fù)號(hào)），所以在E10填入的函數(shù)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(yīng)的電感和電容值，就會(huì)計(jì)算出相應(yīng)的阻抗值，盡量使實(shí)部數(shù)值相等，虛部數(shù)值為一數(shù)值相等，負(fù)號(hào)相反的虛部。

2.4 阻塞網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算

表3

2.5 T型網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算

表4

如表4所示，T型網(wǎng)絡(luò)的天線阻抗計(jì)算可根據(jù)上文預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的串并聯(lián)計(jì)算原則和EXCEL函數(shù)表達(dá)方法，輸入兩個(gè)電感的數(shù)值和一個(gè)電容的數(shù)值后，可以湊出一個(gè)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(wǎng)絡(luò)的計(jì)算

表5

A37,A39)。有多少個(gè)需要泄漏的頻率就設(shè)計(jì)多少套LC串聯(lián)諧振組合。如山中波轉(zhuǎn)播臺(tái)有747KHz和1170KHz需要陷波，則設(shè)計(jì)諧振于747KHz和1170KHz的兩套LC組合。設(shè)計(jì)好之后，可掛于匹配網(wǎng)絡(luò)適當(dāng)?shù)奈恢蒙希桓淖兤ヅ渚W(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。

3 設(shè)計(jì)舉例

如圖1和上述各表所示，山中波轉(zhuǎn)播臺(tái)的一個(gè)雙工網(wǎng)絡(luò)發(fā)射f1=1422KHz和f2=900KHz，在各表里填入相應(yīng)的數(shù)值得到如下的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)：L0=27.3μH、C0=2500PF；阻塞網(wǎng)絡(luò)：L1=20.87μH、C1=1500PF、L4=12.54μH、C4=1000PF；T型匹配網(wǎng)絡(luò)：L21=13.4μH 、L22=9.9μH、C21=2000PF、L51=16.2μH、L52=22.5μH 、C51=2500PF；陷波網(wǎng)絡(luò)：C31和L31陷波1170KHz參數(shù)分別為1000PF和18.52μH，C32和L32陷波747KHz參數(shù)分別為1000PF和45.44μH；C61和L61陷波1170KHz參數(shù)分別為500PF和37.05μH，C62和L62陷波747KHz參數(shù)分別為800PF和56.8μH。

4 結(jié)束語

調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的理論計(jì)算出來后仍需考慮T型網(wǎng)絡(luò)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(yīng)的調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)生一定的誤差，按理論安裝后還要作一定的調(diào)整，以達(dá)到最佳效果。