探析中波發射機天線網絡技術

師紅偉

（作者單位：國家新聞出版廣電總局2024臺）

探析中波發射機天線網絡技術

師紅偉

（作者單位：國家新聞出版廣電總局2024臺）

在以網絡為代表的新媒體異軍突起的今天，中波廣播作為傳統媒體，憑借其接收方式簡單、覆蓋范圍廣、發射功率強、投資費用少等特點，仍然有大批受眾擔負著重要的宣傳任務。為了確保中波發射信號符合接收裝置的要求，中波發射臺站必須強調中波發射機的穩定性?；诖?，對中波發射機的無線網絡技術進行分析，并提出抗干擾措施。

中波；發射機；天線網絡技術

學術界給予無線電波這樣的定義，即頻率為300kHz～3MHz，長處于100～1000m之間的無線電波。目前，在社會的各個領域中波理論都有重要作用，如航天航空技術、通信技術等。在發射中波的過程中，需要多項設備協調工作。發射機就是其中一種，主要負責將信號按照相應的頻率發射出去。

1　中波發射機天線網絡技術

1.1智能天線技術

自20世紀60年代開始發展的智能天線技術最初多應用與軍事、雷達、聲納方面，主要用于空間濾波和定位。能夠有效減少干擾對其產生的影響，從而提高信號的傳輸質量，是智能天線技術的主要特點。

在智能天線中，分為天線陣列、接受通道、信息處理三個部分。其中，信息處理部分是最核心的部分，主要負責波束形成工作。智能天線根據規范將多個天線陣列的輸出加權合并，并通過多個天線組成天線陣列，從而形成特定的天線空間方向圖。要保證天線陣主波束的方向和用戶方向一致，通過移動用戶信號，降低干擾信號的影響。與多天線分集技術相比，智能天線技術有較大區別，分集技術中的天線距離一般有多個波長，距離較遠；智能天線各個天線接受到的信號是相互關聯的，天線陣元間隔一般小于等于半波長。

切換波束天線陣列和自適應天線陣列是智能天線根據其智能化水平以及結構的復雜程度劃定的兩種模式。切換波束天線是利用提前設置好的并列波束，為保證信號的有效性，實行對用戶區域的全覆蓋，根據用戶的位置選擇不同波束；為提高天線陣列的信號干擾噪聲比，可以調整自適應天線陣列波束的幅度、指向和零點位置，并通過對各個陣元的調節改變陣列方向圖，保證主波束指向期望信號，零點指向干擾。

1.2中波發射機無線網絡技術

發射機是無線通信系統的核心結構，當系統在工作時，發射機由于其特質會對其他的設備造成一定的影響；這個影響是相互的，其他設備也會影響到發射機的工作狀態。隨著設備微型化的趨勢以及數字電路技術的發展，擴展電路的結構更加復雜，集成化的要求越來越高，干擾的來源也較多，如電子開關、電源模塊、壓控振蕩器等。由于這些元素的存在，導致電磁機在工作時會受到多方面的干擾，中波發射機對電磁兼容性有較高要求，良好的電磁兼容性可以有效保證發射機的質量。

2　發射機干擾來源和原理分析

本文中所列舉的中波發射機分為兩個類型：25kW和10kW。其中，前者一共有4部，后者有3部。4部25kW中波廣播發射機頻率分別為729kHz、846kHz、972kHz、1143kHz，3部10kW中波廣播發射機的頻率分別為603kHz、657kHz、1024kHz。一共有4座發射塔，每座發射塔之間的距離為100～200m。由于中波廣播發射機的數量比較多，而發射塔的數量有限，只能采用兩機分饋共塔的工作模式。鑒于發射機的頻率問題，還要保證25kW和10kW的發射機能夠共塔運行。在實際運行中，頻率的層次較多，加之每兩座發射塔之間的距離有限，存在嚴重的干擾竄擾現象，需要進行針對性地分析。

首先，要通過干擾源對發射機的內部和外部電磁環境進行分析，即內部干擾和外部干擾。發射機不僅會受到單個干擾，還可能會受到多個干擾源的共同干擾。發射機運作所處的頻帶不同，而且是在系統柜中運作的。發射機和接收機信道設備為獨立的振動信號奠定了基礎，借由射頻電纜，為RF信號的傳輸提供了條件；再通過電源機箱（AC/DC轉換器所用的），為電源單元中的所有通道提供共享電源，且其終端分機也具有一定的相似性。使用不同的電源模塊對終端分機和信道分機進行控制，通過機箱母板端將所有的電源分給每個擴展機箱內主板的電源。終端控制中能夠調整信息調至信號和信道切換地質，且是機箱終端控制；還可以對其他擴展段的信號進行處理，并將處理后的信號傳輸到其他分機中，對于這些頻率較低的控制信號，一般是通過機箱中的主板拓展接口進行傳輸。

發射機的內部環境結構相對比較繁瑣，其中包括電氣開關、繼電器等，每個組件都會受到多個干擾源的干擾，同時會對其他元件產生干擾。

3　發射機干擾問題的解決措施

3.1設計匹配網絡和阻塞網絡

為了保證多頻多塔的中波發射臺所發射出的廣播信號具備一定的質量，必須盡量減少干擾影響。因此，要科學設計調配網絡，增加匹配網絡。這是因為在發射塔有限，而頻率較多的情況下，頻率與頻率之間的距離較遠，在塔底的輸入電阻有較大差異。有從分離的天線底部分開，網絡方式很有可能由于不同頻率產生信號堵塞，這樣一來不僅增加了成本和能耗，也難以保證其工作的穩定性。加上塔的不同信號之間由于電壓不同，導致泄漏的電壓差較大，很容易出現竄擾情況。通過良好的網絡設計，結合天線和饋線，以阻抗為搭配原則，保證高頻的能量可以進行有效傳輸。在設計網絡時，如果存在漏洞，不僅會影響傳輸效果，還會提高反射波，對發射機的正常運作造成不良影響。在這種工作模式下，將阻塞網絡和匹配網絡相結合，保證在信號傳輸時不會受到過大阻抗，且可以減少干擾信號的強度。

3.2設計陷波網絡

在該工作模式下，為避免不同頻率之間的發射機會互相干擾和吸收多余的頻率，可以考慮在調配網絡中設計陷波網絡。一個共同的串聯諧振濾波器、并聯諧振濾波器和帶通濾波器是陷波網絡的主要組成部分。電感和電容并聯形成串聯諧振濾波器，諧振于工作頻率?？梢酝ㄟ^多組并聯諧振阻塞網絡和串并聯諧振吸收網絡，通過設計阻塞網絡和吸收網絡，提高主頻率獨立性，避免受到其他頻率干擾。通過設計帶通濾波器的通帶和阻帶，能傳輸正常工作頻率，防止其受到過度頻率干擾。在多頻共塔的工作模式下，一般干擾頻率不會太多；但是，會存在較大的強度，通過使用串聯諧振濾波或并聯諧振濾波能夠有效降低干擾信號的強度。

3.3減少干擾的方法

雖然可以用濾波器網絡形式，以及匹配網絡和阻塞網絡降低干擾，但是在實際運行中，有效降低干擾的關鍵在于天線網絡接地點和饋線接地點。需要經常檢查維修接地點，保證接地點的有效性，降低干擾強度。在檢查維修上，分為三種方法：第一，對加強發射器的日常維護和清潔，為其正常運行奠定基礎；第二，加強網絡、接線排等設備的緊固情況，在日常維護中，要保證網絡連接線的穩定性，不能隨意更改，避免參數發生變化；第三，供電線路要使用具備屏蔽層的電力電纜，因而要科學地選擇各個板塊之間的接地點，選擇良好的音頻傳輸線，且在進行接地時還要考慮當時的天氣情況。

4　結語

近年來，隨著我國科學技術的不斷進步和社會經濟的日益發展，中波發射機的主要工作模式為多頻共塔工作模式。但是，仍然存在著種種問題，尤其是如何降低和消除多頻干擾，是多頻共塔工作正常運行的重要保證。根據天線網絡技術原理，設計匹配網絡和阻塞網絡，可以有效降低和消除干擾的影響；另外，還可以通過對系統的維護和修理降低干擾的強度，提高工作的效率和穩定性。

［1］楊建峽.中波發射機天線網絡技術探討［J］.西部廣播電視，2013（13）.

［2］王新文.全固態中波發射機對天線網絡的特性和匹配［J］.西部廣播電視，2014（9）.

［3］陳鳳蘭.中波天線匹配網絡的測試與調整［J］.內蒙古廣播與電視技術，2011（3）.