中波發射機三頻共塔網絡設計和調試

國家新聞出版廣電總局491臺 葉 沉

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中波發射機三頻共塔網絡設計和調試

國家新聞出版廣電總局491臺 葉 沉

【摘要】本文通過中波發射機調配室網絡設計分析和設計，通過調試完成調配室網絡的網絡，使發射機工作在正常狀態，駐波比達到中波發射機的要求。

【關鍵詞】DX-10kW中波發射機；匹配網絡；阻塞網絡；阻抗變換；隔離度；衰減；隔離開關開關；運行阻抗電橋；網絡分析儀

1、前言

我臺現在維護的發射機是DX-10kW中波發射機，天線是自立塔，饋電方式是中間饋電，天線底座直接接地，采用的是雙頻共塔。因播出任務需要，現需要改造成三頻共塔。原來的調配室里主要有1143kHz和900kHz兩個頻率的匹配網絡和阻塞網絡共4個網絡，網絡結構簡單，功能實現起來也非常好調試。現需要增加頻率為846kHz的中波發射機，由于其頻率和900kHz倍率小于1.1倍（倍率為1.064），所以阻塞網絡的帶寬就要求非常的窄。必須要使用串并聯結合的方式。

為了增加846kHz的中波發射機，需要在原來的網絡上增加一些網絡和真空開關。

2、網絡設計和計算

2.1整體設計框圖

整個調配室的設計框圖如圖一所示：

圖一

其中增加了一個通1143kHz，阻塞846kHz的阻塞網絡；一個通900kHz，阻塞846kHz的阻塞網絡；一個通846kHz，阻塞900kHz的阻塞網絡。846kHz和900kHz共用原來阻塞1143kHz的阻塞網絡。真空開關主要是為了單某一個射頻通路的元件出現問題時能遠程將開關斷開，不影響其它兩部發射機的正常運行。

2.2測量天線在三個頻率下的阻抗

利用阻抗電橋測量出天線的阻抗，為后面的網絡計算提供準確的數據。測量出天線在1143kHz下阻抗為26-J20Ω；天線在900kHz下阻抗為82-J90Ω；天線在846kHz下阻抗為125-J141Ω。

2.3原來的使用阻塞網絡

原來并聯諧振阻塞900kHz的阻塞網絡L=8.6866uH，C=3.6nF，。當頻率升高到1143kHz后網絡，呈現阻抗為X==-J101.787Ω，所以從阻塞網絡往后看天線，阻抗由26-j20Ω變為26-J121.787Ω；原來并聯諧振阻塞1143kHz的阻塞網絡L= 19.3887uH，C=1nF，其中當頻率降低到900kHz后網絡，呈現阻抗為X== +J288.535Ω，所以從阻塞網絡往后看天線，阻抗由82-j90Ω變為82+J198.535Ω；其中當頻率降低到846kHz后網絡，呈現阻抗為X==+J227.906Ω，所以從阻塞網絡往后看天線，阻抗125-J141Ω變為125+J86.906Ω。

2.4增加阻塞網絡

（1）增加通1143kHz，阻塞846kHz網絡

當要阻塞的頻率低于本頻的時候，Z1感抗L1和Z2容抗C1串聯諧振，諧振于f1；Z1和Z2串聯由于頻率降低呈容抗C2，Z3為感抗L2，成并聯諧振，諧振于f2。F1為本頻，f2為阻塞頻率。計算公式如下公式1、2和3：

根據公式可以設計出通本頻1143kHz，阻塞846kHz網絡元器件：L1=9.694uH，C1=2nF，L2=8.002uH。網絡結構如圖二所示。

圖二

圖三

（2）增加通900kHz，阻塞846kHz網絡

當要阻塞的頻率低于本頻的時候，Z1感抗L1和Z2容抗C1串聯諧振，諧振于f1；Z1和Z2串聯由于頻率降低呈容抗C2，Z3為感抗L2，成并聯諧振，諧振于f2。F1為本頻，f2為阻塞頻率。計算公式如上面所列公式2-1、2-2和2-3。根據公式可以設計出通本頻900Hz，阻塞846kHz網絡元器件：L1= 31.272uH，C1=1nF，L2= 4.120uH。網絡結構如圖三所示。

（3）增加通846kHz，阻塞900kHz網絡

當要阻塞的頻率高于本頻的時候，Z1感抗L1和Z2容抗C1串聯諧振，諧振于f1； Z1和Z2串聯由于頻率升高呈感抗L2，Z3為容抗C2，成并聯諧振，諧振于f2。F1為本頻， f2為阻塞頻率。計算公式如1、2和4：

C2= 4

根據公式可以設計出通本頻846kHz，阻塞900kHz網絡元器件：L1= 35.392uH，C1=1nF，C2=7.591nF。網絡結構如圖四所示：

圖四

圖五

2.5重新設計3個匹配網絡

（1）1143kHz的匹配網絡

1143kHz的輸出阻抗為50Ω，匹配網絡需要匹配的阻抗為26-J121.787Ω，采用Γ型網絡，當饋線阻抗大于天線阻抗實部，使用如圖五網絡所示。

網絡中兩元件值計算如下列公式5和6：

X1=-Xin± 5

X2= 6

根據公式可以設計X1=+146.767Ω， X2=-52.04 Ω，或者X1=+96.807Ω， X2=+52.04Ω。網絡元器件：① L= 20.4363uH，C=2676pF（正常使用的網絡）；② L1= 13.48uH，L2= 7.246uH（一般不采用）。

（2）900kHz的匹配網絡

900kHz的輸出阻抗為50Ω，匹配網絡需要匹配的阻抗為82+J198.535Ω，采用Γ型網絡，當饋線阻抗小于天線阻抗實部，使用如圖六網絡所示：

圖六

網絡中兩元件值計算如下列公式7和8：

X1=± 7

X2= 8

根據公式可以設計X1=+160.1Ω， X2=-100.06Ω，或者X1=-160.1Ω，X2=+720.485Ω。網絡元器件：① L= 28.312uH，C=1767pF（正常使用的網絡）；② C1= 1105pF，L2= 127.41uH（電感量太大，一般不采用）。

（3）846kHz的匹配網絡

846kHz的輸出阻抗為50Ω，匹配網絡需要匹配的阻抗為125+J86.906Ω，采用Γ型網絡，當饋線阻抗小于天線阻抗實部，使用如上圖六網絡。網絡中兩元件值計算如上公式7和8。

根據公式可以設計X1=+82.2864Ω， X2=-79.2Ω，或者X1=-82.2864Ω， X2=+195.0813Ω。網絡元器件：① L=15.481uH，C=2375pF（低通網絡）；② C1= 2286pF，L2= 36.7uH（高通網絡，和900kHz網絡正好相反，使用）。

3、網絡隔離度

所有網絡完成安裝調試后，將調配室內所有元件連線安裝上去，利用網絡分析儀分別進行三個發射機隔離度的測量。測量數據如表1所示。

由于846kHz和900kHz中波發射機的頻率非常接近，所以隔離度低，但是也達到了超過-40 dBm的要求，符合設計要求。

當隔離度是-57.913dBm的時候，發射機的組波比為1.003，符合DX10kW中波發射機駐波比小于1.1的要求。

表1

4、總結

我臺三頻共塔系統改造工程，工程現已順利完成，經測試系統各項指標滿足技術方案要求，所有指標符合設計要求和發射機運行要求。開始運行以來，發射機運行情況良好，指標正常無異常情況，測量覆蓋效果，達到了設計要求。此次三頻共塔的設計施工和調試，鍛煉了隊伍，又為我們的中心工作打下了堅實的基礎。

參考文獻

［1］張學田，等.《廣播電視技術手冊》第六分冊［M］.新聞出版廣電總局.

［2］李天德，等.DX-10kW發射機維護手冊［M］.新聞出版廣電總局無線局.

［3］魏瑞發.數字化調幅發射機［M］.新聞出版廣電總局無線局.

［4］張學田，等.中短波天線維護手冊［M］.新聞出版廣電總局無線局.

［5］李天德，等.廣播電視發送與傳輸維護手冊［M］.新聞出版廣電總局無線局.