中波發(fā)射機(jī)雙頻共塔天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)分析及調(diào)試分析

次尼措姆

（西藏自治區(qū)廣播電視局拉薩市中波轉(zhuǎn)播臺，西藏拉薩 850013）

0.引言

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不斷普及到人們?nèi)粘Ｉ钪校瑢τ趶V播電視監(jiān)測監(jiān)管工作提出更高要求。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)提高對廣播電視監(jiān)測監(jiān)管的重視程度，合理利用各種先進(jìn)技術(shù)，制定新型發(fā)展戰(zhàn)略，來提高監(jiān)測監(jiān)管工作效率性，充分發(fā)揮出先進(jìn)技術(shù)降低成本、提高監(jiān)管靈活性、運行性能強等優(yōu)點。同時，在中波發(fā)射機(jī)日常使用過程中，經(jīng)常能看到雙頻共塔現(xiàn)象，其是指兩個頻率的發(fā)射機(jī)將相同鐵塔作為天線，將廣播信號傳遞出去。基于此，本文以吉安八四一臺中波雙頻共塔調(diào)試為主要研究對象，通過分析天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的基本功能，讓相關(guān)人員對天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容有初步了解，再從不同方面來分析中波發(fā)射機(jī)天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)，從不同方面來探究中波發(fā)射機(jī)雙頻共塔天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，從而制定針對性改造方案，來加強中波發(fā)射機(jī)其日常使用效率。

1.天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的基本功能

在天線鐵塔工程竣工后，其高度不會出現(xiàn)任何變化，而鐵塔天線阻抗和高度、頻率等因素有直接聯(lián)系，所以在相同鐵塔中不同頻率下的阻抗存在嚴(yán)重差異性。在正常情況下，發(fā)射機(jī)射頻輸出端阻抗為50Ω，想要實現(xiàn)發(fā)射機(jī)射頻阻抗和鐵塔天線相互匹配，要合理利用天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，將該網(wǎng)絡(luò)作為連接發(fā)射機(jī)和天線的阻抗變換器。射頻系統(tǒng)工作原理是通過頻率合成器來產(chǎn)生各種載頻信號，這些信號通過推動合成器、緩沖放大器、射頻分配器、前置放大器等環(huán)節(jié)，和音頻信號相互融合，再利用功率合成器和功率放大器進(jìn)行二次放大，從而產(chǎn)生具有量化臺階的調(diào)幅波，然后通過輸出網(wǎng)絡(luò)將雜質(zhì)信號全部過濾掉，配置和饋線阻抗相同的信號。而RF 信號是經(jīng)過DDS 產(chǎn)生，沿著射頻系統(tǒng)路徑進(jìn)行傳輸，再通過天調(diào)網(wǎng)絡(luò)傳遞到發(fā)射天線。因此，天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計質(zhì)量決定著發(fā)射機(jī)天線駐波比和發(fā)射機(jī)日常功率，其具有較強的帶通濾波器的作用，能避免其受到雷電、高壓等問題影響，保證發(fā)射機(jī)不會被天線端傳輸?shù)母邏弘娝茐摹Ａ硗猓ぷ魅藛T可以通過改變天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，能有效控制發(fā)射機(jī)和天線之間的阻抗匹配，從而優(yōu)化天線的駐波比，隨著駐波比不斷減少，當(dāng)期逐漸下降到1，射頻反射會呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，發(fā)射機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)不能監(jiān)測各種異常問題，能進(jìn)一步加強發(fā)射機(jī)運行穩(wěn)定性[1]。

2.中波發(fā)射機(jī)天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)

在天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)在其中發(fā)揮著重要作用，主要功能是阻抗發(fā)射機(jī)和天線間的相互匹配，其類型也趨于多樣化，如T 型、r 型、π 型等匹配網(wǎng)絡(luò)，所以針對不同天線阻抗來選擇對應(yīng)的匹配網(wǎng)絡(luò)。我們可將饋線到發(fā)射機(jī)阻抗假設(shè)為W、天線阻抗為Ra，工作人員可通過不同方面進(jìn)行選擇選擇：第一，正r 型。W＞Ra 時，工作人員可選擇實用正r 型；第二，倒r 型。當(dāng)w＜Ra 時，所采用倒r 型；第三，T 型。當(dāng)W 和Ra 的阻抗數(shù)量較低時，可選擇T 型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配；第四，π 型。當(dāng)Ra 和W阻抗數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)值時，要通過π 型網(wǎng)絡(luò)來制定優(yōu)化匹配方案。

2.2 預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)頻率條件存在嚴(yán)重差異性時，很容易給鐵塔天線阻抗帶來不同程度的影響，工作人員提前分析天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)各方面內(nèi)容，從而設(shè)置對應(yīng)的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，來保證網(wǎng)絡(luò)的通暢性。目前，預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)是用來協(xié)調(diào)兩個頻率天線間阻抗存在的問題，將兩個頻率天線中的阻抗數(shù)據(jù)能基本相同，合理控制阻塞網(wǎng)絡(luò)的消耗功率，進(jìn)一步提升發(fā)射機(jī)的射頻傳送效率。

2.3 抑制高頻回饋網(wǎng)絡(luò)

2.3.1 阻塞網(wǎng)絡(luò)

由于鐵塔天線具有接收電磁波和發(fā)送電磁波的功能，想要完全發(fā)揮雙頻共塔功能，工作人員要將天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和阻塞網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合。如共有AB 兩個頻率發(fā)射機(jī)，兩者采用AB 兩種不同天調(diào)的網(wǎng)絡(luò)將信號傳遞出去，一旦天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)在任何運行過程中產(chǎn)生阻塞問題，表示B 發(fā)射機(jī)的射頻信號和A 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)相互連接。目前，高頻信號的功率和電壓均處于較高水平，會給兩種發(fā)射機(jī)性能帶來嚴(yán)重影響，甚至?xí)屍渖漕l信號產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。針對該種情況，工作人員可利用A 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和B 頻率阻塞網(wǎng)絡(luò)，來保證A 和B 兩種發(fā)射機(jī)的射頻信號不受到各種外在因素影響，來加強發(fā)射信號的穩(wěn)定性，全方位保護(hù)發(fā)射機(jī)和天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。

2.3.2 泄露網(wǎng)絡(luò)

在正常情況下，工作人員會在發(fā)射機(jī)天線鐵塔和天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)連接位置連接一個線圈電感，其大小為幾十微亨，電抗值較弱，當(dāng)鐵塔上有高壓電時，可采用線圈電感將電壓導(dǎo)入到大地中，能給發(fā)射機(jī)和天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)提供全方位保護(hù)。同時，要利用LC 諧振電路合理控制調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和天線相互連接，針對高頻信號的狀態(tài)存在嚴(yán)重差異性，如低阻狀態(tài)、諧振狀態(tài)，甚至能將其他高頻干擾信號傳輸?shù)降孛嬷校苡行П苊獍l(fā)射機(jī)天線鐵塔受到其他高頻信號的影響。

2.3.3 陷波網(wǎng)絡(luò)

陷波網(wǎng)絡(luò)是將電容和電感相互連接，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于諧振狀態(tài)下，其頻率阻抗較低，工作人員能將高頻率信號排放到地面，來降低高頻率信號的干擾。

2.4 防雷網(wǎng)絡(luò)

由于鐵塔天線高度要高于其他建筑物，經(jīng)常遭受雷電天氣影響，一旦被雷電擊中，會在短時間內(nèi)出現(xiàn)較強的電流，一旦其通過鐵塔傳輸?shù)教煺{(diào)網(wǎng)絡(luò)中，很容易傳輸?shù)桨l(fā)射機(jī)，從而給發(fā)射機(jī)性能帶來嚴(yán)重影響。因此，為提高發(fā)射機(jī)安全性，要將天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和防雷網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合形成全新的網(wǎng)絡(luò)，來解決雷電問題。

3.優(yōu)化中波發(fā)射機(jī)雙頻共塔天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的方案

3.1 采用合理的改造方案

在調(diào)配系統(tǒng)日常運行過程中，其涉及范圍較廣，如阻塞網(wǎng)絡(luò)、陷波網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)等環(huán)節(jié)，有利于工作人員探究影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的原因。例如，在降低外部環(huán)節(jié)因素給天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的問題時，工作人員要結(jié)合實際情況來建設(shè)調(diào)配室，來保證調(diào)配電容能正常運行，進(jìn)一步優(yōu)化改造流程。同時，通過將瓷餅電容和真空可調(diào)節(jié)電容進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)真空可調(diào)節(jié)電容具有多樣化優(yōu)點，隨著外界溫度不斷變化，真空可調(diào)節(jié)電容數(shù)據(jù)不會產(chǎn)生明顯變化，且調(diào)配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)不會受到各種外界因素影響，能防止外界環(huán)境溫度給發(fā)射機(jī)運行狀態(tài)帶來嚴(yán)重干擾，大幅度減少工作人員任務(wù)量，避免機(jī)房播出出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，有利于加強調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的合理性。通過上述分析，工作人員在改造天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)時，要根據(jù)實際情況將瓷餅電容優(yōu)化為真空可調(diào)節(jié)電容，進(jìn)一步優(yōu)化新調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，保證天線網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到預(yù)期要求[2]。

3.2 優(yōu)化天線搭配網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，在日常運行中存在很多問題，且設(shè)備經(jīng)過長期運行，其內(nèi)部構(gòu)件會出現(xiàn)不同程度的損害，從而產(chǎn)生安全故障。同時，由于各種外部環(huán)節(jié)因素給數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)日常運行帶來嚴(yán)重影響，讓其在日常運行中出現(xiàn)各種故障。當(dāng)工作人員在輸入模塊編碼中出現(xiàn)問題，會給輸出信號帶來不同程度的影響，甚至影響到整個發(fā)射機(jī)日常運行情況，降低工作人員對其的控制能力，阻礙發(fā)射機(jī)進(jìn)行正常工作。針對該種問題，工作人員要定期維護(hù)發(fā)射機(jī)，將發(fā)射機(jī)不同環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制在最佳狀態(tài)，保證整個數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)穩(wěn)定運行。因此，根據(jù)真空可調(diào)節(jié)電容和瓷餅電容間的關(guān)系，來設(shè)計新型調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)實際測試得到的天線阻抗頻率，發(fā)現(xiàn)1251kHz 和1053kHz 的天線阻抗為30-j35、76-j84,，由于該機(jī)房中波發(fā)射機(jī)輸出阻抗為50Ω，所以工作人員無法使用天線阻抗，要將電感連接1251kHz一側(cè)，從而合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)調(diào)試工作。從而降低兩種不同天線阻抗給節(jié)目播出帶來的影響。

3.3 雙頻共塔天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配

吉安八四一臺設(shè)置兩臺中波發(fā)射機(jī)，如1557kHz 和1242kHz 中波發(fā)射機(jī)，要在調(diào)配亭中設(shè)計1557kHz 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和1242kHz 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)[3]。同時，在設(shè)計天線調(diào)配前，工作人員要通過專業(yè)儀器來測量出鐵塔不同天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的頻率，再根據(jù)以往射頻網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計出對應(yīng)的天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)電路。

電感是將抽頭線圈為主體，主要功能是控制線圈抽頭的自由移動，從而提高線圈電感能力，最終將調(diào)試阻抗作用控制在合理范圍內(nèi)。同時，根據(jù)天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)電路圖，工作人員可以將線圈電感和電容相互連接，發(fā)現(xiàn)1557kHz 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和1242kHz 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)能形成實物。

在數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)日常應(yīng)用過程中，經(jīng)常出出現(xiàn)輸出功率異常問題，給設(shè)備日常工作質(zhì)量帶來不同程度的影響。針對該種情況，工作人員可及時確定故障類型和故障位置。利用數(shù)字調(diào)制效果方法來分析故障類型，當(dāng)數(shù)字調(diào)制效果受到影響，可認(rèn)定故障來源于A/D 轉(zhuǎn)換器，工作人員要根據(jù)現(xiàn)場實際情況來制定多樣化維護(hù)措施，保證發(fā)射機(jī)能正常運行。因此，工作人員只要將天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和鐵塔相互連接，就能利用網(wǎng)絡(luò)分析儀在天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進(jìn)行測量，從而通過合理控制線圈來優(yōu)化其阻抗，就能表示整個調(diào)試工作順利完成。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，1242kHz 調(diào)配網(wǎng)絡(luò)與鐵塔的阻抗為 49.8-j0.002Ω；1557kHz 調(diào)配網(wǎng)絡(luò)與鐵塔之間的阻抗50.7-0.007Ω[4]。

4.新調(diào)配網(wǎng)絡(luò)方案分析

4.1 1251kHz 網(wǎng)絡(luò)端調(diào)試

首先，阻塞網(wǎng)絡(luò)調(diào)試。由于兩種網(wǎng)絡(luò)共塔，所以工作人員要從1251kHz 網(wǎng)絡(luò)端向1053kHz 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗，斷開測試C 點，在該測試點向1251kHz 網(wǎng)絡(luò)端觸發(fā)阻抗，能合理調(diào)整C15 和C16，保證其和1053kHz 網(wǎng)絡(luò)能互結(jié)合，形成高阻抗效果，從而加強1053kHz 網(wǎng)絡(luò)端的阻塞作用；其次，陷波網(wǎng)絡(luò)調(diào)試。將測試點A 斷開，科學(xué)調(diào)整C11和L11，保證其兩點以上和720kHz 網(wǎng)絡(luò)端連接，形成串聯(lián)諧振，對網(wǎng)絡(luò)端具有陷波的作用。同時，要斷開測試點B，調(diào)整C13 和L12，保證其和1251kHz 建立并聯(lián)諧振，再控制C14 轉(zhuǎn)變，讓其和900kHz 網(wǎng)絡(luò)端建立串聯(lián)諧振，充分發(fā)揮900kHz 網(wǎng)絡(luò)端自身作用。另外，為合理控制整個網(wǎng)絡(luò)，工作人員要調(diào)整L13 和C15，將調(diào)配網(wǎng)絡(luò)控制在50Ω，保證其和發(fā)射機(jī)輸出阻抗不存在嚴(yán)重差異性[5]。

4.2 行波系數(shù)測量法

為確保饋線上不存在任何發(fā)射波，工作人員科學(xué)調(diào)試調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。但從目前網(wǎng)絡(luò)實際運行情況來看，其在運行中很容易受到各種外在因素影響，如頻率干擾、連接電感、不合理電容等因素，很容易給饋線位置設(shè)計合理性帶來各種影響，從而產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)果。雖然工作人員能計算元件和精確測量工具設(shè)置在系統(tǒng)中，但仍然會出現(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)匹配不全的問題。針對該種情況，工作人員可以使用行波系數(shù)測量法，來控制調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，還能利用全方位調(diào)試方法，來保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。

5.結(jié)語

雖然數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)穩(wěn)定性較強，但也很容易受到各種外在因素影響，如技術(shù)、環(huán)境等因素，讓其設(shè)備在日常中出現(xiàn)各種問題，從而影響到信號傳輸質(zhì)量。因此，工作人員要提高對雙頻共塔技術(shù)的重視程度，而想要實現(xiàn)這種雙頻共塔技術(shù)，工作人員要將天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)作為阻抗變換器，根據(jù)中波發(fā)射機(jī)實際情況來合理調(diào)試天線調(diào)配，能提高發(fā)射機(jī)和天線之間的阻抗匹配能力，進(jìn)一步降低傳輸損耗，來拓展天線輻射范圍。