中波發射機阻抗測試淺談

涂 浩

（貴州省廣播電視局八二七臺，貴州 畢節 551700）

0 引 言

目前，大多數廣播臺站對發射機房、發射機都能進行全方位的檢測和監測，且設備采用主備發射模式，故障率極低。但發射機房外，特別是天線下面的調配室，由于距離機房較遠，加之內部設備高頻、高功率運行，對調配室內部及調配網絡本身進行有效監測的難度較大，因調配網絡故障引起的停播一直是值班人員及維護人員的痛點。反射功率和駐波比是中波維護中兩個非常重要的指標。阻抗不匹配是這兩個指標過高時最為顯著的表現[1]。此時，快速確定是哪個節點阻抗不匹配，成為維修工作順利開展的關鍵。本文將對此展開深入討論。

1 天線匹配網絡（天調網絡）

1.1 阻塞網絡

天調網絡的阻塞網絡可以分為并聯諧振網絡和串聯諧振網絡兩種。并聯諧振網絡對阻塞的頻率呈現無窮大的阻抗，可以阻止該頻率的信號通過網絡；對需要通過的頻率呈某一阻抗值，使其可以通過。這樣，阻塞網絡就可以實現選通頻率的功能，從而避免不同頻率信號之間的串擾[2]。使用串聯諧振網絡時，串聯諧振網絡的一端接地，對阻塞的頻率呈現極小阻抗，將信號短路接入大地；對需要通過的信號呈現某一阻抗，通過網絡到達天線。在實際使用中，比較常見的阻塞網絡都是使用并聯諧振網絡。

并聯諧振阻塞網絡結構如圖1所示，兩個LC并聯電路分別諧振于f1、f2。當發射信號從左進入發射頻率為f2的信號，這時對于發射信號來說頻率為f1的信號即為干擾信號，經過LC并聯電路時，因電路諧振于f1，這時對頻率為f1的信號呈現阻抗無限大從而將其過濾掉，頻率為f2的信號此時則可以通過網絡經天線發射出去。同理，當發射信號從右進入發射頻率為f1的信號，這時對于發射信號來說頻率為f2的信號即為干擾信號，經過LC并聯電路時，因電路諧振于f2，這時對頻率為f2的信號呈現阻抗無限大從而將其過濾掉，頻率為f1的信號此時則可以通過網絡經天線發射出去。

圖1 并聯諧振阻塞網絡

1.2 匹配網絡

匹配網絡的作用是使天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗匹配。理論上，有很多種網絡方案可以使之匹配。在設計過程中，本文使用可變電容、可變電感來進行設計，因為在實際使用中第一次測試固定后，在后期會因為天氣、環境等外界因素的影響導致阻抗變化，從而使得設計的網絡的阻抗改變，這時就需要人為地對可變電感、電容進行調整，從而使得網絡的阻抗維持在一個相對標準的范圍。中波發射臺的維護工作中，一般半年左右會要求一次測試，或者在發射機使用過程中反射功率偏高時進行測試。這時網絡阻抗不匹配可能是導致反射功率高的原因之一，因此也需要對網絡進行阻抗測試，看阻抗是否匹配。此處所述阻抗為50 Ω。測試時以50 Ω為標準測試[3]。

圖2為匹配網絡加阻塞網絡的實際使用電路圖，在工作頻率中測出的阻抗是50 Ω。其中，L11和C11組成的并聯諧振網絡為阻塞網絡。當頻率f測試阻抗不為50 Ω時，可以通過調節圖中的L12、L14來進行調整。

圖2 匹配網絡加阻塞網絡實際電路

2 發射機匹配網絡

發射機的匹配網絡如圖3所示。圖3為DAM-10 kW型中波發射機的匹配網絡，射頻輸出通過饋管連接到天線匹配網絡（天調網絡），在發射機端進行測試以保證發射機正常工作，需要進行以下測試步驟[4]。

圖3 發射機匹配網絡

（1）天線阻抗測試。斷開L104右側，測試天線阻抗，頻率為發射機正常工作的頻率，結果理論值應為50+j0 Ω。如果有誤差，需在天調網絡處進行調整測試。

（2）三次諧波，串聯諧振。頻率為發射機工作的3倍頻率。斷開L105上側，調節L105使得C104和L105達到共振，串聯諧振時測試得到的阻抗為0+j0 Ω。

（3）T型網絡阻抗。頻率為發射機正常工作的頻率，斷開L103左側，在L103左側測試。目標為50+j0 Ω，在DAM-10kW型中波發射機的正面板上有調負載、調諧兩個旋鈕。實部通過面板調負載旋鈕調節，虛部通過面板調諧旋鈕調節。

（4）并聯諧振共振測試。頻率為發射機正常工作的頻率，斷開L103左側、L102左側，測試L102和C103達到共振。測試目標是阻抗最大，即偏向角達到360°。通過調節可變電感L102進行調節。

3 中波發射機的阻抗測試

3.1 天調網絡匹配測試

天調網絡測試包括阻塞網絡測試[5]及匹配網絡測試。

3.1.1 阻塞網絡測試

參考如圖1所示的阻塞網絡。假設頻率f1為1 143 kHz，f2為765 kHz。理論上來說，左側LC并聯網絡阻止頻率f1的信號通過，右側LC電路阻止頻率f2通過。先測試左側。測試時，先把b節點斷開，連接好網絡分析儀后，將網絡分析儀接地。然后設置測試頻率，測試頻率為1 143 kHz，可以將最小頻距設置為1 kHz或0.5 kHz，方便找到中心測試點。這里若將起始頻率設置為1 143 kHz，終止頻率設置為1 143 kHz那么測試點就只有一個，就是1 143 kHz這個點。也可通過設置起始頻率和終止頻率多設置幾個測試點，但必須保證1 143 kHz這個測試點為中心測試點，以方便查看測試出的阻抗。設置好網絡分析儀后，進行校準，開路校準和短路校準都必須進行。校準完成后，測試線一根接a點，一根接b點，就可以測出在1 143 kHz這個點的阻抗。如果阻抗為無窮大，則說明網絡正常；如果不是，則需要調整電感、電容大小來使得阻抗為無窮大。一般電容、電感至少有一個為可調的。這樣就完成了左側阻抗的測試，用同樣的方法測試右側。

3.1.2 匹配網絡的測試

匹配網絡的結構如圖2所示，圖中有a、b、c三個測試點。這三個測試點的阻抗理論都是50 Ω。在實際測試中，對c點的測試較多。它是整個網絡的測試。如果在c點測試時無法將阻抗調整到50 Ω，則可以進行b點，a點的測試來更換元器件達到目標。測點處的測試方法如下。設頻率為1 143 kHz。先需要斷開c點，c點通過饋線連接到發射機，斷開c點即斷開天調網絡和發射機的連接。斷開后，進行網絡分析儀測試前的準備，連線，地線接地，設置頻率，校準。完成校準后，中波專用電橋的測試口測試線連接c點，地線接地。查看測試的數據。理論數據為50 Ω，測試結果分為實部和虛部兩部分。理論上實部為50，虛部為0。測試的過程中，在誤差允許的范圍內都可以正常工作，實際允許的誤差根據具體臺站和發射機的要求來確定。有的發射機要求比較高，有的比較低。測試結果不在誤差允許的范圍內時，發射機常常會出現反射功率過大的故障。發射機反射功率過大的同時測試出天調網絡的阻抗又不匹配時，可以通過調節圖2中的L12、L14來進行阻抗調整。

3.2 發射機匹配網絡測試

發射機匹配網絡如圖3所示。圖3為DAM-10 kW型中波發射機的匹配網絡，射頻輸出通過饋管連接到天線匹配網絡（天調網絡）。可在射頻輸出節點測試天調網絡的阻抗，保證發射機到天調網絡室之間的饋管無損壞，測試所得結果與前文一致。在發射機端進行測試，保證發射機正常工作，需要進行以下測試。

3.2.1 天線阻抗測試

天線阻抗測試即前文講到的天調網絡阻抗的測試。斷開L104右側，測試天線阻抗，也是整個天調網絡的阻抗。頻率設置為發射機的發射頻率，網絡分析儀的測試線紅線連接在射頻輸出點，黑線接地，設備接地后完成校準，測出當前的阻抗值。理論值結果理論值應為50+j0 Ω。如果在誤差允許范圍內則正常，若不正常，則需要在天調網絡處進行調試。

3.2.2 三次諧波，串聯諧振

圖3中L105和C104是一個LC串聯電路，可以過濾干擾信號，在測試時主要過濾3次諧波。因此，設置其頻率為發射機工作頻率的3倍。斷開L105上側，網絡分析儀的測試線紅線連接在L105上側，黑線接地。調節L105使得C104和L105達到共振，串聯諧振時測試得到的阻抗為0+j0 Ω。對地短接，則這個頻率的信號就會全部接入大地，不會進入天調網絡，從而起到濾波的作用。

3.2.3 T型網絡阻抗

頻率為發射機正常工作的頻率，斷開L103左側，在L103左側測試。在天調網絡阻抗測試正常后測試，目標為50+j0 Ω。如果數值不在誤差允許范圍內，DAM-10kW型中波發射機的正面板上有調負載，調諧這兩個旋鈕。實部通過面板調負載旋鈕調節，虛部通過面板調諧旋鈕調節，通過這兩個旋鈕調整到目標值。

4 結 語

快速確定節點阻抗不匹配故障點，是維修工作順利開展的關鍵。本文詳細給出了中波發射機匹配網絡和天調網絡故障點阻抗測試方法，對實際工作中的故障診斷與維護具有一定指導意義。