馮巨龍

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中波2×50KW雙頻共塔天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的寬帶化設(shè)計(jì)

馮巨龍

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本文主要介紹了某中波發(fā)射臺(tái)120米高的中波天線(xiàn)的2×50KW天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的寬帶化設(shè)計(jì)，并對(duì)其設(shè)計(jì)思路及性能進(jìn)行了分析說(shuō)明。兩個(gè)頻率的阻抗帶寬均能達(dá)到±5KHz以?xún)?nèi)小于等于1.05，±10KHz以?xún)?nèi)小于等于1.1，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)工作穩(wěn)定。

中波 天調(diào)網(wǎng)絡(luò) 寬帶 數(shù)字廣播

1 網(wǎng)絡(luò)改造

某中波發(fā)射臺(tái)有120米高的中波天線(xiàn)，其兩個(gè)中波發(fā)射頻率分別為756KHz（50KW）和954 KHz（50KW），由于天線(xiàn)底部阻抗較高以及防雷的要求等原因，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)難度較大。網(wǎng)絡(luò)改造前一直存在阻抗帶寬較窄、器件發(fā)熱和工作不穩(wěn)定的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)工作不穩(wěn)定甚致導(dǎo)致多次的停機(jī)事故發(fā)生。

天線(xiàn)底部阻抗和天調(diào)網(wǎng)絡(luò)原理圖，如圖1所示。

天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的阻抗圓圖和駐波比圖，如圖2、3、4、5所示。

圖1 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)原理

圖2756 KHz網(wǎng)絡(luò)阻抗圓

圖4954 KHz網(wǎng)絡(luò)阻抗圓

圖3756 KHz網(wǎng)絡(luò)駐波比

圖5954 KHz網(wǎng)絡(luò)駐波比

2 問(wèn)題分析

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)由于其高效率和易維護(hù)，在國(guó)內(nèi)中波發(fā)射臺(tái)中逐漸普及。全固態(tài)發(fā)射機(jī)對(duì)天饋線(xiàn)駐波比指標(biāo)要求較高。如調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的駐波比帶寬較窄，則發(fā)射機(jī)工作時(shí)邊帶功率反射回發(fā)射機(jī)，使發(fā)射機(jī)的反射功率隨調(diào)幅度的變化而變動(dòng)。當(dāng)反射功率達(dá)到發(fā)射機(jī)保護(hù)門(mén)限時(shí)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)的自身保護(hù)降功率，嚴(yán)重時(shí)造成發(fā)射機(jī)功率模塊燒毀甚至導(dǎo)致停機(jī)事故的發(fā)生。

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用天調(diào)網(wǎng)絡(luò)駐波比：±5KHz以?xún)?nèi)≤1.1，±10KHz以?xún)?nèi)≤1.25，則全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)基本能夠保證長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定的播出。

對(duì)于該臺(tái)中波756KHz和954KHz雙頻共塔網(wǎng)絡(luò)：（1）根據(jù)756KHz網(wǎng)絡(luò)駐波比圖可知，其網(wǎng)絡(luò)駐波比：±5KHz以?xún)?nèi)≤1.37，±10KHz以?xún)?nèi)≤1.74。（2）根據(jù)954KHz網(wǎng)絡(luò)駐波比圖可知，其網(wǎng)絡(luò)駐波比：±5KHz以?xún)?nèi)≤1.3，±10KHz以?xún)?nèi)≤1.74。

756KHz與954KHz雙頻共塔網(wǎng)絡(luò)駐波比帶寬較窄。此外，網(wǎng)絡(luò)存在器件發(fā)熱的問(wèn)題，因此，原有網(wǎng)絡(luò)不能夠滿(mǎn)足全固態(tài)發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定播出的要求，是安全播出中的重大隱患。

3 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的寬帶化設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1.1 天線(xiàn)底部阻抗，如表1所示

表1 天線(xiàn)底部阻抗

3.1.2 帶寬性能指標(biāo)

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定播出并適應(yīng)未來(lái)數(shù)字調(diào)幅廣播的發(fā)展，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的駐波比帶寬目標(biāo)為：±5KHz以?xún)?nèi)小于等于1.05，± 10KKHz以?xún)?nèi)小于等于1.1。

圖6 中波756kHz&954kHz雙頻共塔網(wǎng)絡(luò)原理圖

圖7 756KHz網(wǎng)絡(luò)阻抗圓

圖8 756KHz網(wǎng)絡(luò)駐波比

圖9 954KHz網(wǎng)絡(luò)阻抗圓

3.2 技術(shù)改造方案

3.2.1 設(shè)計(jì)思路及原理圖

3.2.2 設(shè)計(jì)思路

（1）設(shè)計(jì)中使用的電感線(xiàn)圈和電容器要易于實(shí)現(xiàn)和能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，電感線(xiàn)圈電感量不宜過(guò)

大，電容器不宜采用真空可調(diào)電容器。

圖11 756KHz和954KHz網(wǎng)絡(luò)間隔度

表2 電壓和電流值

（2）發(fā)射臺(tái)所在地屬于雷擊高發(fā)地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中首要考慮防雷。因此，先并聯(lián)一個(gè)入地電感線(xiàn)圈，之后串聯(lián)一個(gè)隔直流電容器，電感線(xiàn)圈和電容器的大小在考慮防雷的同時(shí)，還要考慮后邊阻抗的變化。

（3）由于兩個(gè)頻率發(fā)射功率均為50KW功率較大，因此，阻塞網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。優(yōu)化兩個(gè)頻率的阻塞網(wǎng)絡(luò)，在考慮阻塞效果的同時(shí)，考慮元器件電壓和電流的合理以及各自阻塞網(wǎng)絡(luò)后阻抗的變化。

（4）根據(jù)阻塞網(wǎng)絡(luò)后的阻抗進(jìn)行寬帶化匹配，在滿(mǎn)足駐波比指標(biāo)的情況下，找出最易實(shí)現(xiàn)的匹配結(jié)構(gòu)。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，如圖7、8、9、10、11所示

3.2.3 元器件電壓電流

根據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，可得元器件的電壓和電流值，并根據(jù)電壓電流選擇合適的電容器和電感線(xiàn)圈。如表2所示。

結(jié)束語(yǔ)

新雙頻共塔天調(diào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試完成后達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，防雷電性能和阻抗帶寬性能優(yōu)異，工作穩(wěn)定可靠，解決了長(zhǎng)期存在的安全播出隱患。

[1].潘勝偉等.中波天線(xiàn)匹配網(wǎng)絡(luò)寬帶化探討[J].廣播與電視技術(shù)，2013年12期

審稿人：嚴(yán)志剛 內(nèi)蒙古自治區(qū)新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺(tái)正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

TN934.1

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2096-0751（2016）10-0026-04

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