陳 春 王 威 孫小剛 薛曉丹
(作者單位:三門(mén)峽中波轉(zhuǎn)播臺(tái))
2017年4月,三門(mén)峽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)安裝了1部1 098 kHz DMA 10 kW發(fā)射機(jī)(與657 kHz共塔),試機(jī)時(shí),發(fā)現(xiàn)對(duì)臨近的1 143 kHz 10kW發(fā)射機(jī)干擾嚴(yán)重(兩塔相距約不足100 m)1 098 kHz在中塔,1 143 kHz在東塔,經(jīng)查閱資料,中波頻率間隔只有45 K,一個(gè)發(fā)射區(qū)域內(nèi),45 K已經(jīng)達(dá)到鄰頻干擾的臨界點(diǎn),由于中波鄰頻存在交織干擾,會(huì)出現(xiàn)天線駐波比故障,發(fā)射機(jī)降功率,甚至不能開(kāi)機(jī),按照傳統(tǒng)的解決辦法,先對(duì)1 143 kHz天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改造,設(shè)計(jì)并加裝了吸收1 098 kHz的回路。
開(kāi)機(jī)后發(fā)現(xiàn)1 143 kHz工作不穩(wěn)定,比如:有時(shí)幾個(gè)月沒(méi)有問(wèn)題,有時(shí)1 143 kHz吸收1 098 kHz的回路連續(xù)的打火、燒電容、燒電感。查找原因,認(rèn)為吸收回路原理很簡(jiǎn)單,選好電感和電容,正常并聯(lián)或串聯(lián)組合就行,而且以往處理類(lèi)似問(wèn)題時(shí)都沒(méi)問(wèn)題。后來(lái)經(jīng)過(guò)三門(mén)峽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)技術(shù)人員集思廣益,不斷查閱資料,請(qǐng)教兄弟臺(tái)站,利用臺(tái)內(nèi)的技術(shù)力量,邊學(xué)、邊改、邊試、邊總結(jié),逐步摸索出有效處理鄰頻干擾的方法。
按照有關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求:同一發(fā)射場(chǎng)區(qū)的中波發(fā)射頻率之比要大于1.25。以1 143 kHz為例:1143×1.25=1428(kHz),1143÷1.25=914(kHz),也就是 1 143 kHz上下鄰頻間隔為1 428 kHz和914 kHz。但實(shí)際情況中,1143/1098=1.04,遠(yuǎn)小于1.25。1 143 kHz和1 098 kHz不共塔,但相距很近,發(fā)射天線,同時(shí)也是很好的接收天線。當(dāng)天線接收到很高的干擾電平,竄入前端的發(fā)射機(jī),將造成一定的損害,必須想辦法避免。處理方法通常采用LC串聯(lián)諧振,串聯(lián)諧振是電壓諧振,此處電壓最高,為保證吸收效果,常采用高Q值的電路,提高Q值的辦法是使用大電感量的線圈,電感量約為80微亨,一般是≯40,使用電容量的范圍約為180~500 P。諧振電路中,電感的磁場(chǎng)能和電容的電場(chǎng)能,在電感和電容的交匯處交換。電感和電容連接處的電壓大小相等(一般是近萬(wàn)伏的高頻電壓),相位相差180°,普通的絕緣隔板及支架材料易擊穿,需提高材料絕緣度,但會(huì)加大原材料成本及網(wǎng)絡(luò)物理尺寸。
如果但用串聯(lián)發(fā)生吸收1 098 kHz,1 143 kHz因與其太近,也將被吸收很多,必須采用并聯(lián)方式諧振于1 143 kHz。但并聯(lián)電路的Q值太低保護(hù)度不夠,將嚴(yán)重?fù)p害1 143 kHz。并聯(lián)電路的高Q值有兩個(gè)難題。
一是并聯(lián)電路是電流諧振外電路電流很大,高頻電有趨膚效應(yīng),中波頻段內(nèi),趨膚深度為0.3 mm左右??此浦睆捷^粗的電感線圈,通過(guò)電流只走表皮,不走中間,容易過(guò)流發(fā)熱。
二是若要增加并聯(lián)電路的Q值,必須增加串聯(lián)電路的電感量而增加電感量又引發(fā)串聯(lián)電路的電流太大。具體用多大的電感量還要在工程中進(jìn)行實(shí)踐。三門(mén)峽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)現(xiàn)在使用的電路如圖1所示。
圖1 電路圖
G為6個(gè)1500PF的電容串聯(lián):
250PF的 C1和 84μH的 L1串聯(lián)諧振吸收1 098 kHz。
G1串聯(lián)電路在1 143 kHz時(shí)呈現(xiàn)j46電抗,呈感性,要實(shí)現(xiàn)并聯(lián)諧振須配一j46的電容由求得C2約為3 050pF。并聯(lián)電路是嚴(yán)格要求的。而3 050pF的固定電容不易得到。若用真空可變電容是極好的,可惜成本太高,選用固定電容串電感的辦法也很方便的實(shí)現(xiàn)。圖1中c2選用2 000pF的電容。
隨著對(duì)電路的了解,知識(shí)的增長(zhǎng),開(kāi)始考慮是否有其他一些辦法。
方案一:采用在1 143 kHz的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)中增加對(duì)1 098 kHz的阻塞電路。
圖2 電路圖
圖2中,C1L1串聯(lián)諧振于1 143 kHz,讓載頻暢通無(wú)阻,L1C1在1 098 kHz時(shí)呈現(xiàn)容性,并聯(lián)電感L2使其諧振于1 098 kHz,完成對(duì)1 098 kHz的阻塞。電容C1試選250PF、電感L1計(jì)算值為77μH,在1 098 kHz時(shí)呈現(xiàn)電抗為=j535-j580+j535=-j45(Ω),-j45在(1098kHz)時(shí)相當(dāng)于6.5 μH這種電路的優(yōu)點(diǎn)是不改變?cè)娐返膮?shù),直接串入即可。
方案二:采用圖3所示電路
圖3 電路圖
圖3中,C1C2L1完成對(duì)1 098 kHz的吸收,L2C3與C1、C2、L1完成對(duì)1 143 kHz的并聯(lián)。
假如C1取250PF,在1 098 kHz時(shí),呈現(xiàn)-j580的電抗,L1C2并聯(lián)電路產(chǎn)生j580的感抗即可形成串聯(lián)諧振。假定C2選用三個(gè)1 000 PF的電容串聯(lián),總?cè)萘考s為333PF。
333PF(1 098 kHz)呈現(xiàn)-j435
計(jì)算電感L1:
解得 jx=j249μH,J249(1 098 kHz)相當(dāng)于 36μH.
C1=250PF,C2=333PF,L1=36μH,即可串聯(lián)諧振于1 098 kHz。
計(jì)算 1 143 kHz時(shí):250PF(1 143 kHz)呈現(xiàn) -j557電 抗,333PF(1 143 kHz)呈現(xiàn)-j418電抗.
36μH在(1 143 kHz)呈現(xiàn)J259電抗。
C2并聯(lián)L1:
即L2C3串聯(lián)產(chǎn)生-j123就可以并聯(lián)諧振于1 143 kHz.
-j123在(1143kHz)時(shí)相當(dāng)于1130PF.
C3選 1000PF L2:j16在(1 143 kHz)相當(dāng)于 2.3μH.
這種電路的優(yōu)點(diǎn)是:減小了L1的電感量,增加了并聯(lián)電路的Q值。
經(jīng)過(guò)技術(shù)人員討論交流后,選用第二套方案進(jìn)行施工,安裝時(shí),為提高串聯(lián)節(jié)點(diǎn)的耐壓,采用加高電感支撐板高度,器件周?chē)?5 cm范圍內(nèi)不安裝其他器件;選用某廠的高Q值電感PL4.775.0103MX和優(yōu)質(zhì)高頻瓷介電容器,6只1 500p串聯(lián)使用,再并接組成并聯(lián)諧振的元器件,諧振到工作頻率上。
調(diào)試時(shí),先調(diào)整干擾頻率的串聯(lián)諧振,(使用PNA3628),實(shí)部約為4 Ω,虛部為0,這樣可實(shí)現(xiàn)大電流、小電壓的狀態(tài);連接電路調(diào)整并聯(lián)諧振,在阻抗原圖上相位為0,實(shí)部和虛部都顯示∞,測(cè)量工作頻率的插入損耗能達(dá)到38 dB。保證對(duì)干擾頻率的吸收,卻不影響工作頻率的使用。
在這次維修實(shí)踐中,三門(mén)峽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)成立的技術(shù)攻關(guān)研討小組,發(fā)揮積極有效的作用,為今后技術(shù)難題提供了有力保障,同時(shí)也促進(jìn)技術(shù)人員在業(yè)務(wù)方案交流、技術(shù)討論、實(shí)踐操作方面得到鍛煉提高。