鄭仕兵

摘要：該文講解了大功率短波饋線的結構及阻抗匹配原理，結構變化帶來的影響，并提供了一種利用網絡分析儀方便快捷尋找饋線故障點的方法，提高了處理故障的效率。

關鍵詞：饋線;阻抗;電長度;反射系數(shù)

中圖分類號：TN811+.1? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）32-0071-02

1 引言

饋線系統(tǒng)是大功率短波發(fā)射系統(tǒng)的組成部分之一，饋線系統(tǒng)與發(fā)射機系統(tǒng)的良好阻抗匹配，能夠使天線獲得最大的傳輸功率，使服務區(qū)獲得最好的收聽效果。但在實際使用中，由于自身老化及外力（大風、雨雪等）等原因而改變饋線的物理結構，從而影響?zhàn)伨€系統(tǒng)與發(fā)射機系統(tǒng)的良好阻抗匹配，這就需要對饋線系統(tǒng)定期檢測、調試，保持良好的工作狀態(tài)。

2 饋線結構及阻抗

大功率短波發(fā)射系統(tǒng)的饋線一般采用二線式架空平衡饋線，饋線為銅包鋼，可以避免銅線的硬化，同時為適應大功率傳輸，每線由一定根數(shù)的銅包鋼做成籠型，以某發(fā)射系統(tǒng)為例，傳輸500KW功率，饋線阻抗300Ω，單線銅包鋼數(shù)量為8根，R為500m，如圖1所示。

可由下述公式計算該結構饋線阻抗：

其中Z為平衡饋線實際阻抗，k為尺寸系數(shù)，R為雙線中心距（500m），Re為單線等效尺寸，D為籠型直徑，r為單根銅包鋼直徑，n為單線銅包鋼根數(shù)。

3 饋線物理結構變化的影響

由上述公式可以看出，改變單線籠型的直徑（變形）或者雙線之間的中心距，都會導致饋線阻抗發(fā)生變化，進而導致發(fā)射機輸出阻抗與饋線阻抗不匹配，在饋線上的某些位置形成大的駐波和反射，危害發(fā)射系統(tǒng)的播音安全。

4 天饋線物理結構變化位置的確定

4.1 網絡分析儀的測試原理

利用網絡分析儀測試饋線，就是用網絡分析儀在某頻段對饋線系統(tǒng)進行掃面，獲得電長度尺寸上各點的駐波比、反射系數(shù)、阻抗等參數(shù)，從而找到駐波比較大、反射系數(shù)較高、阻抗偏離較多的點，快速準確地對故障點進行定位，并且可以在實時顯示效果的情況下對饋線進行調整。

4.2 理論計算

由天饋線理論可知，當平衡饋線的特性阻抗與發(fā)射機的輸出阻抗及天線的阻抗呈匹配狀態(tài)時，電磁波在傳輸過程中呈行波狀態(tài)，饋線上無反射點，整體反射系數(shù)為零。如果饋線上某一點的特性阻抗與發(fā)射機的輸出阻抗及天線的阻抗不匹配，在該點就會有駐波，反射系數(shù)就大于零。駐波比與反射系數(shù)的關系如下：

由四分之一波長傳輸線理論可知，當四分之一波長傳輸線的輸入阻抗和負載阻抗相等時，四分之一波長傳輸線的特性阻抗也必須與之相匹配，否則，在該傳輸線上就會產生反射波。我們可以把大功率短波饋線看作n節(jié)四分之一波長傳輸線，如果饋線上有反射系數(shù)異常點，必然與四分之一波長呈現(xiàn)倍數(shù)關系。四分之一波長與頻率的關系如下：

4.3 實際測試調整的應用

現(xiàn)以PNA3628DP網絡分析儀為例簡介實際應用過程（詳細使用方法可參考使用說明書）。

使用網絡分析儀的時域測量功能，可以知道測試長度內每一個調整點反射系數(shù)的大小，換句話講，就是可以知道調整點距離測試端口的位置。這樣，我們就能夠迅速定位到調整點。

使用網絡分析儀的頻域測量功能，可以知道掃描頻段內的駐波比曲線，頻率和駐波比是對應的關系，直觀顯示饋線的整體調試效果。

按照說明要求連接好測試儀器并進行設置校準，我們以發(fā)射機輸出端第一個交換開關平衡饋芯為測試起點進行測試。假設以11M—21.6M帶寬對某饋線進行掃描，該饋線長度在420m左右，掃描數(shù)據如下表1所示。

電長度=機械長度*介質系數(shù)，空氣介質系數(shù)為1。

經實地確認，164m位置為一雙桿支撐立柱，其結構如圖3，支撐立柱兩側的饋線由跳籠連接，跳籠是懸空無固定的，兩跳籠之間的中心距由定長度的絕緣磁棒來決定，由于大風等原因，導致絕緣磁棒的固定點發(fā)生位移，跳籠變形，從而引起該位置阻抗值發(fā)生變化，造成該點反射系數(shù)較大。按照設計圖紙重新校正跳籠各固定點位的中心距，重新掃描后，該點反射系數(shù)降為0.0098（允許值<0.05，一般在饋線位置反射系數(shù)盡量調整至0.02以下，駐波比1.5以下）。

對位置點進行實地確認也有一個快速方便的方法，就是制作一個短接線，在大概距離的饋線位置短接，看網絡分析儀中出現(xiàn)全反射的點是否和短接的點吻合，以此逐步確定饋線的調整點，這比在戶外測量距離要簡單快捷。

下表為理論計算反射系數(shù)點與實際定位點的對照表，可以看出二者的對應關系基本一致，所以我們可以根據平時播音中駐波比較大的頻率做出理論計算，實際調試中就可以有針對性地優(yōu)先對這些點位進行調整，避免了盲目性，提高了效率。

5 結束語

通過定期測試或根據發(fā)射機駐波比、反射功率越限的告警提示來及時安排測試，能夠對整個饋線系統(tǒng)的狀況了如指掌，將以往的被動處理故障變?yōu)橹鲃宇A防檢修，可以降低因饋線系統(tǒng)故障而引發(fā)的長時間重大停播事故發(fā)生，提升設備維護水平和維護技能科學化。

饋線系統(tǒng)阻抗的測試方法很多，有些方法需要到天線場區(qū)測試，計算過程也較復雜，實際操作不方便，該文提供了一種簡單便捷的測試調整方法，室內測試室外調整，理論計算與實際定位相結合，經實踐驗證，測試定位準確，方便高效，以供讀者參考。

【通聯(lián)編輯：代影】