山西省廣播電視局陽泉中波轉(zhuǎn)播臺 段震忠

陽泉中波臺使用的10kW DAM全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機，具有完善的駐波比保護電路，在面板上有直觀的入射功率、反射功率、天線零位、濾波器零位等重要參數(shù)的指示，從事多年發(fā)射機維護工作，我們會發(fā)現(xiàn)各種原因引起的天饋系統(tǒng)參數(shù)的變化，經(jīng)常導(dǎo)致發(fā)射機功率異常、無法開機等情況的發(fā)生，本文結(jié)合實例，從天調(diào)網(wǎng)絡(luò)存在的鄰頻干擾和發(fā)射機自身輸出網(wǎng)絡(luò)故障入手，介紹發(fā)射機天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原理及調(diào)整方法。

1 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)受鄰頻干擾，發(fā)射機天線零位大

我臺站負責(zé)轉(zhuǎn)播的廣播節(jié)目，載波頻率為846kHz，發(fā)射機輸出阻抗為50Ω，饋線特性阻抗為50Ω，附近有1098kHz的中波天線工作。

圖1為846kHz天調(diào)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。天調(diào)網(wǎng)絡(luò)是由匹配網(wǎng)絡(luò)、阻塞泄漏網(wǎng)絡(luò)、避雷系統(tǒng)等組成。匹配網(wǎng)絡(luò)由電感線圈L1、L2，電容C1、C2組成，完成天線與饋線間的阻抗匹配使天線更有效率地工作；MH線圈為防雷系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)與發(fā)射設(shè)備起到保護作用；C3、L3、L4組成泄漏網(wǎng)絡(luò)，將1098kHz的高頻信號泄漏到地，消除鄰頻干擾。

圖1 846kHz天調(diào)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

匹配網(wǎng)絡(luò)的作用：發(fā)射機輸出阻抗為50Ω的純電阻阻抗，通過50Ω的饋線送到天調(diào)室，而天線則是隨著頻率和高度等參數(shù)變化的復(fù)數(shù)阻抗，為了使發(fā)射機的高頻能量最有效地傳送到天線并輻射出去，天線與饋線就必須達到良好的匹配，在二者中間設(shè)計一個匹配網(wǎng)絡(luò)，使天線實部電阻和饋線阻抗相等，并抵消天線復(fù)數(shù)阻抗中的虛部電阻，完成阻抗匹配。

發(fā)射天線存在互異性，不僅是發(fā)射天線同時也是接收天線，能感應(yīng)到較強的射頻信號。1098kHz的高頻信號會從846kHz發(fā)射塔通過連接銅管進入846kHz的天調(diào)室，并通過天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和饋線進入發(fā)射機，影響發(fā)射機工作。遇到這種情況，我們就需要在原有的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)中增加阻塞和泄漏網(wǎng)絡(luò)，以消除鄰頻信號干擾。如圖1中，C3、L3、L4所組成的網(wǎng)絡(luò)為阻塞、泄漏網(wǎng)絡(luò)。

泄漏網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原理：由于串聯(lián)諧振電路在諧振頻率附近的阻抗Z很低，把它并接在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)并臂上的高阻抗和地之間，和諧振頻率同頻的高頻信號被有效地泄漏到大地。同時需要注意，在將鄰頻旁路入地時，要考慮到阻塞本頻。

（1）C3、L3在整個網(wǎng)絡(luò)中成并聯(lián)諧振，諧振于本頻846kHz，阻抗無窮大，對846kHz成開路狀態(tài)，本頻信號不入地直接送往天線。此時可以將并聯(lián)諧振視為阻塞846kHz的阻塞網(wǎng)絡(luò)。

（2）C3、L3并聯(lián)后再與L4串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)諧振，組成泄漏網(wǎng)絡(luò)。諧振于鄰頻1098kHz，串聯(lián)諧振時阻抗最小，該串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)直接入地，使鄰頻1098kHz的高頻信號入地，消除鄰頻干擾。

在實際安裝操作中，我們可以利用網(wǎng)絡(luò)分析儀來設(shè)計安裝泄漏網(wǎng)絡(luò)，分為兩步，舉例說明：

第一步：C3、L3并聯(lián)諧振調(diào)整，阻塞本頻846kHz。

圖2 （a）串聯(lián)諧振 （b）泄漏網(wǎng)絡(luò)

斷開圖1中B、C點連接，斷開D點，變成圖2（a）所示的串聯(lián)諧振。使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，設(shè)置中心頻率為846kHz±10kHz，校準分析儀后連接B、C點，測量串聯(lián)諧振阻抗。通過調(diào)整L3電感接入圈數(shù)，使分析儀數(shù)值接近0，阻抗最小，則B、C 點諧振于本頻846kHz，調(diào)整好后重新接回天調(diào)系統(tǒng)。因為調(diào)整時我們是斷開連接，將B、C視為串聯(lián)諧振測試，在本頻846kHz的中心頻帶內(nèi)，阻抗為0±j0.04Ω，諧振于本頻，接入主網(wǎng)絡(luò)后B、C為并聯(lián)諧振，此時D點對地阻抗無窮大，達到阻塞本頻的目的。并聯(lián)諧振使用串聯(lián)諧振方式調(diào)整，直觀，易懂，操作簡單。

第二步：C3、L3并聯(lián)后與L4組成的串聯(lián)諧振調(diào)整，泄漏鄰頻1098kHz。

斷開圖1中A、E兩點，變成圖2（b）所示的串聯(lián)諧振泄漏網(wǎng)絡(luò)。使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，設(shè)置中心頻率為1098kHz±10kHz，校準分析儀后連接A、E點，測量C3、L3、L4組成的串聯(lián)諧振阻抗。通過調(diào)整L4電感接入圈數(shù)，使分析儀數(shù)值接近0，阻抗最小，則A、E 點諧振于鄰頻1098kHz，調(diào)整完后接入主網(wǎng)絡(luò)，那么鄰頻1098kHz的感應(yīng)信號就會經(jīng)過串聯(lián)諧振入地，消除鄰頻信號干擾。

通過以上兩步操作，就完成了阻塞網(wǎng)絡(luò)、泄漏網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試，以達到減少鄰頻高頻信號回饋天調(diào)室，影響發(fā)射機安全工作的目的。

2 發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)故障，更換元件后，需要重新調(diào)整網(wǎng)絡(luò)

發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)由二階帶通濾波器和T型阻抗微調(diào)網(wǎng)絡(luò)組成。如圖3所示，帶通濾波器由L101、C101、C102、L102、C103組成，T型阻抗微調(diào)網(wǎng)絡(luò)由L3、L4、L5、C4組成。筆者處理過輸出網(wǎng)絡(luò)電容破裂，電容與銅皮連接端斷裂的故障，在更換電容后，發(fā)射機開機功率達不到10kW標稱功率（排除其他原因后），說明網(wǎng)絡(luò)失諧，此時需要對網(wǎng)絡(luò)重新調(diào)整，進行阻抗匹配。具體操作為：

圖3 發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)

（1）測阻抗。斷開帶通濾波器串聯(lián)諧振輸入端L101的A點（如圖3）與發(fā)射機輸出銅棒的連接，校準網(wǎng)絡(luò)分析儀后，測試線接L101輸入端A，測得復(fù)數(shù)阻抗為3.3Ω-j6Ω，均不在標準范圍內(nèi)(實部3.8-4.2Ω，虛部0Ω左右)。

（2）先冷調(diào)虛部線圈L101，盡量調(diào)整到0Ω左右。移動線圈L101上A點處的連接夾頭一次，改變位置后固定夾頭用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量A點阻抗。不斷重復(fù)此操作，虛部數(shù)值變大就往反方向移動夾頭，直到把虛部調(diào)到0Ω左右，實際最好值為-0.6Ω。

（3）熱調(diào)，找電流最大點。通過網(wǎng)絡(luò)分析儀測試調(diào)整虛部阻抗到規(guī)定范圍內(nèi)后，將發(fā)射機輸出銅棒再與L101的A點連接，我們還需進一步微調(diào)，以找到電流最大值點。發(fā)射機開高壓，電流指數(shù)40A。關(guān)機后，再次如冷調(diào)操作一樣移動L101線圈A夾頭位置，固定夾頭，開高壓再看電流，電流比40A小，則往反方向移動夾頭。電流變大，繼續(xù)向同方向移動夾頭并看電流變大情況，重復(fù)操作直到電流出現(xiàn)變小趨勢時，那么上一次的電流即為電流最大值點，將A夾頭固定在最大值位置。實際最大值點開機后電流為45A。因為是精確微調(diào)，所以每次夾頭移動距離不宜過多。找電流最大值點是在借助網(wǎng)絡(luò)分析儀冷調(diào)虛部阻抗后，繼續(xù)通過調(diào)整串聯(lián)諧振線圈接入量觀察發(fā)射機電流表數(shù)值的變化趨勢，找到最匹配，最合適的點，使其最大程度濾除發(fā)射機輸出銅棒感應(yīng)的高次諧波。

（4）發(fā)射機滿載時電流為50A，所以還需要調(diào)整L102、C103并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，使復(fù)數(shù)阻抗實部上升到4Ω左右。網(wǎng)絡(luò)分析儀測試線接L101的輸入端A，網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示實部阻抗3.1Ω，反復(fù)調(diào)節(jié)輸出網(wǎng)絡(luò)中并聯(lián)諧振線圈L102的抽頭1位置（4Ω點），使實部達到4Ω左右。重新固定連接后開高壓，電流上升到49A，功率上升到9kW，手動升功率到10kW，功放模塊開啟18塊，此時調(diào)整結(jié)束，發(fā)射機工作在正常狀態(tài)下，各項指標符合要求。

結(jié)語：無論是發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧，還是天調(diào)系統(tǒng)阻抗匹配，都會影響發(fā)射機的正常工作，通過上面兩個實例為大家介紹了調(diào)節(jié)測試發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計安裝天調(diào)系統(tǒng)阻塞、泄漏網(wǎng)絡(luò)的原理和方法，希望對大家在工作中處理發(fā)射機網(wǎng)絡(luò)失諧故障提供幫助。