中波天調(diào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與調(diào)試

鄭志斌 吳革新

廣播中波發(fā)射系統(tǒng)中，中波天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)是發(fā)射系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，網(wǎng)絡(luò)的好壞直接影響節(jié)目發(fā)送的安全和高效性。目前浙江廣播電視集團(tuán)第一廣播發(fā)射臺(tái)采用HARRIS 公司DX－200 型數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)，其對(duì)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)有新的要求，特別是對(duì)天線(xiàn)駐波比要求小于1.2:1,即VSRW≤1.2。由于該臺(tái)共有三個(gè)中波頻率同時(shí)發(fā)射播出，且地處浙江杭州，屬于雷暴多發(fā)之地，因此在設(shè)計(jì)天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)考慮多頻工作相互間的串?dāng)_問(wèn)題，需安裝防雷裝置，提高設(shè)備的防雷、增強(qiáng)安全可靠性。

天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工作頻率為810KHz，發(fā)射機(jī)輸出功率200KW，輸出阻抗50Ω。由于另有兩套大功率中波廣播節(jié)目在發(fā)射臺(tái)同時(shí)播出，其頻率為AM1530KHz 和AM603KHz，發(fā)射功率均為50KW。在整體設(shè)計(jì)時(shí)，為防止AM1530KHz 和AM603KHz 發(fā)射功率被網(wǎng)絡(luò)吸收，造成不必要的功率損耗，故不宜采用陷波器，而應(yīng)加入1530KHz 和603KHz 兩個(gè)頻率的阻塞網(wǎng)絡(luò)，以消除相互間的載頻干擾。為提高防雷效果，在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置了防雷裝置、隔直流電容以及微亨級(jí)電感等。

在材料選擇上，設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)截面積1mm2可承載3A 的高頻電流，同時(shí)適當(dāng)考慮冗余，其線(xiàn)圈紫銅管采用40mm 線(xiàn)徑，其管壁要求在2mm 以上。為增加器件的可靠性，容性器件全部采用陶瓷真空電容，其實(shí)際額定無(wú)功功率應(yīng)大于35KVA，具備20KV 以上的耐壓。部分電容采用可調(diào)，為調(diào)試提供便捷性。

真空電容選用型號(hào)為CKT1000/35/210、CKT1000/30/120、CKT250/30/150、CKTB400/30/120，網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)圈統(tǒng)一以管壁厚度為2mm、直徑為40mm 的紫銅管繞制而成，最大限度滿(mǎn)足大功率傳輸發(fā)射的要求。

按照設(shè)計(jì)要求，天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原理框圖如圖1 所示：

圖1 中電感L4、L3 和電容C3 組成了603KHz 的并聯(lián)諧振，用于阻塞603KHz 對(duì)810KHz 的干擾。電容C4、C2 和電感L2 組成1530KHz 的并聯(lián)諧振，用于阻塞1530KHz 對(duì)810KHz 的干擾，同時(shí)電感L2、L3 和電容C2、C3 對(duì)810KHz 正好是一個(gè)串聯(lián)諧振通路。

圖1

電感L1 和電容C1 組成倒「型網(wǎng)絡(luò)，用于調(diào)整提升輸出阻抗。電容C0除了參與天線(xiàn)端的共軛匹配外，因其隔直流的特性同時(shí)也起到了防雷的作用。電感L0 就是微亨級(jí)線(xiàn)圈，能有效提升對(duì)雷電的快速釋放效果。圖1 中的防雷裝置是由石墨放電球、磁環(huán)石墨線(xiàn)圈組成，起到過(guò)壓放電保護(hù)。

在實(shí)際工程中，網(wǎng)絡(luò)的諧振Q 值不要太高，取值在3～10 之間即可，有利于實(shí)現(xiàn)帶寬寬度。串聯(lián)諧振電感L、電容C的值要適合中波頻段526.5KHz～1606.5 KHz。通常L 取值大致在15～40μH，C 取值大約2000pF 左右。圖1 中的元器件實(shí)際取值為：C0 ＝930pF，LO ＝52.5μH，C1 ＝220pF，L1 ＝18μH，C2 ＝2000pF，L2 ＝19.3μH，C3 ＝2000pF，L3 ＝19.3μH，C4 ＝778.8pF，L4＝15.5μH。

網(wǎng)絡(luò)調(diào)試

當(dāng)天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)安裝就位后，要對(duì)其進(jìn)行通路調(diào)試，然后再調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)。大致過(guò)程為：阻塞粗調(diào)——網(wǎng)絡(luò)粗調(diào)、細(xì)調(diào)——阻塞細(xì)調(diào)——網(wǎng)絡(luò)精調(diào)——復(fù)測(cè)。

一、阻塞粗調(diào)。可分別利用603KHz 和1530KHz 發(fā)射機(jī)現(xiàn)實(shí)載頻場(chǎng)強(qiáng)，通過(guò)實(shí)際天線(xiàn)空中耦合接收，信號(hào)強(qiáng)度可根據(jù)需要由人工控制，分別對(duì)上述兩頻率的阻塞網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行粗調(diào)。用示波器監(jiān)測(cè)圖中E 點(diǎn)和F 點(diǎn)波形，具體改變C4 和L4 的值，使E 點(diǎn)和F點(diǎn)的載波電壓相對(duì)幅度值為最小，一般衰減量在40db 以上。

二、網(wǎng)絡(luò)粗調(diào)、細(xì)調(diào)。網(wǎng)絡(luò)粗調(diào)只需調(diào)整L2 和C2，L3 和C3,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀或天線(xiàn)阻抗測(cè)試儀在線(xiàn)測(cè)試可幫助完成。

在阻塞網(wǎng)絡(luò)調(diào)試基本完成的情況下，可利用電橋?qū)?10KHz 匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行細(xì)調(diào)。首先，脫開(kāi)50Ω 軟饋線(xiàn)，用電橋在圖1 中F 點(diǎn)送入810KHz 基頻信號(hào)，通過(guò)精確調(diào)整圖1 中的C1 和L1，使F 點(diǎn)的阻抗為50Ω。然后將電橋移至發(fā)射機(jī)輸出柜頂部，恢復(fù)F 點(diǎn)與軟饋線(xiàn)的連接，脫開(kāi)發(fā)射機(jī)輸出柜機(jī)頂處與饋線(xiàn)的連接，從該饋線(xiàn)入口處朝天線(xiàn)端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)阻抗的精調(diào)。根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，反復(fù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的可調(diào)器件作適當(dāng)微調(diào)，直到取得滿(mǎn)意的效果。

三、阻塞細(xì)調(diào)。在網(wǎng)絡(luò)調(diào)配完成后，可用前面匹配網(wǎng)絡(luò)細(xì)調(diào)同樣的方法對(duì)阻塞網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行細(xì)調(diào)。為達(dá)到理想的匹配效果，需將發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)輸出柜機(jī)頂端口處的阻抗調(diào)至50Ω，但實(shí)際上很難做到50Ω 純電阻，虛部電抗值在正負(fù)5 以?xún)?nèi)可以接受，一般建議選擇以容抗為好。

四、復(fù)測(cè)。全部調(diào)試完成后，對(duì)圖1中的A、B、C、D、E、F 點(diǎn)的阻抗及天線(xiàn)阻抗進(jìn)行復(fù)測(cè)，并做好記錄方便今后參考。

結(jié)束語(yǔ)

我們安裝完天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)后經(jīng)實(shí)際測(cè)量，其駐波比小于1.17，滿(mǎn)足天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)駐波比的設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)兩年多的實(shí)際運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定，避雷效果良好，所有的器件可靠，特別是陶瓷真空電容器的耐壓和真空度滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)行要求。