天線匹配網(wǎng)絡(luò)對中波發(fā)射機(jī)的影響及故障處理

李輝

摘要：天線匹配網(wǎng)絡(luò)對整部發(fā)射機(jī)的工作效率。播出質(zhì)量和穩(wěn)定度都有著舉足輕重的作用，本文通過三個(gè)具體事例、分析了天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)具體故障的處理思路和維護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)；特性阻抗；抑制；阻塞；反射；調(diào)諧；負(fù)載

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）34-0041-01

中波調(diào)幅廣播是一種以地面波繞射傳輸?shù)臒o線電波，其發(fā)射天線為垂直天線，以便發(fā)射垂直極化波。中波發(fā)射天線的阻抗是復(fù)數(shù)阻抗，既有實(shí)部電阻，又有虛部阻抗，而且它會隨著工作頻率、天線尺寸和接地電阻等不同而發(fā)生變化。目前傳輸使用的同軸電纜，其特性阻抗一般為50Ω。根據(jù)最大功率傳輸?shù)囊螅瑸榱耸棺鳛樨?fù)載的鐵塔天線得到最大功率，中間需要一個(gè)阻抗變換的環(huán)節(jié)，天線匹配就是將天線的特性阻抗轉(zhuǎn)化為同軸電纜的特性阻抗，使他們共軛匹配，以便達(dá)到最大功率傳輸?shù)哪康模?，無論使用任何種類的發(fā)射機(jī)都離不開天線匹配網(wǎng)絡(luò)。

1 天線匹配網(wǎng)絡(luò)的原理

在最初設(shè)計(jì)天線匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)會根據(jù)天線阻抗的不同分別采用Γ型網(wǎng)絡(luò)、T型網(wǎng)絡(luò)或π型網(wǎng)絡(luò)。其原理是利用電抗元件電感（L）和電容（C）進(jìn)行串并聯(lián)組合，以抵消天線阻抗的虛部，并使天線阻抗的實(shí)部和饋線的純阻阻抗相匹配，這樣發(fā)射機(jī)送來的功率就能以較小的損耗經(jīng)鐵塔天線輻射出去。天線匹配網(wǎng)絡(luò)不僅能完成阻抗變換，還有抑制邊帶、阻塞共塔其他頻率等功能，所以經(jīng)常加入高頻阻塞網(wǎng)絡(luò)和陷波網(wǎng)絡(luò)。由于這些網(wǎng)絡(luò)多數(shù)都對相應(yīng)頻率處于串、并聯(lián)諧振狀態(tài)，所以參數(shù)稍有變化就會對相應(yīng)頻率造成較大影響。當(dāng)察覺到參數(shù)變化較大時(shí)，需用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對天線匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)阻抗時(shí)需要先測試調(diào)整阻塞網(wǎng)絡(luò)和泄露網(wǎng)絡(luò)的LC元件，再把起阻抗變換作用的LC元件放在最后調(diào)整。

2 天線匹配網(wǎng)絡(luò)引起的故障分析與處理

在DAM中波發(fā)射機(jī)的使用與維護(hù)中，經(jīng)常遇到一些故障，這些故障并不是發(fā)射機(jī)本身引起的，而是來自于天線匹配網(wǎng)絡(luò)。

故障現(xiàn)象1：一臺轉(zhuǎn)播中央一套廣播節(jié)目的DAM全固態(tài)發(fā)射機(jī)在使用中出現(xiàn)緩慢自動(dòng)降功率的現(xiàn)象，但顯示屏及指示燈都沒有任何故障顯示。

故障分析及處理：這種情況，先查看反射功率，發(fā)現(xiàn)有增加但不多，于是本著先簡后難得原則，現(xiàn)調(diào)整發(fā)射機(jī)末級槽路的調(diào)諧和負(fù)載旋鈕，使發(fā)射機(jī)的輸出功率增加到10KW，功放電流50A左右，在觀察反射功率逐步下降到正常值，工作一段時(shí)間一切正常，故障排除。

故障現(xiàn)象2：依舊是該發(fā)射機(jī)在使用中出現(xiàn)突然自動(dòng)降功率的現(xiàn)象，同時(shí)顯示屏伴有反射過大的故障顯示。

故障分析及處理：檢查反射功率、天線零位和濾波器零位指示，發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)數(shù)值較以往均有較大變化。首先調(diào)整發(fā)射機(jī)末級匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧和負(fù)載旋鈕，使發(fā)射機(jī)的輸出功率逐步增加，可是這次最多能增大到8KW，反射功率下降不多，繼續(xù)增加會觸發(fā)三類故障而自動(dòng)降功率，因此只能調(diào)整天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。

停機(jī)后，對天線匹配網(wǎng)絡(luò)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)阻抗變化較大，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中的阻抗變換部分使天線和饋線處于匹配狀態(tài)，同時(shí)將發(fā)射機(jī)末級輸出的匹配網(wǎng)絡(luò)重新調(diào)整好，開機(jī)測試發(fā)射機(jī)工作穩(wěn)定，沒有在出現(xiàn)該故障。

故障現(xiàn)象3：一臺轉(zhuǎn)播吉林綜合DAM全固態(tài)發(fā)射機(jī)，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)功率指示忽高忽低的現(xiàn)象，但顯示屏及指示燈并沒有故障顯示。

故障分析及處理：首先檢查當(dāng)功率表變化時(shí)，功放電流的變化情況，發(fā)現(xiàn)電流隨著功率高低變化，而且反射功率、天線零位和濾波器零位指示的數(shù)值跟以往相比均有小幅度變化。調(diào)整發(fā)射機(jī)末級匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧和負(fù)載旋鈕，使發(fā)射機(jī)的輸出功率恢復(fù)到10KW，反射功率逐步下降到正常值，可工作一段時(shí)間后輸出功率自動(dòng)增加到12KW。再次調(diào)整調(diào)諧和負(fù)載旋鈕，使輸出功率恢復(fù)到10KW，工作一段時(shí)間后輸出功率有自動(dòng)降低到8KW。由于功率始終忽高忽低，所以不再調(diào)整發(fā)射機(jī)。

停機(jī)后，對天線匹配網(wǎng)絡(luò)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)實(shí)部接近50Ω，虛部稍有變化，基本處于匹配狀態(tài)，不應(yīng)該對發(fā)射機(jī)本身造成這么大影響。再測試發(fā)射機(jī)末級的濾波器和饋線阻抗也匹配良好，于是對天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的逐個(gè)元器件進(jìn)行檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)天線匹配網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)電容有一點(diǎn)打火跡象，用替換法更換新電容后重新匹配調(diào)整整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在開機(jī)測試，故障排除。經(jīng)過幾天的運(yùn)行，發(fā)射機(jī)比較穩(wěn)定，沒有再出現(xiàn)該故障。

通過這三個(gè)類似故障的處理，了解到鐵塔天線和天線匹配網(wǎng)絡(luò)的元器件本身會隨著季節(jié)的變換改變自身的阻抗，使匹配偏離正常值。當(dāng)這個(gè)數(shù)值偏差不大時(shí)，臨時(shí)處理方式是調(diào)整發(fā)射機(jī)的調(diào)諧和負(fù)載旋鈕，通過改變發(fā)射機(jī)末級網(wǎng)絡(luò)的阻抗盡量減小反射功率使之繼續(xù)工作。但當(dāng)鐵塔天線阻抗變化劇烈時(shí)，則需對天線匹配網(wǎng)絡(luò)本身進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)將調(diào)整過的發(fā)射機(jī)末級網(wǎng)絡(luò)接矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀重新調(diào)整到匹配值。天調(diào)試應(yīng)采用全封閉方式，這樣可以避免雨、雪等飄到天線匹配網(wǎng)絡(luò)的元器件上導(dǎo)致打火，第三個(gè)故障損壞電容，懷玉就是這種情況導(dǎo)致電容穩(wěn)定度下降。同時(shí)還要對天線匹配網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)足夠重視，由于中波頻率相對來說較低，波長較長，其天線匹配網(wǎng)絡(luò)的電感和電容往往較大，所以在對其檢查維護(hù)時(shí)要更加仔細(xì)認(rèn)真，把安全隱患消滅在萌芽階段。