中波天饋系統(tǒng)中抑制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置方式和選用原則

呂新軍

中波實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般都會(huì)有幾個(gè)頻率，幾個(gè)天線的相互距離也就幾百米。比如，寶雞廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)有3個(gè)中波頻率，兩座120m鐵塔，其中一個(gè)是雙頻共塔。一墻之隔的市臺(tái)和寶雞廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的一個(gè)頻率相差不足100，發(fā)射功率是寶雞廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的數(shù)倍。還有1個(gè)186m的電視調(diào)頻塔就在機(jī)房的后面。這四座鐵塔在不到600m的空間分布著，各個(gè)頻率之間的相互干擾必然存在。由于發(fā)射天線的互異性，一個(gè)良好的發(fā)射天線，也必然是一個(gè)良好的接收天線，因其有效高度較高，能感應(yīng)出較強(qiáng)的射頻信號(hào)，包括接收本臺(tái)和臨臺(tái)發(fā)射的同頻或臨頻及其他高頻設(shè)備輻射的高頻信號(hào)。這些高頻信號(hào)由發(fā)射塔接收后，串入天調(diào)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)過(guò)饋線進(jìn)入發(fā)射機(jī)，造成駐波比增大，影響指標(biāo)，燒毀功放，嚴(yán)重影響發(fā)射機(jī)的正常播出。

1　感應(yīng)高頻信號(hào)進(jìn)入發(fā)射機(jī)的危害

感應(yīng)高頻信號(hào)進(jìn)入發(fā)射機(jī)會(huì)造成以下危害。（1）影響發(fā)射機(jī)的安全播出，它回饋到功放輸出，對(duì)功放管造成損壞。因?yàn)楣Ψ殴ぷ髟诙☆愰_關(guān)狀態(tài)，為了減少功放管的損耗，功放輸出的波形具有陡峭的前后沿，當(dāng)回饋嚴(yán)重時(shí)，回饋電壓和輸出電壓疊加在一起，延長(zhǎng)了飽和到截止再到處于放大狀態(tài)的過(guò)渡時(shí)間，增加了場(chǎng)效應(yīng)管的損耗。疊加電壓過(guò)高時(shí)，可能會(huì)將管子燒毀。（2）當(dāng)回饋電壓過(guò)大時(shí)，反射電壓大，駐波比S大，發(fā)射機(jī)會(huì)保護(hù)性關(guān)功放和降功率。高頻回饋還會(huì)對(duì)發(fā)射機(jī)指標(biāo)造成影響，引入額外雜音，造成信噪比下降，嚴(yán)重時(shí)對(duì)失真和頻響也有影響。用假負(fù)載測(cè)量技術(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，接入天饋線系統(tǒng)測(cè)量指標(biāo)不合格，多半就是由于高頻回饋的干擾信號(hào)造成的。

2　抑制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置

由于中波廣播的傳輸特性，白天以地波為主，晚上由于天波電離層的反射，可以發(fā)射到較遠(yuǎn)的地方，甚至數(shù)百上千千米。當(dāng)晚上的熱點(diǎn)時(shí)段用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試天線匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，常常會(huì)因干擾嚴(yán)重?zé)o法測(cè)試，這就是因?yàn)橥砩咸炀€接收了很遠(yuǎn)處的同頻或臨頻廣播信號(hào)。在調(diào)配網(wǎng)絡(luò)里設(shè)置抑制網(wǎng)絡(luò)，就是為了對(duì)干擾頻率的能量進(jìn)行抑制。對(duì)雙頻共塔的天線來(lái)說(shuō)，在每一部發(fā)射機(jī)的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中，均設(shè)置了抑制其他頻率的網(wǎng)絡(luò)，使雙頻共塔的兩部發(fā)射機(jī)互不影響，共塔的兩個(gè)頻率都能安全優(yōu)質(zhì)播出，指標(biāo)達(dá)到甲級(jí)。抑制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置方式分兩種：一是阻塞網(wǎng)絡(luò)，二是泄漏網(wǎng)絡(luò)。

2.1　阻塞網(wǎng)絡(luò)

將并聯(lián)諧振電路串接在本頻的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)里，對(duì)他頻進(jìn)行阻塞的電路叫做阻塞網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)椴⒙?lián)諧振電路在諧振頻率附近的等效電阻很大，把并聯(lián)諧振電路串接在天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的串臂上，使諧振頻率f0等于需要抑制的高頻回饋頻率，高頻干擾信號(hào)就被并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)阻止了，不能通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)和饋線進(jìn)入發(fā)射機(jī)。由于天線和匹配網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)的阻抗都不大，，一般為數(shù)十至數(shù)百歐姆，而并聯(lián)諧振回路諧振時(shí)的阻抗在5 kΩ以上，其阻塞效果很好。在實(shí)際運(yùn)用中，把它串接在天調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的最低阻抗點(diǎn)上，使干擾頻率的分壓更小，阻塞效果更好。作為阻塞網(wǎng)絡(luò)，不但要阻塞他頻載頻，還要阻塞上下邊帶頻率，阻抗都要在5 kΩ以上。為了達(dá)到這個(gè)要求，先設(shè)定并聯(lián)回路的Q值，按阻塞頻率計(jì)算電容的數(shù)值，根據(jù)相近的標(biāo)準(zhǔn)電容再計(jì)算電感值，盡量少用價(jià)格昂貴的真空可變電容。

2.2　泄漏網(wǎng)絡(luò)

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干擾信號(hào)被有效地泄漏到大地，不會(huì)回饋到發(fā)射機(jī)影響播出，這種網(wǎng)絡(luò)搭建稱為泄漏網(wǎng)絡(luò)。為了增強(qiáng)泄漏網(wǎng)絡(luò)的抑制效果，把泄漏網(wǎng)絡(luò)并接在天調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)的最高阻抗處，使泄漏效果最好（高頻干擾分壓最低）。采用復(fù)合泄漏的好處是有并聯(lián)諧振電路對(duì)工作頻率隔離，它的接入和移出，對(duì)原匹配網(wǎng)絡(luò)阻抗影響不大。所以說(shuō)，設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)基本不用考慮泄漏網(wǎng)絡(luò)的影響。從這點(diǎn)看，復(fù)合泄漏網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于阻塞網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樽枞W(wǎng)絡(luò)一定程度上是參與阻抗匹配的。但是，當(dāng)兩個(gè)天線距離較近且地網(wǎng)又連接在一起時(shí)，不能選擇泄漏網(wǎng)絡(luò)，而應(yīng)選用阻塞網(wǎng)絡(luò)。如果選用泄漏網(wǎng)絡(luò)，本機(jī)的泄漏網(wǎng)絡(luò)將使另一部發(fā)射機(jī)的部分天線電路被短路，使其駐波比變大，播出會(huì)受到影響。這種現(xiàn)象在天線零位表和發(fā)射功率表上均會(huì)有反應(yīng)。

3　抑制網(wǎng)絡(luò)的在不同情況下的選用原則

（1）簡(jiǎn)單并聯(lián)諧振阻塞網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抑制效果好，當(dāng)多頻共塔或者一臺(tái)多塔發(fā)射時(shí)，多使用并聯(lián)阻塞網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)兩個(gè)發(fā)射塔距離較近，地網(wǎng)又連在一起，功率相當(dāng)，也必須使用并聯(lián)阻塞網(wǎng)絡(luò)，以免對(duì)施擾機(jī)造成影響。簡(jiǎn)單并聯(lián)阻塞電路對(duì)工作頻率呈現(xiàn)一定的感抗或容抗，當(dāng)阻塞頻率離工作頻率較近時(shí)，阻塞網(wǎng)絡(luò)對(duì)工作頻率和上下邊帶頻率呈現(xiàn)的阻抗有較大的差別。為了保證工作頻率和上下邊帶頻率都匹配，減少上下邊帶頻率的反射，多使用復(fù)合阻塞網(wǎng)絡(luò)。為了降低阻塞電路對(duì)工作頻率的實(shí)部分量，應(yīng)按以下標(biāo)準(zhǔn)選擇電容：頻率高，選擇電容略?。活l率低，選擇電容略大。電容選定后，再計(jì)算出電感量進(jìn)行試驗(yàn)和搭建。當(dāng)阻塞電路直接與天線串聯(lián)時(shí)，應(yīng)注意天線的實(shí)部電阻Ra。對(duì)于高度較低的發(fā)射天線來(lái)說(shuō)，工作頻率越低，實(shí)部電阻Ra越?。ㄌ炀€對(duì)不同頻率的Ra相差很大）。由于流過(guò)天線的電流也要流過(guò)阻塞網(wǎng)絡(luò)，天線實(shí)部Ra越小，天線電流越大，流過(guò)阻塞網(wǎng)絡(luò)的電流也大。因此，中波低頻段采用阻塞網(wǎng)絡(luò)的損耗比較大。當(dāng)天線高度較低，天線實(shí)部電阻Ra較小時(shí)，應(yīng)選用泄漏抑制網(wǎng)絡(luò)，避免在低頻段選用阻塞網(wǎng)絡(luò)。如果實(shí)在避不開，則應(yīng)選擇截面較大的鍍銀材料（線圈直徑大于15 cm）制作線圈，以降低熱損耗。簡(jiǎn)單阻塞網(wǎng)絡(luò)對(duì)阻塞頻率呈現(xiàn)高阻抗（Z≥5kΩ），對(duì)工作頻率則呈現(xiàn)一定的電抗，選擇這個(gè)電抗的性質(zhì)和大小時(shí)，應(yīng)結(jié)合天線虛部感抗和容抗的性質(zhì)及大小。

（2）簡(jiǎn)單串聯(lián)諧振泄漏網(wǎng)絡(luò)元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)諧方便，但容易引起邊帶頻率反射。復(fù)合泄漏網(wǎng)絡(luò)要用到3～4個(gè)元器件，造價(jià)較高，調(diào)試復(fù)雜，但泄漏網(wǎng)絡(luò)中的并聯(lián)諧振電路對(duì)工作頻率的阻抗≥5kΩ，隔離了工作頻率，對(duì)工作頻率沒有影響，僅使泄漏頻率旁路到地。其優(yōu)點(diǎn)是：不會(huì)引起工作頻率的邊帶反射，使泄漏網(wǎng)絡(luò)的插入損耗很小，接入和移出對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)電路的影響也很小。

（3）中波調(diào)幅廣播除了載頻外還有上下邊帶頻率，阻塞網(wǎng)絡(luò)對(duì)工作頻率的載頻阻抗和對(duì)上下邊帶頻率的阻抗差別要盡量小，這樣就不會(huì)出現(xiàn)阻塞干擾頻率時(shí)引起工作頻率和邊帶頻率特性變壞和交叉調(diào)制問(wèn)題。阻塞網(wǎng)絡(luò)阻塞高頻回饋時(shí)，不僅要在載頻處呈現(xiàn)較大的阻抗，在上下邊帶頻率范圍內(nèi)也會(huì)呈現(xiàn)相對(duì)比較大的阻抗，這就要求阻塞網(wǎng)絡(luò)阻塞干擾載頻頻率時(shí)，它的阻塞阻抗在5 kΩ以上，阻塞上下邊帶頻率在5 kΩ左右，這樣就會(huì)對(duì)干擾載頻和上下邊帶頻率都能起到很好的阻塞效果。若阻塞網(wǎng)絡(luò)的阻塞阻抗過(guò)大（Q值過(guò)高），會(huì)使阻塞載頻達(dá)到要求而阻塞上下邊帶頻率時(shí)阻抗變小，阻塞上下邊帶頻率不夠，造成阻塞的上下邊帶頻率對(duì)工作頻率的干擾。在阻塞網(wǎng)絡(luò)電路上，其產(chǎn)生的視在功率也還是比較大的。選擇阻塞網(wǎng)絡(luò)元件的耐壓和功率容量時(shí)，應(yīng)盡量選大一點(diǎn)，從防雷效果上說(shuō)，也更應(yīng)留有充分的余地。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳曉衛(wèi).《全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)使用與維護(hù)[M].北京:中國(guó)廣播電視出版社,2002.