天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

班偉偉

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局錫林浩特廣播發(fā)射中心臺(tái)正鑲白旗851臺(tái) 內(nèi)蒙古 錫林浩特市 013800

1 天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原理

76米的中波發(fā)射天線，可以用作單頻單塔天線，還可用作雙頻共塔天線。單頻單塔天線的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)采用L、C電路。把天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和天線阻抗一起，看作一個(gè)無源二端網(wǎng)絡(luò)，如果它的饋線特性阻抗等于等效阻抗時(shí)，其饋線和天線完全匹配，如圖1、圖2所示。

圖中W：饋線特性阻抗XS，：調(diào)配元器件的電抗值XP，：調(diào)配元器件的電抗值ZA=RA+jXA，：天線的輸入阻抗。

圖1 正┏式圖

圖2 倒 ┑式圖

在正┏圖中，所示的電路應(yīng)滿足下式：

即 ：（RAW+XSXP+XPXA）+（XSW+XPW+XAWXPRA）=0

令上式左端實(shí)部，虛部分別等于0，得以下方程組：

解得XS和XP為：

同理可推，在倒┑圖中，所示電路圖應(yīng)滿足下式：即：（WRA+XPXS+XPXA+XSXA）+j（WXA+WXP-XPRAXSRA）=0

令上式左端實(shí)部，右端虛部分別等于0，得以下方程組：

解得XP和XS為：

解析式1，式2中XP和XS它的根號(hào)前正，負(fù)號(hào)取相反。由解析式（1）可知，只有在W＞RA時(shí)才有實(shí)根，所以第一種網(wǎng)絡(luò)僅適用于W＞RA。

當(dāng)W＜RA時(shí)，解析式1不能成立，而時(shí)一定成立，這時(shí)就可以選用第二種網(wǎng)絡(luò)。

在通常情況下，調(diào)配網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)臂取負(fù)值（容性），串聯(lián)臂取正值（感性），這是因?yàn)樗闹C波濾波特性好。因?yàn)椋煺{(diào)網(wǎng)絡(luò)的所有元器件都是電抗元件，并且電抗元件值與天線阻抗值一樣，都是頻率的函數(shù)，無反射匹配僅對(duì)載頻而言。在一般情況下，其邊帶頻率上必然存在一定的損耗和反射，從而會(huì)影響發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)，它對(duì)全固態(tài)發(fā)射機(jī)的影響尤為嚴(yán)重，甚至使發(fā)射機(jī)不能正常運(yùn)行，工作不穩(wěn)定。為此，必須考慮在整個(gè)工作帶寬內(nèi)天饋線系統(tǒng)都能符合它的要求和匹配。

例如：天線阻抗在工作頻率1044KHz時(shí)，ZA=78+j98

求：XP、XS、C、L

解：按式2得出

以上是單頻網(wǎng)設(shè)計(jì)原理和電感、電容的計(jì)算方法，當(dāng)調(diào)制度m=1時(shí)，考慮到外電的變化，駐波比等因素的影響，在選定元器件耐壓及承受的電流時(shí)，一般按載波電壓的2.83倍，電流的1.23倍，視在功率的2倍，來選用它的電感和電容。

正┏圖、倒┑圖是兩種匹配網(wǎng)絡(luò)的形式，在通常情況下可根據(jù)實(shí)際情況選擇其中的一種。實(shí)際電路中所用的電感、電容數(shù)量多，也很復(fù)雜，如圖3所示。

圖3 單頻單塔天線匹配網(wǎng)絡(luò)圖

下面介紹一下它的工作原理，L11、C11組成串聯(lián)諧振電路吸收工作頻率以外頻率675KHz，L10、C10組成串聯(lián)諧振電路，它吸收另一個(gè)工作頻率以外頻率1305KHz，而兩個(gè)串聯(lián)諧振電路又組成了并聯(lián)諧振電路，諧振于工作頻率1044KHz，它呈高阻。圖中L0、C0組成并聯(lián)諧振電路，諧振于1044KHz，防止工作頻率入地。L01為靜電泄放線圈。

2 雙頻共塔天線

雙頻共塔天線裝置，就是在天線與廣播發(fā)射機(jī)的匹配網(wǎng)絡(luò)之間，加入一個(gè)能阻止另一套節(jié)目串入的阻塞網(wǎng)絡(luò)，通常它是由一對(duì)電感、電容組成的并聯(lián)諧振電路。

只要考慮兩部發(fā)射機(jī)的工作頻率不是靠的太近，并通過選擇合適的并聯(lián)諧振電路元器件值，就可以使串入本發(fā)射機(jī)的功率保持在足夠低的電平上。

按廣播電影電視部編制設(shè)計(jì)的手冊(cè)中，所推薦的數(shù)據(jù)，雙頻共塔天線的兩個(gè)頻率之比應(yīng)大于等于1.25，即。

如果兩部發(fā)射機(jī)工作頻率靠的太近時(shí)，那它的阻塞網(wǎng)絡(luò)對(duì)本工作頻率也就呈現(xiàn)很大的電抗，其插入損耗也會(huì)增大，網(wǎng)絡(luò)頻率特性隨之變差，發(fā)射機(jī)的工作就會(huì)不穩(wěn)定。為了解決這一問題，工作人員通常采取以下辦法：

（1）適當(dāng)加大阻塞網(wǎng)絡(luò)的電容量（但一般不應(yīng)該違背邊頻阻抗＞5000的原則，除非被阻塞的頻率，它的天線阻抗的模值很低）。

（2）增加預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)提高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載阻抗的實(shí)部，從而減少阻塞網(wǎng)絡(luò)在通過頻率附近電抗的成分，隨頻率變化的影響。

（3）在調(diào)配間安裝元器件時(shí)，盡量減少分布參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的影響。