三頻共塔技術在ZF-10A型中波發(fā)射機應急備播系統(tǒng)中的應用

閻婷婷

【摘要】 本文論述了三頻共塔技術在ZF-10A型中波發(fā)射機應急備播系統(tǒng)中的應用，具體闡述了發(fā)射機改頻、天調網(wǎng)絡改造等方面的內容。

【關鍵字】 三頻共塔 ZF-10A 發(fā)射機改頻 天調網(wǎng)絡 應急備播

中波發(fā)射由于其本身特點，覆蓋以地波為主；大部分的發(fā)射臺站雖然中波發(fā)射機均為一主一備，但一般都是主備發(fā)射機共用一副天線。而建設備用電線的成本過高，一個鐵塔約400萬。再加上在播的許多中波頻率均為北京地區(qū)唯一出口，若其進行天饋線系統(tǒng)的技術改造和例行大修工作需要停機時，將對中央人民廣播電臺、中國國際廣播電臺的節(jié)目造成影響，導致實驗播出和廣播播出的中斷，進而影響宣傳工作。因此，為確保播出單位的技改大修或發(fā)生故障時，不影響節(jié)目播出，有必要逐步建立北京地區(qū)中波發(fā)射系統(tǒng)的備份系統(tǒng)，確保不間斷、高質量的完成北京地區(qū)的中波實驗和廣播任務。在不增加天線的情況下，三頻共塔技術的應用，為我們提供了一種有效的解決方案。

一、10kW中波發(fā)射機改頻工作

發(fā)射機的改頻工作分為兩部分：發(fā)射機射頻部分的調整和輸出網(wǎng)絡的調整。

1.1發(fā)射機射頻部分的調整

射頻部分包括從振蕩器到48個射頻放大器、功率合成器、帶通濾波器及T型阻抗匹配網(wǎng)絡（基本構成如圖1）。

振蕩器產生的射頻信號經(jīng)過緩沖放大器、預推動、推動級將該信號放大到一個足夠高的電平，再經(jīng)過推動合成以及射頻分配送到每個功放模塊。分配到每個功放模塊射頻信號的電平既不能太高也不能太低，射頻信號太高或太低都會影響發(fā)射機的正常工作，嚴重的時候會損壞大量的功放模塊，因此，必須保證射頻信號在一個正常的范圍內。

通過對比發(fā)射機頻率預置單，我們發(fā)現(xiàn)頻率1與頻率2在一個頻段內，推動合成母板后的頻率選擇插針和效率線圈匝數(shù)的選擇都是一致的，只要通過適當調整推動電源就可以將兩個頻率的射頻推動電平都保持在正常的范圍內。通過調整推動電源將兩個頻率送到功放模塊的射頻電壓調整到23Vp-p左右，使之能符合發(fā)射機對射頻電壓的要求。

在ZF-10A型中波發(fā)射機中，發(fā)射機所需的工作載頻射頻信號是由射頻振蕩板提供的。為了提高發(fā)射機激勵信號的可靠性和穩(wěn)定性，本機采用固定頻率，穩(wěn)定度高達1×10-8的恒溫晶體振蕩器作為基準信號源，此振蕩器可以通過調節(jié)其兩個DIP開關改變輸出頻率。在現(xiàn)有射頻振蕩板中，配備雙恒溫晶體振蕩器，并通過K1轉換。由此實現(xiàn)輸出頻率快速切換。

1.2發(fā)射機輸出網(wǎng)絡的調整

發(fā)射機輸出網(wǎng)絡是將功率合成器輸出的低阻抗4歐姆轉換為50歐姆輸出阻抗。這個阻抗變換由兩部分組成：帶通濾波器和T型阻抗匹配網(wǎng)絡。其中，帶通濾波器完成射頻放大器產生的基波電壓的輸出，而濾除雜波；T型阻抗匹配網(wǎng)絡是將發(fā)射機的輸出阻抗調整為功率合成器的輸出阻抗。

發(fā)射機原輸出網(wǎng)絡如圖2。

圖2中L101、L101、C101、C102、L102、L103組成帶通濾波器；L103、L104、L105、C104組成T網(wǎng)絡；L103、L104、L105和C104為三次諧波陷波器。

帶通濾波器的基本作用是完成基波電壓的輸出和阻抗變換，如果發(fā)射機改變工作頻率，帶通濾波器則需要隨頻率的變換而做出調整，通過圖2我們可以看到隨著頻率的變換我們需要調整L101電感的抽頭，但是在實際使用中調整電感的抽頭很繁瑣，另外如果在調整過程中抽頭沒有接緊，在播音過程中就會出現(xiàn)打火現(xiàn)象對安全播出產生威脅。

為了實現(xiàn)在日常使用中能夠快速完成帶通濾波器的調整，我們將原輸出網(wǎng)絡中L101與C101的組合替換為一真空電容。因為對于兩個頻率來說L101與C101的組合都呈電容性，可以用一真空電容代替。用真空電容代替后的輸出網(wǎng)絡與原網(wǎng)絡相比較頻率特性沒有太大的變化。所以，我們將原輸出網(wǎng)絡改為如圖3。

圖3中C101替代原有的L101與C101組合，C101為2300pF可變真空電容，調試過程中將C101調到合適位置，由于頻率1、2之間的差異我們又增加一瓷餅電容C102來滿足發(fā)射機同時播出兩個頻率的要求，通過切換開關K1來完成兩個頻率的切換。在發(fā)射機播出900kHz節(jié)目時，圖4中K1是斷開的；當發(fā)射機播出846kHz節(jié)目時，K1是閉合的。通過K1的斷開和閉合發(fā)射機輸出網(wǎng)絡能夠在頻率1、2之間能夠快速切換，保證在一個機器正常備播時另一臺發(fā)射機能夠做備份，保證的安全播出的安全性。

調整發(fā)射機L105，使L105和C104串聯(lián)諧振于本振的三倍頻，濾除本振的三次諧波。另外，調整L102，使L102和C103并聯(lián)諧振于本振頻率（調試步驟不再贅述）。

二、天調網(wǎng)絡的設計

四九一臺原天線為頻率3、4雙頻共塔，兩個頻率的天調網(wǎng)絡元件均放置在露天的天調柜中，天調網(wǎng)絡電容使用的是瓷餅電容。為了滿足三頻共塔以及安全播出的需要，需要對天調網(wǎng)絡進行重新設計及搭建天線調配室。

2.1天調網(wǎng)絡的設計

由于原天線為雙頻共塔，為了滿足能夠發(fā)送新增頻率節(jié)目的要求，需要對現(xiàn)有天線天調網(wǎng)絡進行改造，增加新頻率匹配網(wǎng)絡以及阻塞網(wǎng)絡。改造后的各天線網(wǎng)絡柜中的元件具體構成如圖4，其中黃色為增加部分。

改造后天線可同時播出頻率3和頻率2或同時播出頻率3和頻率1；在頻率3回路上增加一套頻率1的阻塞網(wǎng)絡（網(wǎng)絡柜號F）；在原頻率2的匹配網(wǎng)絡基礎上，調頻率1的匹配，并加裝切換（網(wǎng)絡柜號A）；原電路器件參數(shù)可不變，但由于物理位置的移動可能需要微調；原頻率2通路中兩個陷波網(wǎng)絡，在改為頻率1時，可看作調配器件。

三、結論

四九一臺中波發(fā)射機應急備播系統(tǒng)現(xiàn)已建設完成，經(jīng)測試，各項指標都符合設計要求；自運行以來，覆蓋效果和發(fā)射機狀態(tài)良好。

這樣的嘗試是，為大功率中短波臺站之間的備播，提供了良好的解決方案。