TSW2500型500kW短波發(fā)射機高末輸出網(wǎng)絡(luò)的改進探討

呂紅梅

（國家新聞出版廣電總局2022臺 844000）

TSW2500型500kW短波發(fā)射機高末輸出網(wǎng)絡(luò)的改進探討

呂紅梅

（國家新聞出版廣電總局2022臺 844000）

TSW2500型500kW短波發(fā)射機是目前世界最先進的短波發(fā)射機之一，也是我國對外短波廣播的主力機型，本文對TSW2500型500kW短波發(fā)射機高末輸出網(wǎng)絡(luò)的改進進行了探討，以供參考。

TSW2500型500kW；短波發(fā)射機；高末輸出網(wǎng)絡(luò)

瑞士產(chǎn)TSW2500型500kW短波發(fā)射機具有運行穩(wěn)定、操作方便、自動化程度高等優(yōu)點，并且可以實現(xiàn)遠程控制，這完全得益于其穩(wěn)定的射頻運行環(huán)境和現(xiàn)代計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展。該機型的高頻放大器末級槽路采用三π網(wǎng)絡(luò)，工作于低Q值狀態(tài)，這使得其效率和技術(shù)指標(biāo)都比較好。

1 TSW2500型500kW發(fā)射機的高末級槽路

TSW2500型500kW發(fā)射機高末級槽路采用了一個低通結(jié)構(gòu)的三π網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。三π網(wǎng)絡(luò)可將發(fā)射機50Ω輸出阻抗變換為射頻末級功放管所需的等效屏極190Ω的特性阻抗；使調(diào)諧回路諧振于工作頻率；同時對高次諧波進行衰減（對于屏極上所有高次諧波均呈現(xiàn)最低阻抗），起到了濾除高次諧波的作用。三π網(wǎng)絡(luò)的電感采用了調(diào)諧線結(jié)構(gòu)，其分布參數(shù)很小，調(diào)諧回路的細調(diào)諧采用了真空可變電容器，從而使得調(diào)諧點細膩平滑。

圖1 射頻高末級三π輸出網(wǎng)絡(luò)

發(fā)射機的高末級調(diào)諧回路：

500kW發(fā)射機高末級放大器采用TH-576陶瓷四極管作為放大管。按照高末級槽路調(diào)諧的原理，如果高末級槽路的Q值大于10，通常以四極管陰流指示最小點和簾柵流指示最大點作為高末級槽路的調(diào)諧點。但是，對于高末級槽路為低Q值時的調(diào)諧回路，在調(diào)諧時，卻存在著陰流表指示最小點與輸出功率最大點不一致的情況。當(dāng)槽路的Q值較?。ㄐ∮?0）時，若以陰流表指示最小點作為調(diào)諧點，就會使屏壓Ua和屏流Ia出現(xiàn)不同相，而存在一個相位角準(zhǔn)，此時發(fā)射機的輸出功率變?yōu)镻～=1/2（UaIacos準(zhǔn)），從而使輸出功率和效率η兩者都會下降，通常陽極效率會下降約5%左右。對于這種情況，往往會在實際調(diào)諧時，先使陰流表調(diào)至指示最小，然后稍減電感L值或電容C值，使陰流表稍稍增大，同時使功率表指示增大（注意：二次水出水溫度并不增加，即屏耗并不增大），這時，發(fā)射機的輸出功率增加，效率提高，此點即為最佳調(diào)諧點。根據(jù)前面的分析，TSW2500型500kW短波發(fā)射機高末級槽路采用三π網(wǎng)絡(luò)。三π網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于低通濾波器，濾除高次諧波，保留基波，由基波來重現(xiàn)音頻調(diào)制包絡(luò)。由于支路電容及調(diào)諧線圈中的電流與回路Q值成正比，所以如果工作于高Q值，勢必對調(diào)諧線圈接點（接觸簧片）的冷卻以及真空電容器的冷卻提出更高要求，這在工藝上很難實現(xiàn)；選擇低Q值，又會使單個π網(wǎng)絡(luò)的諧波濾波度很難滿足要求。為了解決上述矛盾，500kW發(fā)射機的高末級采用了三個π網(wǎng)絡(luò)，且每個π網(wǎng)絡(luò)的Q值都選得比較低。三π網(wǎng)絡(luò)中，第三個π網(wǎng)絡(luò)主要起到阻抗匹配作用，在給定的電壓駐波比變化范圍內(nèi)，通過調(diào)整該網(wǎng)絡(luò)，為擔(dān)負調(diào)諧功能的前面兩個π網(wǎng)絡(luò)提供一個穩(wěn)的負載阻抗。

圖1中，Cout為高末TH-576電子管的輸出電容及電子管管座和屏極對地分布電容之和。在三π網(wǎng)絡(luò)中，共由7路8個可調(diào)元件（MP5～MP11，其中MP7為C261、C262兩個可調(diào)元件聯(lián)調(diào)）組成。8個可調(diào)元件中，C275、CL271是調(diào)諧調(diào)配元件，細調(diào)時，由這兩個元件完成微調(diào)；其余6 個元件 C271、L261、C261、C262、L251、C251 的數(shù)值，是根據(jù)理想情況下（天線為300Ω純阻時）對工作頻率進行粗調(diào)設(shè)置的（換句話說，這幾路在粗調(diào)預(yù)置后，在后面的調(diào)整過程中，就不再進行任何調(diào)整）。

2 射頻末級輸出網(wǎng)絡(luò)的基本組成及維護

射頻功率放大器的負載即輸出網(wǎng)絡(luò)一般采用可調(diào)電感和可調(diào)電容組成諧振網(wǎng)絡(luò)，通過控制系統(tǒng)調(diào)整電感量和電容量，使網(wǎng)絡(luò)諧振于工作頻率，從脈沖電流中選出基波；并濾除諧波，抑制諧波輻射；實現(xiàn)末級電子管屏極阻抗與負載阻抗相匹配，把基波攜帶的射頻功率高效的傳送到外接負載（天饋線）上。因為射頻末級放大器工作在高效率的丙類狀態(tài)，所以電子管負載阻抗應(yīng)呈現(xiàn)并聯(lián)諧振特性，丙類工作狀態(tài)下的能量存儲作用，用品質(zhì)因數(shù)Q值體現(xiàn)；品質(zhì)因數(shù)Q值必須大于2，以便正弦電壓能產(chǎn)生有脈沖波形的電流。TSW2500型500kW發(fā)射機的射頻末級輸出網(wǎng)絡(luò)采用3Π網(wǎng)絡(luò)，即3節(jié)Π網(wǎng)絡(luò)（7個電抗元件組成），主要實現(xiàn)三個方面的功能：諧振、阻抗變換、濾波。即3Π網(wǎng)絡(luò)將屏極等效阻抗190Ω轉(zhuǎn)換至負載阻抗（饋線阻抗）50Ω，同時諧振于工作頻率，濾除諧波，如圖2所示。

圖2

3 TSW2500型500kW短波發(fā)射機高末輸出網(wǎng)絡(luò)改進的體會

（1）C251承受的電壓最高，實際工作中，該電容損壞也最多。電容損壞的原因主要是電容耐壓不夠，引起過電壓擊穿。

（2）發(fā)射機暫態(tài)電壓過高時，會引起電容器擊穿，防止辦法是加放電球，同時在滿足功率要求的前提下，盡量降低屏壓。

（3）要避免發(fā)射機中的電容長時間工作于過電流狀態(tài)，否則極易引起溫度過高燒壞。調(diào)諧時，注意使發(fā)射機工作在準(zhǔn)確的調(diào)諧狀態(tài)下，否則由于失諧會引起電容電流過大，溫度升高，增加電容器損壞的可能性。

（4）要特別注意電容器本身的冷卻，如果電容器冷卻不好，極易引起不必要的損壞，對只有風(fēng)冷的電容，亦可采用增加水冷的方法來改善其冷卻效果。

（5）實際使用中，C271損壞率較高，高頻感應(yīng)較強，原安裝底板為鐵質(zhì)鍍銅材料，因渦流，常導(dǎo)致其發(fā)熱和氧化，現(xiàn)已將其改為銅板，效果明顯。另，我們通過測試發(fā)現(xiàn)，C271工作溫度較高，后在該電容上加裝了冷卻水盤，并增加高壓風(fēng)管進行強制冷卻，降溫效果明顯，其損壞率明顯下降。

4 結(jié)語

綜上所述，本文對發(fā)射機末級槽路進行了調(diào)整，不僅改善了發(fā)射機的技術(shù)指標(biāo)，而且還穩(wěn)定了發(fā)射機的工作狀態(tài)。本文對TSW2500型500kW短波發(fā)射機高末輸出網(wǎng)絡(luò)的改進進行了探討，希望能為相關(guān)的工作人員提供有價值的意見和建議。

[1]THALES.TSW2500型500kW技術(shù)說明書.2005.

[2]郭寶璽.大功率新型短波發(fā)射機射放技術(shù).1997.

TN838

A

1004-7344（2016）09-0284-02

2016-3-11