網(wǎng)絡(luò)分析儀在廣播發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用分析

汪源

摘要：進(jìn)入新世紀(jì)的第二個(gè)十年，電信信息技術(shù)得到了快速發(fā)展，時(shí)下許多電子產(chǎn)品都帶有網(wǎng)絡(luò)分析模塊，核心元件就是網(wǎng)絡(luò)分析儀。網(wǎng)絡(luò)分析儀具有較高的精確性，在電子產(chǎn)品的應(yīng)用中體現(xiàn)出了強(qiáng)大的功能。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)分析儀；發(fā)射機(jī)；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095-6363（2016）06-0064-02

近幾年，網(wǎng)絡(luò)分析儀在廣播發(fā)射機(jī)中的射頻元件以及一部分線性元件中得到了廣泛應(yīng)用并發(fā)揮了巨大的作用。以文詳細(xì)介紹網(wǎng)絡(luò)分析儀的工作原理和使用方法，重點(diǎn)分析網(wǎng)絡(luò)分析儀在廣播發(fā)射機(jī)中所起到的作用。

1.網(wǎng)絡(luò)儀的概述

1.1網(wǎng)絡(luò)分析儀的概念

網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種測(cè)量?jī)x器，它自身結(jié)構(gòu)中內(nèi)置了信號(hào)發(fā)生元件，可以在特定頻帶內(nèi)進(jìn)行掃描工作，對(duì)各個(gè)電器元件進(jìn)行測(cè)量，也可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行辨認(rèn)，是一種功能比較強(qiáng)大的新型測(cè)量設(shè)備，隨著相關(guān)技術(shù)的逐漸成熟，網(wǎng)絡(luò)分析儀在人們?nèi)粘５墓ぷ髋c生活中受到了廣泛應(yīng)用，成為越來(lái)越不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)備。無(wú)論是有源元器件還是無(wú)源元器件，它都可以對(duì)其散射參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。此外，它還可以檢查單雙口網(wǎng)絡(luò)復(fù)數(shù)參數(shù)以及電路的好壞。對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行合理運(yùn)用并正確操作，可以大大提高測(cè)量的精確程度，尤其是在射頻元件的測(cè)量方面，在不同系統(tǒng)和設(shè)備中網(wǎng)絡(luò)分析儀都可以體現(xiàn)出極強(qiáng)的兼容性。

1.2工作原理

網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種精確度較高、應(yīng)用范圍較廣的測(cè)量?jī)x器，我們?cè)趯?duì)其他元件進(jìn)行測(cè)量之前一定要先了解網(wǎng)絡(luò)分析儀的工作原理，才能夠在最大程度上將它的功能發(fā)揮到最大并成功了解被測(cè)量元件了具體情況。網(wǎng)絡(luò)分析儀不僅可以對(duì)單端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量也可以對(duì)多端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量，簡(jiǎn)單來(lái)講，單端口網(wǎng)絡(luò)在本質(zhì)上來(lái)說(shuō)也是一種多端口網(wǎng)絡(luò)，本文以多端口網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量為模板對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的工作原理進(jìn)行介紹。

一個(gè)任意多端口網(wǎng)絡(luò)的各端口終端均匹配時(shí)，由第n個(gè)端口輸入的入射行波an將散射到其余一切端口并發(fā)射出去。若第m個(gè)端口的出射行波為bm，則n口與m口之間的散射參數(shù)Smn=bm/an。一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)共有四個(gè)散射參數(shù)S11、S21、S12和S22。當(dāng)兩個(gè)終端均匹配時(shí)，S11和S22就分別是端口1和2的反射系數(shù)，S21是由1口至2口的傳輸系數(shù)，S12則是反方向的傳輸系數(shù)。當(dāng)某一端口m終端失配時(shí)，由終端反射回來(lái)的行波又重新進(jìn)入m口。這可以等效地看成是m口仍是匹配的，但有一個(gè)行波am入射到m口。這樣，在任意情況下都可以列出各口等效入射、反射行波與散射參數(shù)之間關(guān)系的聯(lián)立方程組。據(jù)此可以解出網(wǎng)絡(luò)的一切特性參數(shù)，如終端失配時(shí)的輸入端反射系數(shù)、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數(shù)等。單端口網(wǎng)絡(luò)可視為雙口網(wǎng)絡(luò)的特例，在其中除S11之外，恒有S21=S12=S22。對(duì)于多端口網(wǎng)絡(luò)，除了一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端口之外，可在其余一切端口都接上匹配負(fù)載，從而等效為一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)。輪流選擇各對(duì)端口作為等效雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出端，進(jìn)行一系列測(cè)量并列出相應(yīng)的方程，即可解得n端口網(wǎng)絡(luò)的全部n2個(gè)散射參數(shù)，從而求出n端口網(wǎng)絡(luò)的一切特性參數(shù)。

在實(shí)際測(cè)量工作開(kāi)始之前需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀本身進(jìn)行測(cè)量，需要用到已知阻抗的標(biāo)準(zhǔn)器（比如一個(gè)匹配負(fù)載、一個(gè)開(kāi)路、一個(gè)短路），也就是我們常說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。在網(wǎng)絡(luò)測(cè)量不存在誤差的情況下，將理想結(jié)果與所測(cè)量得到的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而對(duì)所測(cè)元件出現(xiàn)的誤差進(jìn)行調(diào)試，用同樣的方法將所有頻率點(diǎn)進(jìn)行修正與校準(zhǔn)。共測(cè)量與計(jì)算的復(fù)雜程度較高，通常會(huì)引入計(jì)算設(shè)備。

1.3使用方法

利用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量工作之前相關(guān)測(cè)量人員一定要了解儀器的操作步驟，合理運(yùn)用儀器才能保證儀器所測(cè)量數(shù)值的精確性。網(wǎng)絡(luò)分析儀器的控制面板中主要包含電源開(kāi)關(guān)、設(shè)備狀態(tài)區(qū)、標(biāo)記分析區(qū)、激活通道軌道區(qū)、軟驅(qū)、輸入?yún)^(qū)、導(dǎo)航區(qū)、響應(yīng)區(qū)、激勵(lì)區(qū)、測(cè)試端口、前USB區(qū)、以及監(jiān)視器等元件。

在進(jìn)行測(cè)量之前先要對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在進(jìn)行源參數(shù)設(shè)置時(shí)需要重點(diǎn)注意儀器的功率、帶寬以及頻率。在連接OUT時(shí)需要注意儀器運(yùn)行狀態(tài)和適配器；設(shè)置監(jiān)視器的顯示格式以及s參數(shù)測(cè)量；最后測(cè)定測(cè)量目標(biāo)并對(duì)響應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行觀察，查看網(wǎng)絡(luò)分析儀的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，如果運(yùn)行正常就可以將OUT移除；若運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常則需要結(jié)網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行重新調(diào)整。當(dāng)測(cè)量工作正式開(kāi)始時(shí)，連接OUT并設(shè)置合適的校正參數(shù)，記錄完畢后正式對(duì)被測(cè)量產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量。

2.網(wǎng)絡(luò)分析儀在廣播發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用

隨著無(wú)線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)逐漸融入到居民的日常生活中，其中受到最廣泛應(yīng)用的是中短波廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)，這種技術(shù)的使用一定程度上緩解了我國(guó)目前波段緊張的問(wèn)題。中短波廣播發(fā)射機(jī)具有功率大、傳輸穩(wěn)定性高、傳輸質(zhì)量高、傳出效率高等特點(diǎn)，基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化以及固態(tài)化。這些優(yōu)勢(shì)極大地促進(jìn)行中短波發(fā)射機(jī)的推廣與普及。然而大功率PSB中短波發(fā)射機(jī)一個(gè)最大的缺陷就是輸出網(wǎng)絡(luò)的阻抗匹配問(wèn)題，這種需要引入網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行輔助測(cè)試。

2.1廣播發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)

一般情況下，廣播發(fā)射機(jī)由4個(gè)部分構(gòu)成，分別是射頻部分、音頻調(diào)制部分、控制部分以及電源部分。對(duì)于整個(gè)廣播發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，最重要的是射頻部分中的就是射頻模塊中的諧波慮波器，它通過(guò)基波來(lái)對(duì)高次諧波進(jìn)行過(guò)濾，使其接收的頻段與發(fā)射的頻段相一致。

2.2網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)廣播發(fā)射機(jī)的重要意義

一般情況下，射頻系統(tǒng)不穩(wěn)定是造成廣播發(fā)射機(jī)故障的主要原因，約有30%的故障停播時(shí)長(zhǎng)是由廣播發(fā)射機(jī)內(nèi)部的天饋線系統(tǒng)造成的。合理地使用網(wǎng)絡(luò)分析儀可以有效避免此類事故的發(fā)生，它可以在故障發(fā)生之前監(jiān)測(cè)出網(wǎng)絡(luò)不匹配問(wèn)題并發(fā)出警報(bào)，如果問(wèn)題得到即時(shí)的解決就可以保證廣播節(jié)目順利且流暢地播出。

網(wǎng)絡(luò)分析儀的功能十分強(qiáng)大，其功能項(xiàng)目主要包括頻域測(cè)試功能和時(shí)域測(cè)試功能。頻域測(cè)試功能可以對(duì)諧波濾波器進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)內(nèi)部其他元件進(jìn)行調(diào)試，最大程度上降低廣播發(fā)射機(jī)發(fā)生故障的機(jī)率。

2.3網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)諧波濾波器的調(diào)整

對(duì)諧波濾波器進(jìn)行調(diào)整之前需要對(duì)事先設(shè)定網(wǎng)絡(luò)分析儀的相關(guān)參數(shù)，其設(shè)定主要分為5步：第一，設(shè)定網(wǎng)絡(luò)分析儀的終止頻率和起始頻率；第二，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)電阻；第三，校準(zhǔn)設(shè)備儀器，主要進(jìn)行負(fù)載校對(duì)、短路校對(duì)以及開(kāi)路校對(duì)；第四，設(shè)置監(jiān)視器的顯示方式；第五，鉤選顯示標(biāo)記，使監(jiān)視器顯示基本單位。

在對(duì)諧波濾波器進(jìn)行調(diào)整時(shí)需要松開(kāi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與3個(gè)電容連軸；再?gòu)木W(wǎng)絡(luò)分析儀監(jiān)視器所顯示出的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)電容進(jìn)行調(diào)整，直到原理圖中電抗虛部數(shù)值為零，實(shí)部電阻達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值；最后調(diào)整頻率以符合標(biāo)準(zhǔn)的諧波濾波數(shù)值，同時(shí)記錄下分析儀監(jiān)視器上所顯示的虛部與實(shí)部的數(shù)值，最后將儀器調(diào)整到其他頻率值進(jìn)行復(fù)查。

3.結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)分析儀中的許多功能都可以運(yùn)用于廣播發(fā)射機(jī)中，可以大大提高廣播發(fā)射機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定效果。網(wǎng)絡(luò)分析儀中也可以有效避免廣播發(fā)射機(jī)在進(jìn)行廣播播出時(shí)出現(xiàn)事故，真正實(shí)現(xiàn)“既經(jīng)濟(jì)、又安全、高質(zhì)量、不間斷”的播音目標(biāo)。合理運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析儀可以有效降低廣播發(fā)射機(jī)的損耗，提高廣播發(fā)射機(jī)內(nèi)部貴重元件的使用壽命，實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)射機(jī)可靠、安全、持續(xù)、準(zhǔn)確、高效的傳輸效果。