中波發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡淺議

阿 生

中波發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡，包含了并機網(wǎng)絡、電子管發(fā)射機等眾多技術設備。從電子管發(fā)射機發(fā)展到數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機，不僅實現(xiàn)了中波發(fā)射機輸出網(wǎng)絡中工作效率的提升，也減少了停播的風險。為獲得更大場強的無線發(fā)射效果，需要在天饋線機制、發(fā)射網(wǎng)絡的配置等方面提升發(fā)射機的發(fā)射功率、并機網(wǎng)絡技術。

1 中波發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡工作原理概述

當前的固態(tài)中波發(fā)射機包含了高頻、音頻、電源等組成部分。音頻信號通過負載波信號和音頻信號等的處理，經(jīng)過脈沖寬度音頻調(diào)制，進行放大后，隨著調(diào)頻寬脈沖不斷變化后，進入調(diào)制器，經(jīng)過低通濾波器的調(diào)幅的調(diào)解后，放大到了需要的功率和幅度，得到了一個具有足夠功率和幅度的音頻信號，產(chǎn)生了載頻信號，經(jīng)過高頻振蕩，產(chǎn)生了經(jīng)過射頻條幅的高未槽路，最終通過調(diào)諧濾波阻抗變換，輸出符合規(guī)定的載波。電源則將直流電壓輸送到發(fā)射機的各個工作部位，保證載波最終通過電線發(fā)射出去。

在中波發(fā)射機的安裝和運行過程中，天饋線系統(tǒng)是非常重要的部件。在進行固態(tài)發(fā)射機的安裝之前，通過各項前期準備工作，包括架設鐵塔，鋪設天線地網(wǎng)等，形成了系列性的發(fā)射機的配套工作，包括架設饋管、防雷接地、工作接地等。作為各個發(fā)射機的組成結構，這些部件的協(xié)調(diào)運行能夠保證無線電波的發(fā)射。例如：天線地網(wǎng)能夠采用大小不同的發(fā)射功率，作為發(fā)射過程的重要組成部分，做好匹配，以最好的狀態(tài)，打破地導系數(shù)等因素的干擾，發(fā)揮耐高溫和耐高壓的優(yōu)勢，進行輸出網(wǎng)絡的信號發(fā)射工作。

在天饋線的無線發(fā)射工作中，鐵塔的工作原理是將高頻能力加以轉變，通過鐵塔這一發(fā)射體，形成了電磁波，將電磁波發(fā)射到預定的方向。中波通過地波進行傳播，采用的是垂直極化波，采用垂直天線的方法，天線的電流的腹點和天線的高度有關。在選擇天線的時候，要考慮輸出阻抗網(wǎng)絡的配置等。例如：當前廣泛采用的是數(shù)字條幅全固態(tài)中波發(fā)射機的輸出阻抗網(wǎng)絡，由電容和電感線圈組成，具有諧振、阻抗等匹配功能，能夠對中波發(fā)射機的損耗性能等進行探測，同時還能分析中波發(fā)射機設計的輸出阻抗網(wǎng)絡。對這部分進行配置的時候，需要考慮電容組成回路、電感以及耐壓值、選擇性。合理選擇和適當調(diào)整阻抗網(wǎng)絡元器件，保證發(fā)射機設備的穩(wěn)定工作。

2 中波發(fā)射機輸出網(wǎng)絡配置

以全固態(tài)中波發(fā)射機為例，發(fā)射機的天線系統(tǒng)、調(diào)配網(wǎng)絡決定了發(fā)射機工作的外部環(huán)境。天線調(diào)配的網(wǎng)絡通過嚴格匹配，具有發(fā)射頻率，能夠利用通帶的良好特性，對周邊的電臺調(diào)頻射頻進行倒送。天線輸出網(wǎng)絡的運行，受到自然條件的影響，容易受到干擾，應采取有效的防護措施。這是由于發(fā)射臺一般是密分布、多頻率的網(wǎng)絡布設狀態(tài)，現(xiàn)場的電壓、電流以及相位差等都接近90度，在場效應管的輸出功率的幫助下，發(fā)射機的輸出功率由一定數(shù)量的功放模塊的輸出合成，各組功率經(jīng)過調(diào)整之后，符合天饋線網(wǎng)絡的設計要求。

對于天調(diào)網(wǎng)絡的設計程序，根據(jù)中波天線的匹配原理，采用高頻阻抗的方式，測出電橋的天線阻抗，選擇適當?shù)奶煺{(diào)網(wǎng)絡，增加虛部的絕對值，抵消天線上的串接電感的R型網(wǎng)絡訊號，減少天調(diào)網(wǎng)絡電路的損耗。根據(jù)臨近的中波發(fā)送設備的功率大小以及發(fā)射頻率的情況，對網(wǎng)絡的功率和類型進行區(qū)分，為了抑制外界射頻能量的倒送，得到相應的天調(diào)網(wǎng)絡阻抗等效電路草圖，需要計算出電路圖的元器件的各項參數(shù)。網(wǎng)絡中對電容的選用，采用固定瓷介電容的元件進行調(diào)整，例如網(wǎng)絡電感線圈的使用，能夠減少維護量，配置好短路夾后，利于更好地進行調(diào)試。

中波發(fā)射機進行并機播出的時候，要達到中波發(fā)設計的輸出的最佳效果，在進行并機網(wǎng)絡合成之后，將兩個機的功率之和輸出到天線中，形成橋T網(wǎng)絡。達到功率合成的技術參數(shù)。當出現(xiàn)故障的時候，如果一臺機器的功率發(fā)生了倒灌現(xiàn)象，那么就不能達到并機的目的，因此，應對并機網(wǎng)絡進行相應的元件阻抗設置，達到功率合成的同時，也不影響輸出輸入端的阻抗發(fā)揮出最大值。

根據(jù)并機網(wǎng)絡的設置和技術參數(shù)的要求，采用調(diào)試的方法，實現(xiàn)單機兩倍的發(fā)射功率。將甲機和乙機從兩段輸入接入，在并機之后從C路輸出。

并機網(wǎng)絡技術要求在進行網(wǎng)絡元件阻抗的設計時，要進行對稱相等的設計，保證網(wǎng)絡的平衡吸收電阻為80 Ω，輸出接純阻的負載值為R0。

進行固態(tài)機的線纜、通帶、阻帶的高頻能量等的倒送，采用正R型網(wǎng)絡進行計算和調(diào)試，例如：540 kHz頻率的固態(tài)機的調(diào)試，選用的天線的阻抗的計算公式為：

采用網(wǎng)絡匹配的方法，對工作頻率提供通路，起到雷電隔離的作用。提高整體的此場效應管的效率?？紤]到XL0的靜電泄放作用，設計L2、CO的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡，組成了X3、X4的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡，形成二階濾波器。電容C1為3 300PF。網(wǎng)絡調(diào)試步驟為：斷開饋管，將電橋測出B點，接受L0測出b點的阻抗，微調(diào)L0到L1，使b點阻抗達到50。波特瓦斯二階濾波器的調(diào)試，不接入電路后，組成的并聯(lián)網(wǎng)絡，形成的工作效率為540 kHz，接入網(wǎng)絡振諧達到1350 kHz。

將網(wǎng)絡接入電路，饋線輸入端D點阻抗的運行重復上述步驟，并進行微調(diào)。發(fā)射機功放單元經(jīng)過線圈合成后，標準阻抗達到規(guī)定數(shù)值之后，按照實際需要的條件，安裝有阻抗變換作用的帶銅濾波器，在實際的發(fā)射機中，L2、L3都屬于同一個線圈，與發(fā)射機的發(fā)射頻率是一種諧振。在發(fā)射機調(diào)試的時候，合成變壓器的漏感以及引線帆布電抗發(fā)生串聯(lián)諧振，形成的功放單元為純阻抗，為了保證發(fā)射機的諧波衰減量達到80 dB以上，加入諧波濾除電路，形成帶有并聯(lián)諧振的電路，綜合考慮帶通網(wǎng)絡元件，插入阻抗微調(diào)電路。

帶有抗雷功能的高頻輸出網(wǎng)絡、發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡包含了L101、C103等二階帶通網(wǎng)絡，與T型阻抗匹配網(wǎng)絡構成了高頻輸出系統(tǒng)，其作用是匹配濾波和阻抗，形成二階的最大平坦濾波器。它的作用是對不需要的頻率成分濾出音頻通帶，采用模數(shù)轉換的取樣頻率，形成各種組合頻率成分，將帶有量化臺階的射頻功能的合成器設置為低輸出阻抗，轉換為輸出監(jiān)測點需要的50 Ω等效阻抗。

模數(shù)轉換的取樣頻率以及各種組合頻率成分，轉換為輸出檢測點需要的純阻，行程為T型網(wǎng)絡，稱為高通匹配網(wǎng)絡，無論是輸入還是輸出，都是可變電感器。接地支路為諧振于載波頻率的串聯(lián)電路，形成容性電抗。

由于固定態(tài)發(fā)射機的功放元器件主要在遇到大電流的時候會發(fā)生擊壞的問題，因此比較脆弱，需要對固態(tài)發(fā)射機采取防雷措施。當天線遇到雷擊的時候，基塔發(fā)生了火球，放電球打火使得天線阻抗發(fā)生了短路，功放單元的負載被短路破壞，迫使發(fā)射機進行自我保護。輸出功率的能量在瞬間會產(chǎn)生很大的電流和電壓，會損壞場效應管。采用射頻輸出網(wǎng)絡，選用阻抗微調(diào)電路，相移為-45o。在天調(diào)網(wǎng)絡中附加相移網(wǎng)絡，使得天線的放電球的位置與發(fā)射機的輸出口的相位差是180o的整數(shù)倍。當放電球發(fā)生短路的時候，發(fā)射機功放單元的輸出側就能由于處在短路狀態(tài)，對功放單元實行保護。這個時候，元件值進行恰當?shù)倪x擇，對負載短路進行控制，得到等效的合成變壓器的單元側的負載阻抗，實現(xiàn)對功放單元有效保護。

3 中波發(fā)射機輸出網(wǎng)絡的應用

以某公司的中波發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡的功能和應用為例，該中波發(fā)射機，功放單元處在開關工作狀態(tài)，單元控制信號開通后，形成了編碼，射頻功放單元的射頻功率，經(jīng)過功率的合成器，經(jīng)過大功率射頻方波信號的放大，將豐富的各次諧波匯總為總的載波功率。由于射頻功率合成器的輸出端接到了天饋系統(tǒng)，經(jīng)過輸出網(wǎng)絡的阻抗匹配之后才能進入天饋系統(tǒng)進行發(fā)射和播出。發(fā)射機的信噪比、穩(wěn)定性等決定了輸出網(wǎng)絡的好壞。

由于發(fā)射機的功放單元的原有的阻抗較小，標準阻抗為2 Ω，為了將輸出阻抗提升到工作需要的數(shù)值，使用帶有阻抗變緩作用的帶通濾波器，設置了多個高頻功率放大器，進行了功率合成，產(chǎn)生了射頻矩形波。經(jīng)過抗雷設計的高頻輸出網(wǎng)絡，經(jīng)過調(diào)制，得到了能夠進行幅度控制的射頻正弦波。高頻輸出網(wǎng)絡包括抗雷型網(wǎng)絡、帶通濾波器、諧波濾波器等。在高頻網(wǎng)絡中又加入阻抗微調(diào)電路，給后期的維護工作帶來了便利。

對于中波發(fā)射機輸出網(wǎng)絡運行時出現(xiàn)的故障等，根據(jù)具體的情況進行改進?？紤]到高頻高壓電容并聯(lián)技術、整體耐壓數(shù)值等，要求電容和電流要設置在網(wǎng)絡要求范圍內(nèi)。如果出現(xiàn)了發(fā)射機輸出網(wǎng)絡中云母電容整體溫度升高的情況，則要采取措施防止外表封裝的環(huán)氧樹脂發(fā)生爆裂后出現(xiàn)自動關機的情況。

4 結語

在進行中波發(fā)射機輸出網(wǎng)絡的設計以及改進時，要考慮到輸出阻抗和工作頻率是成反比的，因此，在設計的時候，將駐波比的大小設置在1.2調(diào)整范圍內(nèi)?？梢钥紤]加入諧波濾除器。讓阻抗微調(diào)能夠在自己的工作頻率上調(diào)整，當遇到其他頻率的時候可以進行倒送，以影響反射功率，不僅可以得到等效的負載阻抗的阻抗值以及電抗性質，還能有效保護功放單元。

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