中波發(fā)射機天調(diào)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和改進

嚴小芬

（湖北省廣播電視局荊門中波轉(zhuǎn)播臺，湖北 荊門 448000）

0 引 言

中波廣播的傳輸方式為地面波繞射。通過電離層的反射波實現(xiàn)有效傳播，發(fā)射機的功率增加，進而提高傳輸距離并增強了波的繞射能力。中波發(fā)射機、天饋線系統(tǒng)、電源設備和其他輔助設備共同構(gòu)成中波廣播發(fā)射系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，在我國固態(tài)中波廣播發(fā)射機的結(jié)構(gòu)原理方面，主要使用的調(diào)制方法為數(shù)字調(diào)制和模擬調(diào)制。全固態(tài)中波發(fā)射機的維修相對簡單且效率更高，但其所使用的MOSFET管具有較差的抗干擾能力，耐壓能力也不強，這樣會造成防雷效果不夠良好，天饋線系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性也會受到影響。如何有效、合理調(diào)試天調(diào)網(wǎng)絡，最大深度降低干擾，確保運行的效率與質(zhì)量，是本文需要重點分析的問題。

1 天調(diào)網(wǎng)絡的設計原理

1.1 天調(diào)網(wǎng)絡設計的總體要求

為使天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗相匹配，降低反射波，需要在天線的饋線與輸入端之間安裝天線調(diào)配網(wǎng)絡。模塊都是通過場效應管組合而成，如果天線基部出現(xiàn)短路或者存在鄰近頻率干擾，都會導致場效應管損壞。根據(jù)上面的特點而言，針對固態(tài)機天線調(diào)配網(wǎng)絡的情況，除了考慮阻抗匹配外，還應運用天線實現(xiàn)防雷處理，同時需要針對鄰近頻率射頻倒送的濾波線路加強抑制。因為這種機器的功率較大，通過計算可以了解到，天線調(diào)配網(wǎng)絡上會產(chǎn)生較強的電壓，所以抑制射頻倒送的線路不應在天調(diào)網(wǎng)絡中設計，而是在內(nèi)部輸出網(wǎng)絡之后安裝，這樣不僅可以提高可靠性，而且可以降低成本。

1.2 天調(diào)網(wǎng)絡的防雷措施

雷電的電流脈沖峰值一般可以達到20 000 A，脈沖寬度為20～l00 ps，脈沖上升沿時間為5 s，主要能量以低頻和直流的形式存在，一定要按照雷電的特點合理安裝防雷裝置。首先，一定要保留方點球，在天饋調(diào)配室中天線的輸入端口接入石墨方點球。這種方點球的放電特性較好，同時可以按照工作的實際情況調(diào)整間隙。將石墨方點球安裝在設備上，能夠降低雷電對機電設備的損傷，同時減小發(fā)射機在保護動作發(fā)生前因本身輸出功率引起的放電次數(shù)[1]。

其次，天線串接微亨級電感線圈到地，用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的毫亨級靜電泄放線圈，搭通天調(diào)網(wǎng)絡的對地通路。因為電感線圈的材料為粗銅管，并且長度短、電阻較小，所以接觸雷電后，一部分能量可以通過電感線圈接地。之前使用的毫亨級靜電泄放線圈在中波波段上不會對天線阻抗匹配造成影響，但目前使用的微亨級線圈需要考慮將其影響考慮在內(nèi)，在這種配置的情況下，不僅具備防雷作用，還屬于調(diào)配元件。將隔直阻容加入到調(diào)配網(wǎng)絡中同樣能夠產(chǎn)生相應效果，能夠合理輸出高頻，但針對雷電的低頻能夠起到隔離作用[2]。

2 天調(diào)網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu)

天調(diào)網(wǎng)絡的組成包含阻塞網(wǎng)絡、匹配網(wǎng)絡以及避雷系統(tǒng)三部分。匹配網(wǎng)絡一般由電容與電感組成，分為T型、n型、r型等，主要功能是匹配特性阻抗與輸入阻抗。對天調(diào)網(wǎng)絡而言，需要設定阻塞網(wǎng)絡，主要因為天線具有互逆性，繼而造成了停播或者劣播的情況。此外，天調(diào)網(wǎng)絡具有較大的發(fā)射天線，會接收較高的高頻電壓，如果直接向本機功能放電路中倒送，就會導致波形發(fā)生嚴重畸變，一旦情況嚴重，將會在短時間內(nèi)造成大量場效應的損壞，從而造成停播現(xiàn)象。阻塞網(wǎng)絡可以在并聯(lián)諧振電路阻抗無窮大時串入回路并直接入地，通過相互干擾達到效果[3]。

3 影響天調(diào)網(wǎng)絡運行的因素

全固態(tài)發(fā)射機天調(diào)網(wǎng)絡運行過程中，天調(diào)網(wǎng)絡會受到來自多方面因素的干擾，雷電、風沙以及匹配情況等，都會影響天調(diào)網(wǎng)絡具體的運行質(zhì)量與效果。如果周圍環(huán)境中的頻率塔較多，還應針對阻塞進行考慮。因為天調(diào)網(wǎng)絡具有較多的諧振回路，所以在元器件中產(chǎn)生的回路電流較大，由此將會產(chǎn)生更多的熱能耗。過高的熱能耗會影響天線的發(fā)射功率，影響廣播發(fā)射質(zhì)量。熱能耗的增加會導致其他元器件工作環(huán)境的溫度升高，對元器件的正常使用造成影響，出現(xiàn)較大的參數(shù)變化[4]。

一旦元器件的參數(shù)發(fā)生變化，阻抗變換值也會隨之改變，發(fā)射機輸出回路就會存在失配的情況。如果元器件的回路電流增加，繼而導致天調(diào)網(wǎng)絡出現(xiàn)較大熱耗，可以通過使用電橋冷調(diào)的方式確保天調(diào)網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。這種方式的維持時間不能長久，發(fā)射表會在幾分鐘后出現(xiàn)變化，輸出功率下降趨勢明顯。通過阻抗調(diào)解會導致反射功率降低，但并不會完全下降。上述因素會嚴重影響天調(diào)網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，對中波發(fā)射機的正常工作造成不利影響。

4 天調(diào)網(wǎng)絡設計和應用的改進方法

4.1 依據(jù)運行環(huán)境制訂調(diào)整方案

因為功放單元場效應管的工作電壓較低，激勵電壓也不高，對于外界干擾非常敏感，一旦干擾過大就會出現(xiàn)損壞，所以中波發(fā)射機的保護電路非常多。盡管天調(diào)網(wǎng)絡的精細度比較高，但由于發(fā)射天線、天調(diào)網(wǎng)絡以及地網(wǎng)等受到了溫度、濕度、氣候以及季節(jié)的影響，因此維護管理過程中應因地制宜進行調(diào)整，這樣才能夠確保天調(diào)網(wǎng)絡保持最佳匹配狀態(tài)[5]。

維護者應充分了解當?shù)貧夂蚯闆r，制訂合理的維護計劃，適當調(diào)整天調(diào)網(wǎng)絡。這需要維護者熟悉當?shù)貧夂?，了解安裝好的天調(diào)網(wǎng)絡，一旦氣候發(fā)生變化，能夠在最短時間內(nèi)進行維護，確保發(fā)射機與天調(diào)網(wǎng)絡的良好匹配。維護人員還應以充分了解雷電特點為基礎，設置專業(yè)的防雷裝置，在網(wǎng)絡調(diào)配過程中，適當融入隔離電容，發(fā)揮更好的隔雷效果。檢修過程中，檢修人員一定要仔細認真，重視中波發(fā)射表的變化情況，如果反射電壓增加，就要調(diào)整天調(diào)網(wǎng)絡，調(diào)整過程中需要具備一定的耐心。

4.2 優(yōu)先選用合理系數(shù)的元器件

設計天調(diào)網(wǎng)絡的過程中，一定要充分考慮熱耗，確保簡單的調(diào)配網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這樣能夠方便調(diào)試與維護。針對有需求的元器件，合理分類整理與放置，根據(jù)標記的內(nèi)容在天調(diào)架上進行安裝。安裝的連接部分應使用粗銅管或者銅皮，安裝的各個元器件端部應確保圓滑，避免存在尖端打火的情況，元器件各個接觸面應保證寬平。安裝元器件時，電抗器件值可能會發(fā)生輕微變化，導致耗損電阻變大；因此，電感線圈不能存在短接現(xiàn)象。不論單層或者多層安裝，天調(diào)網(wǎng)絡電感元件都應保證垂直的位置，防止出現(xiàn)線圈互感的情況。

設計天調(diào)網(wǎng)絡的過程中，一定要選擇溫度系數(shù)較小的元器件，增加線圈銅管直徑，這樣才能降低損耗。采用合理的電容，降低天調(diào)網(wǎng)絡運行過程中存在的熱耗情況，確保運行的可靠性與穩(wěn)定性。取消沒有明顯回饋信號的阻漏網(wǎng)絡，用一定的方法降低串壁或者并壁電流。不僅要滿足天調(diào)網(wǎng)絡正常運行的需求，而且要設定電容的安全限度，保證運行的可靠性，一旦出現(xiàn)問題能夠快速處理。定期檢查天調(diào)網(wǎng)絡的絕緣體表面，避免出現(xiàn)放電或者過熱的情況，定期檢查對地線路，確保防雷裝置的正常運行。

4.3 嚴謹實行通路調(diào)試流程

調(diào)試天調(diào)網(wǎng)絡提通常都是因為發(fā)射機異常，所以調(diào)試的首要目標在于實部調(diào)試，之后進行虛部調(diào)試，通過多次不間斷調(diào)試標記各調(diào)試部位。另外，必須在發(fā)射機斷電的情況下進行調(diào)試，確保天調(diào)網(wǎng)絡斷電，以保障調(diào)試人員的安全。調(diào)試過程必須遵守調(diào)試守則，合理調(diào)整放電球之間的距離，保證調(diào)試的安全與可靠，尋找網(wǎng)絡運行過程中的問題所在，及時修理維護。

天調(diào)網(wǎng)絡安裝成功后，各個通路都需要進行調(diào)試。天調(diào)網(wǎng)絡匹配以通路調(diào)試為基本依據(jù)，按照阻塞粗調(diào)、網(wǎng)絡粗調(diào)、細調(diào)、阻塞細調(diào)、網(wǎng)絡精調(diào)和復測的步驟進行。阻塞粗調(diào)可用發(fā)射機實現(xiàn)載頻場強，以實現(xiàn)天線控制耦合接收為基礎，人工控制信號強度，針對以上頻率的阻塞網(wǎng)進行合理粗調(diào)。粗調(diào)比較簡單，直接運用天線阻抗測試儀就能輕松完成，而細調(diào)可利用電橋調(diào)試匹配網(wǎng)絡。完成網(wǎng)絡調(diào)試后，可以依據(jù)之前匹配網(wǎng)絡細調(diào)的方法細調(diào)阻塞網(wǎng)絡。為了能夠讓匹配效果達到最佳，需將發(fā)射機網(wǎng)絡輸出柜機頂端口處的阻抗調(diào)至50 Ω，但實際工程運用中，很難真正完全調(diào)至50 Ω純電阻，此時調(diào)至±5 Ω范圍內(nèi)即可滿足要求。全部調(diào)試完成后，應復測各點的阻抗和天線阻抗，做好記錄以便為日后保養(yǎng)、維修和升級提供參考。

5 結(jié) 論

隨著科技的快速發(fā)展，中波廣播發(fā)射機不斷更新?lián)Q代，各種功能日趨完善?，F(xiàn)階段，中波廣播發(fā)射機在我國電視播出中得到廣泛應用。通過改進天調(diào)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和運行，維持中波廣播發(fā)射機的已有優(yōu)勢，不斷彌補不足，提高中波廣播發(fā)射機的適用性和實用性，是相關(guān)產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。因為天調(diào)網(wǎng)絡是發(fā)射機最末級的網(wǎng)絡，所以天調(diào)網(wǎng)絡的調(diào)試尤為重要。要做好天調(diào)網(wǎng)絡的調(diào)試工作，就要掌握天調(diào)網(wǎng)絡的組成，只有了解天調(diào)網(wǎng)絡的組成及調(diào)整方法，才能運用中波廣播發(fā)射機創(chuàng)造社會效益和經(jīng)濟效益。