淺談基于中波發(fā)射機天饋匹配網絡系統(tǒng)的設計分析

黃賢存

摘要：中波發(fā)射機是無線電發(fā)展的基礎設施，而天饋匹配網是其關鍵技術之一?；诖?，從天饋匹配網的角度出發(fā)，給出了天饋匹配網的設計思想和具體的設計要點。

關鍵詞：中波發(fā)射機;天饋匹配網絡;系統(tǒng)設計

為了達到高效的通訊目標，中波發(fā)射機必須通過天饋匹配網絡來進行，所以天饋匹配網的科學和合理與否將對廣播站的通訊品質產生重要的作用。為保證廣播電臺的通訊質量，必須對中波發(fā)射機的天饋匹配網進行全面的分析和判斷，并對其進行科學的配置，因此，中波發(fā)射機的天饋匹配網的研制設計是本文的重點。

1天饋匹配網絡系統(tǒng)概述

天饋匹配網是通訊設備中的一個關鍵部件，它包括了天線和饋線系統(tǒng)。在通訊中，傳輸訊號是通過無線電波的傳輸來完成的，而天線與饋線的傳輸則是完成這種通訊的關鍵。在接力通信的裝置中，天線是一個出入口，它的功能是把發(fā)射器的信號轉換為一個特定的方向，饋線是一個將天線和接收信號裝置相連的裝置，它的功能就是讓微波和天線之間的信號進行高效的傳送[1]。

2系統(tǒng)設計思路

在系統(tǒng)設計時，首先要精確地測量在頻段中天線的性能和邊帶阻抗，通常需要將邊帶阻抗和載頻的阻抗控制在10%以下，如果超過20%的范圍，就很難保證固態(tài)機在高調幅范圍內工作，而且還要考慮到設備的功率、外界的高頻干擾、周邊的環(huán)境等因素，進行全面的分析和設計。其設計目標是：以最小元件及最小的投入，達到穩(wěn)定與安全的需求，達到匹配、防雷及對外部高頻回波的有效壓制。為了達到這個目標，設計師需要將匹配、防雷、外部高頻干擾等綜合起來，將其全部功能發(fā)揮到極致，將防雷元件和外部的反向抑制阻斷網和陷波網結合起來，將其作為匹配網中的一員，既可以簡化和減小電路中的元件，又可以降低總體費用，并且可以降低系統(tǒng)中的失效概率。在設計時，利用阻抗圓圖法對阻抗、天線、環(huán)境、發(fā)射功率等進行了詳細的研究，并采用了各種方法進行了設計，但是必須要確保所設計的電路在數(shù)值、電壓、電流、伏安等各環(huán)節(jié)上都要做到合理、易于實現(xiàn)，并根據(jù)需要進行優(yōu)化，最后按照要求選擇最佳的方案[2]。

3系統(tǒng)設計要點

3.1阻抗匹配的網絡設計

在天饋匹配的基礎上，采用了饋線作為基礎，通過輸入端和接收饋線相連，通過較高的通頻段，它的主要功能是確保鐵塔的輸入和供電線路的阻抗之間能夠很好地配合，提高了效率，減少了反射。根據(jù)播出頻率、調試維護和成本等因素，選擇合適的π型、 T型、Γ型、倒Γ型的匹配網絡。

3.2阻塞網絡

在匹配網絡中，由于有兩個或多個頻段共塔，所以天線會受到更高的頻率的干擾，從而導致信號的反向傳播，從而導致信號的不穩(wěn)定，嚴重者可能導致功率放大器設備受損，甚至發(fā)生故障。要防止這樣的事情發(fā)生，應該采用一種或多種的阻斷式網絡來盡量減少這種影響。在有兩個頻率的共塔和多個頻段的情況下，每一個頻段的特定比率要大于1.25。如果阻塞的頻率和本頻率之間的間隔過短，就會導致雙頻干擾，導致系統(tǒng)的功耗和穩(wěn)定性降低，從而導致系統(tǒng)的運行不穩(wěn)定。合理使用各種類型的阻塞網，既可以有效地防止干擾，又可以減少其本身的頻率損失。此外，在對阻網絡的設計中，要使阻抗值盡量保持為無限大，這是非常困難的，主頻率完全不損耗不太可能。當阻塞頻段與主頻率相近時，應根據(jù)不同情況選用不同的混合共振阻滯網絡。

3.3吸收網絡

通常情況下，基站中并不只有一根天線，而且還不止一個頻率，所以在進行匹配時，必須要考慮到其它的頻率和周圍的頻率對它們的影響。對于同一座塔的干擾，由于干擾較大，通常會采用阻塞網絡的方法來進行隔離，但也不是所有的干擾都能用阻塞網絡來完成，這是由于L-C構成的阻塞網是一個非線性問題，并且會出現(xiàn)損失問題，如果本臺的其它頻率出現(xiàn)了問題，由于與同塔的頻率相比，會造成的影響更小，所以可以采用吸收網來進行消除。對于吸收回路，在干擾頻數(shù)大于主要頻段的情況下，選用并聯(lián)電感器的串聯(lián)結構，如果干擾的頻數(shù)小于主要頻率，則選用串聯(lián)電容。

3.4預調的網絡

對于多個共塔系統(tǒng)，需要考慮到不同的頻率對不同的天線的阻抗，如果兩個以上的頻率對不同的天線產生了很大的阻抗，那么必須考慮到阻抗的均衡，在基座上布置一個預調整的網絡，以均衡饋源中的各個頻段的阻抗，減少功耗和設計的困難。L0和隔直電容器C0，既可以起到防雷的作用，又可以起到一個均衡的作用，當L0和C0的尺寸合適時，可以增加或減小天線的阻抗，使其與單個頻率的阻抗相近，也可以兼顧多個頻段的阻抗，從而達到對阻抗的均衡。

3.5單頻工作發(fā)射臺天饋系統(tǒng)分析

在單一頻段的發(fā)射站工作中，使用兩種元件，使得整個系統(tǒng)結構更加簡潔，并通過 T型網來達到防雷的匹配。在進行設計時，相關部門不僅要根據(jù)工作電壓來進行計算，還要根據(jù)避雷器的具體需求，進行相應的分析。不過，因為閃電的威力很大，所以必須要確保地線圈 L的直徑超過15 mm，而且為了提高隔膜電容的性能，還必須進行相應的改進。經過多年的工作，我們認為使用一個單頻發(fā)射站可以防止閃電的穿透，從而促進整個系統(tǒng)的安全運行。

3.6多頻率工作發(fā)射臺天饋系統(tǒng)

在目前的多頻段工作發(fā)射站的設計中，常常要兼顧阻塞網絡、帶通網絡和陷波網絡三種形式，從而達到良好的匹配性能。在此基礎上，對有頻段要求的頻段可以用到通頻段，對阻頻段的設計可以用到濾光片。在這種濾光片的應用中，能夠達到較好的阻抗比。同時，對整個網絡結構進行綜合的簡單化和較好的分析和加工也是必要的。

3.7雙頻供電天饋匹配系統(tǒng)考量

目前市場上正在興起的雙頻電源，在頻譜上也有其獨特之處。通常在進行解析時，要確保其頻率在1.3以上。同時，在進行雙頻率的同時，還要考慮到防雷系統(tǒng)的優(yōu)化問題。首先，必須在防雷網的下部，將其作為下側共用的一部分，同時也要考慮到相鄰的副波干擾。而且，為了保證公共接入點的安全，必須要做到更好，才能起到很好的阻抗作用。在采用雙頻分支的情況下，既能確保電網結構的優(yōu)化，又能確保工作人員在工作時方便地進行工作。在進行整體的設計時，要提高自身的工作頻度。

結束語

綜上所述，天饋線匹配網是無線電傳輸中的一個關鍵環(huán)節(jié)，其設計是否合理，對整個傳輸設備的運行有很大影響，因此要保證該設備對整個通訊傳輸系統(tǒng)進行有效的支撐，必須對其進行合理的控制和合理的設計。

參考文獻

[1] 鐘熾斌. 中波發(fā)射機天饋匹配網絡系統(tǒng)設計研究[J]. 中國有線電視，2021（2）：184-186.

[2] 董艷. 中波發(fā)射機天饋匹配網絡系統(tǒng)設計研究[J]. 傳媒論壇，2019，2（6）：125.