大功率短波天饋線駐波比調(diào)整方法

文/曲桑

（國(guó)家廣播電視總局六〇二臺(tái)，西藏拉薩 850000）

短波廣播發(fā)射天饋線系統(tǒng)是信號(hào)傳輸關(guān)鍵設(shè)備。工作人員未做好維護(hù)措施，會(huì)直接影響信號(hào)傳輸?shù)陌踩?。廣播主要是以無(wú)線電波為核心載體來(lái)完成信號(hào)傳輸工作的，而無(wú)線電波可以在電離層中傳播。短波廣播是當(dāng)下獲取新聞的關(guān)鍵方法之一，其憑借多種優(yōu)勢(shì)普遍應(yīng)用于偏遠(yuǎn)區(qū)域。短波發(fā)射機(jī)天饋線內(nèi)部具有信號(hào)發(fā)射功能，它在一定程度上影響了廣播節(jié)目的播出質(zhì)量。因此，工作人員必須積極做好天饋線駐波比調(diào)整工作，將駐波比控制在合理范圍內(nèi)，從而保證播出效率與質(zhì)量。

1.大功率短波天饋線系統(tǒng)工作原理及構(gòu)成

短波廣播發(fā)射機(jī)、天饋線系統(tǒng)均為短波廣播信號(hào)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵元素。其中，天饋線是結(jié)構(gòu)運(yùn)行的“心臟”。由于使用環(huán)境較為惡劣，天饋線容易產(chǎn)生各類(lèi)故障，不利于廣播電視節(jié)目正常播出。短波廣播發(fā)射機(jī)主要利用垂直振子單桅桿拉線鐵塔等裝置為系統(tǒng)的發(fā)射天線。鐵塔底部與天饋線、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)相連接，形成了完善的天饋線工作體系。大功率短波天饋線系統(tǒng)為短波廣播信號(hào)精準(zhǔn)發(fā)射及傳播提供了有力支撐。天饋線的構(gòu)件包括以下幾個(gè)部分：

（1）天線。天線是天饋線系統(tǒng)的核心構(gòu)件，其不僅可以精準(zhǔn)將射頻調(diào)波轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪?，還能夠以饋管為核心載體平臺(tái)，進(jìn)一步將接收的電磁波傳輸至發(fā)射機(jī)內(nèi)。

（2）饋線。發(fā)射機(jī)房與天線間距離較小，因此，發(fā)射機(jī)需要依靠饋線來(lái)完成功率傳送。在一般情況下，饋線可分為多種類(lèi)型，如多線式饋線等。饋線通常由外層導(dǎo)線、內(nèi)層導(dǎo)線兩大模塊組成。外層導(dǎo)線的核心功能是屏蔽，內(nèi)層導(dǎo)線的核心功能是饋電。

（3）調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。天線與饋線之間需要接入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。諧振電路主要由電感線圈、電容 組成，它能夠保證輸入的實(shí)際阻抗與饋線阻抗相吻合。不同節(jié)目的發(fā)射頻率不盡相同，當(dāng)發(fā)射不同的節(jié)目時(shí)，為了使頻率覆蓋同一區(qū)域，工作人員需要采用 雙頻共塔技術(shù)。另外，為了避免干擾，工作人員需要在天線、匹配網(wǎng)絡(luò)之間，以串聯(lián)方式來(lái)增設(shè)相應(yīng)的阻塞網(wǎng)絡(luò)。

（4）地網(wǎng)。短波輻射實(shí)際損耗是地?fù)p。為了減少地?fù)p，最直接、最有效的解決方法是，結(jié)合相關(guān)要求，在天線底部合理布設(shè)相應(yīng)的地網(wǎng)。地網(wǎng)可以為天線電流創(chuàng)設(shè)精準(zhǔn)路徑，從源頭上減少雷電對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的危害，從而進(jìn)一步提高發(fā)射天線的工作效率。地網(wǎng)的埋設(shè)深度一般控制在30cm，所有地網(wǎng)線都需要與鐵塔底部進(jìn)行焊接。

（5）防雷接地裝置。發(fā)射天線的布設(shè)高度較高，其往往是雷擊的目標(biāo)。因此，工作人員需要合理選擇防雷接地裝置。防雷措施一般包括布設(shè)隔離電容器、在天線底部放置石墨放電球等。地網(wǎng)具有接地作用，天線易吸引雷電，因此，最有效的避雷方式是設(shè)置地井。

2.影響天饋線特性阻抗的核心因素分析

由于電離層的變化較大，即便處于同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，其呈現(xiàn)的頻率也不盡相同。因此，工作人員需充分結(jié)合電離層實(shí)際變化情況來(lái)合理選取不同的天線系統(tǒng)頻率。為有效保證短波天饋線正常運(yùn)行，工作人員需積極結(jié)合實(shí)際狀況，系統(tǒng)分析其實(shí)際阻抗。另外，工作人員還需要了解影響短波天饋線正常工作的關(guān)鍵因素，從而有針對(duì)性地提出相應(yīng)的解決措施，以保證阻抗的匹配性。天饋線特性阻抗的影響因素主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）天線參數(shù)布設(shè)缺乏均勻性。天饋線的實(shí)際阻抗是整個(gè)輻射范圍內(nèi)的均值，因此，在受到外界因素干擾時(shí)，其實(shí)際抗阻會(huì)發(fā)生相應(yīng)的突變。

（2）饋線雙門(mén)桿部位需要布設(shè)相應(yīng)的跳籠。隨著時(shí)間的推移，跳籠實(shí)際轉(zhuǎn)彎角長(zhǎng)度、方向及角度均會(huì)形成一定的波動(dòng)。另外，氣候變化也會(huì)導(dǎo)致跳籠實(shí)際支撐點(diǎn)間距發(fā)生變化。

（3）位于挑桿兩端的饋線，它們之間的跨度較大，再加上溫度變化等因素，使饋線垂直度不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

（4）受到材料、環(huán)境等因素的干擾，饋線會(huì)產(chǎn)生斷線、暴皮等質(zhì)量缺陷。因此，工作人員需要剪去暴皮部位。當(dāng)采用銅線來(lái)壓接時(shí)，天饋線實(shí)際覆蓋半徑會(huì)明顯增大，這會(huì)導(dǎo)致天饋線抗阻特性發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致天饋線反射系數(shù)與駐波比明顯增大。

3.大功率短波天饋線駐波比調(diào)整方法

在不同區(qū)域內(nèi)，受多方面因素的影響，天饋線優(yōu)化調(diào)整的周期是不一樣的。因此，工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況并利用世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)做好駐波比調(diào)整工作。在測(cè)試和調(diào)整的過(guò)程中，工作人員應(yīng)按照相關(guān)要求來(lái)做好功能測(cè)試工作。在完成所有設(shè)備的調(diào)試任務(wù)之后，工作人員需要啟動(dòng)相應(yīng)的按鍵進(jìn)入系統(tǒng)程序以查看駐波實(shí)際曲線圖。另外，在實(shí)際工作中，工作人員不僅需要做好數(shù)據(jù)資料記錄工作，還需要保證數(shù)據(jù)可靠性。天饋線駐波比調(diào)整的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和調(diào)整方法體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）每副天線的實(shí)際饋線是由主饋線、分饋線、支饋線構(gòu)成的，各饋線的實(shí)際功能存在較大的差異。主饋線轉(zhuǎn)角部位的連接構(gòu)件是跳籠，分饋線和支饋線的連接構(gòu)件都是變阻器和跳籠。工作人員需要利用玻璃纖維繩等來(lái)固定饋線，饋線和跳籠之間的距離宜控制在50cm。在調(diào)整饋線駐波比的過(guò)程中，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求，利用專(zhuān)業(yè)儀器（如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等）進(jìn)行掃描測(cè)量。在初步明確峰波部位后，工作人員需要調(diào)整好該點(diǎn)位饋線之間的實(shí)際間距，并且保證其精度達(dá)到毫米級(jí)。工作人員應(yīng)及時(shí)做好場(chǎng)外人員配置工作，及時(shí)與專(zhuān)業(yè)操作人員進(jìn)行溝通，實(shí)現(xiàn)信息共享，使饋線駐波比的精準(zhǔn)性滿足相關(guān)規(guī)范要求。[1]

（2）工作人員應(yīng)將矢量網(wǎng)絡(luò)儀連接線與天饋線網(wǎng)絡(luò)相連接，并且利用專(zhuān)業(yè)工具來(lái)精準(zhǔn)分析時(shí)域，從而及時(shí)調(diào)整天饋線反射系數(shù)。工作人員應(yīng)全面掃描天線波段內(nèi)的天饋線駐波比，查看和分析整個(gè)時(shí)域圖形中不同點(diǎn)的實(shí)際反射系數(shù)，主要查看點(diǎn)包括物理長(zhǎng)度2m處、跳籠82m處、分饋線450m處、分饋線457m處。

（3）在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀頻域中，工作人員需要進(jìn)一步分析駐波比的曲線，追蹤和分析故障，精準(zhǔn)確定反射系數(shù)峰值重要節(jié)點(diǎn)，獲取其相應(yīng)的數(shù)值，并且以此為基礎(chǔ)，分析峰值變化較大部位的形成原因，積極做好優(yōu)化和調(diào)整工作。駐波比是饋線內(nèi)最大與最小電壓之比，最大電壓與相鄰最小電壓實(shí)際波長(zhǎng)為γ/4。工作人員結(jié)合實(shí)際頻率與γ/4物理長(zhǎng)度倍數(shù)之間的關(guān)系，調(diào)整82.6m處跳籠部位饋線間距之后，駐波比從原來(lái)的1.48下降至1.23。工作人員可以根據(jù)上述規(guī)律來(lái)估測(cè)下一環(huán)節(jié)實(shí)際峰值點(diǎn)位。當(dāng)其他點(diǎn)位產(chǎn)生相應(yīng)的波動(dòng)時(shí)，工作人員需利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)分析波動(dòng)原因，從而做好大功率短波天饋線駐波比調(diào)整工作。[2]

（4）變阻器是天線反射系數(shù)的核心內(nèi)容，短波天饋線的變阻器通常設(shè)計(jì)為多節(jié)1/4波長(zhǎng)變換器，其核心目的是：利用設(shè)計(jì)的傳輸線段，精準(zhǔn)將核心載荷與特性阻抗進(jìn)行匹配，保證相關(guān)系數(shù)符合相關(guān)規(guī)范要求。當(dāng)波長(zhǎng)變換器需要與窄帶進(jìn)行匹配時(shí)，工作人員應(yīng)通過(guò)調(diào)整單節(jié)變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。當(dāng)波長(zhǎng)變換器需要與寬帶進(jìn)行匹配時(shí)，工作人員應(yīng)通過(guò)調(diào)整多節(jié)變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，并且保證其始終處于最佳狀態(tài)。為了保證變阻器實(shí)際反射系數(shù)的合理性，工作人員需要利用先進(jìn)的測(cè)量工具來(lái)做好數(shù)據(jù)追蹤，從而避免主饋線變阻器部位發(fā)射系數(shù)達(dá)到最高點(diǎn)。（5）4×4MIMO天線有兩條分饋線，工作人員不僅需要保證兩條分饋線物理長(zhǎng)度相等，還需要保證兩條分饋線的對(duì)稱(chēng)性。4×8MIMO天線內(nèi)部含有多條分饋線，工作人員不僅需要保證它們物理長(zhǎng)度相等，還需要及時(shí)做好對(duì)稱(chēng)測(cè)試和靈活性調(diào)整工作。在測(cè)量和調(diào)整天饋線駐波比的過(guò)程中，由于實(shí)際天線廠區(qū)內(nèi)部面積較大，工作人員必須利用先進(jìn)的信息技術(shù)來(lái)構(gòu)建移動(dòng)平臺(tái)，從而保證調(diào)整工作的規(guī)范性、靈活性。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，天饋線駐波比是衡量天饋線系統(tǒng)匹配性、安全性、穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)。天饋線駐波比調(diào)整是系統(tǒng)維護(hù)工作中的重要環(huán)節(jié)。因此，工作人員需要充分結(jié)合實(shí)際狀況，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求來(lái)做好調(diào)整優(yōu)化工作，從而解決天饋線阻抗匹配問(wèn)題，以保證天饋線系統(tǒng)始終處于正常工作狀態(tài)。