发射机天馈线系统的调试

李勇植 吉林省延边广播电视转播台

发射机天馈线系统的调试

李勇植 吉林省延边广播电视转播台

与调频广播和电视发射机匹配的天线种类繁多，有蝙蝠翼天线、角锥天线、偶极子天线、环形天线、封隙天线、垂直极化天线、分米波偶极子天线等。天馈线系统安装初期觉得其工作很正常，但过了几年之后，由于天馈线系统的有些部件几何尺寸和介质常数发生了一些变化，或者某处接触不良或者进水，使天馈线系统驻波比变大，无法正常工作。因此，我们一定要调试好天馈线系统，使它的技术指标达到甲级，同时要加强天馈线的日常维修，使天馈线系统常年处于甲级工作状态。为此，根据多年积累下来的工作经验，仅就调试天馈线的基本原理，谈一点个人意见。

1 调试天馈线系统之前的准备工作

1.1 准备好测试用延时电缆

用扫频仪检查和测试天馈线系统时，必须选好质量较好的正规厂家生产的电缆作为延时电缆，它的特性阻抗必须与被测天线阻抗相等。在调频频段和1～5频道电视频段内一般采用23～33m，在6～12频道电视频段内一般采用18～23m，在分米波频段内一般采用10m左右。

1.2 做测试用的匹配盒

调试前做调试用匹配盒，来保证延时电缆输出特性阻抗在所用频段上呈现出纯电阻50 Ω或75 Ω。

1）.做一个检查和测试蝙蝠翼每对翼振子用的长×宽×高为8cm×8cm×4cm的匹配盒，盒的一侧安装L16电缆插座，另一侧安装2个L27的电缆插座，并用宽4mm，长15cm左右的薄铜带，作为电感L连接L16电缆插座芯和2个L27电缆插座芯连线的中间位置，电感L的两端接容量为5～20PF的微调电容C1和C2，其结构如图-1（测试蝙蝠翼每对翼振子的匹配盒）所示，图中1为L16插座，2和3各为L27插座。

图-1

图-2

2）.做检查和调试其它各种天线单元用的长×宽×高为8cm×4cm×4cm的匹配盒，盒的一侧安装L16电缆插座，另一侧安装L27的电缆插座，内装宽4mm、长15cm左右的薄铜带作为电感L，连接L16电缆插座芯和L27电缆插座芯，并在电感L两段接容量为5～20PF的微调电容C1和C2，其结构如图-2（测试其它各种天线单元的匹配盒）所示，图中1为L16插座，2为L27插座。

1.3 调试匹配盒

扫频仪与被调试的测试用延时电缆和匹配盒连接方法见图-3。调试过程如下:

1）.先把延时电缆的输出口开路，产生全反射，确定全反射幅度为50个小格。

2）.匹配盒接上延时电缆，调蝙蝠翼天线时，按图(a)，接两只75 Ω标阻；调试其它各类天线单元或系统时，按图(b)，接标阻50 Ω或75 Ω。

3）.反复细致地调试电感L、可变电容C1和C2，使延时电缆和匹配盒的驻波比调到小于或等于1.05（在工作频段内，由于反射引起的波形幅度应小于或等于一个小格）。

图-3

2 天馈线系统的调试

2.1 调试天馈线的每个单元

图-3中的标阻拿出后，接上被测天馈线系统的单元（测试天线振子时，振子接上分馈电缆之后接到测试匹配盒输出端）。

被测单元的可调部分仔细调整的同时，注意观察波形变化情况，使驻波比都调到S≤1.08或S≤1.10。

如果调试之后驻波比仍然较大，可能是因为某些部位接触不良或是进水，或是其内部构造发生了一些变化，只要彻底处理这些问题之后再仔细调试，其驻波比一定能满足指标要求。

2.2 调试阻抗变换器到天线单元

图-3中的图（b）的匹配盒输出端用短电缆（最好是用接头转换器）接上阻抗变换器之后，分馈电缆一个一个地接到阻抗变换器，并注意观察扫频仪显示器的波形变化情况，所有分馈线都接到阻抗变换器后，再调试阻抗变换器上的调节板，一般情况下，驻波比能达到S≤1.10。

2.3 调试天馈线整体系统

图-3中的匹配盒输出端接到主馈电缆，并再仔细调整阻抗变换器上的调节板，如果驻波比达到S≤1.08，那么调试天馈线系统工作结束。如果达不到驻波比的甲级要求，就要用如下办法解决。

图-4

图-5

1）.阻抗变换器下部细的圆柱体上绕厚度为0.2mm，宽为5～10cm左右的薄铜带，见图-4（改变阻抗变换器反射系数的大小和相位的方法图）。这样可以改变阻抗变换器感抗和容抗特性，会使阻抗变换器的反射系数相位和大小发生变化。由于天馈线系统的驻波比是天线系统、阻抗变换器和主馈线等各种驻波比的矢量之和，即改变阻抗变换器的反射系数的相位和大小的变化，可降低天馈线系统的驻波比，见图-5（天馈线系统反射系数矢量图）。图-5中设ρ1为天线的反射系数，ρ2为阻抗变换器的反射系数，ρ3为主馈线的反射系数，则ρ1、3是ρ1和ρ3的矢量和，ρ总为全系统的反射系数。多次做改变薄铜带的厚度和宽度试验，可改变阻抗变换器反射系数ρ2的大小和相位，可降低总驻波比，在一般情况下，驻波比会下降到S≤1.08。

2）.按上边的各种调试方法都降低不了驻波比时，根据主馈线电缆头的尺寸，加工微调天馈线系统的匹配盒。目前，300W和1KW调频广播和电视发射机主馈线一般采用50-37-3电缆。用长×宽×高为15cm×6cm×6cm的屏蔽盒的两边固定50-37-3电缆插座，用宽1cm，长25cm左右的薄铜带和容量为2～20PF的蝶型可变电容器按图-2的方式连接到薄铜带的两端。这个匹配盒，安装在主馈电缆的输入端，见图-6（发射机和主馈线之间安装的微调变换器示意图）。其中1为L 16电缆插座，2、3、4各为L27电缆插座。

图-6

调试天馈线总的驻波比时，用短电缆（最好是用接头转换器）连接测试用匹配盒的输出端。只要仔细地调谐电感L2和可变电容C3和C4，驻波比肯定会下降，满足驻波比的甲级标准。10KW调频广播发射机和电视发射机的电缆插座较大，很难加工微调天馈线系统的匹配盒。此时，按“2天馈线系统的调试”步骤，再仔细调试，想尽办法改变天馈线系统某环节的反射系数ρ的大小和相位，驻波比肯定能会下降的。

调试天馈线系统是一项艰苦而细致的工作，只要真正掌握用扫频仪调试天馈线系统的基本原理和天馈线的基本特性，做好调试前的各项准备工作，认真调试天线馈线系统的各单元，按步骤调试天馈线系统，适当采用补偿的方法，我们就能够调好天馈线系统，使天馈线系统常年保持甲级工作状态。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.061