中波锥形天线共频技术
2015-12-29□姚群
□姚 群
上饶八二一台有三幅新式锥形天线,有五个中波频率,播出中央台981KHZ的10KW 机和1143KHz 共用一幅锥形天线发射;江西新闻广播1350KHZ的10KW 机和927KHz 共用一幅锥形天线;603KHz 使用一幅锥形天线。
锥形天线双频分馈共塔技术
我们在新台建设时确定使用新型的锥形天线,设计锥形天线发射采用双频分馈共塔技术,即两部发射机分别使用自己的馈线,把高频已调波送到天线调配室,在天线调配室内各自安装匹配网络和谐振与另一发射机工作频率的阻塞网络。由于频率多,为防止其高频串扰,在天调网络中加入了两个阻塞网络。
双频分馈共塔的天调网络与单频天调网络的主要区别在于:安装谐振与另一发射机工作频率的阻塞网络。设计好阻塞网络后,再进行阻抗变换的设计。
大部分天调网络由串臂和并臂构成。串臂是指串接在馈管芯线和铁塔输入端(即铁塔塔底引入铜管)之间的电路,如并联阻塞网络;并臂是指一端接地,另一端接在馈管芯线和铁塔输入端之间的电路,如串连谐振的泄漏网络。
当回路中的容抗和感抗相等时,就达到了谐振频率。串联LC 电路在谐振频率上电抗为零。并联LC 电路在谐振频率上电抗为无限大。我们经常把并联谐振电路串接在天调网络的串臂上,让谐振频率抑制高频回馈信号的频率。这样该高频回馈信号就被并联谐振电路的高阻抗堵住了,不易通过馈管进入发射机。这种并联谐振电路称为阻塞网络。谐振频率公式是Fo=1/(2π√LC)。
对于540KHZ 网络,我们不希望1350KHZ 串过来,要将1350KHZ 阻塞,选用并联LC 谐振电路。电容由8 个300pf 组成。2 个300pf 串联得150pf。4 组150pf并联得到600pf。将电容值代入谐振公式,就可以得出电感值。
Fo=1350KHZ=1/(2π√LC)=1/[2π√(600pf*L)],得出L=23.2uH。同理,对于1350KHZ 网络,我们不希望927KHZ 串过来,要将927KHZ 阻塞,选用并联LC 谐振电路。
由于八二一台还有一个频率981KHZ,功率高达10 千瓦,为防止981KHZ的高频串入干扰,使用了两组并联谐振网络。
阻抗匹配的设计和作用
设计好阻塞网络之后,进行天调网络阻抗匹配的计算设计。
天调网络阻抗匹配的计算,精髓在于串并联互化。计算时由天线阻抗向馈管方向逐步计算,一步一步把串臂和并臂计入天线侧等效阻抗。当遇到串臂时把天线侧等效阻抗化为串联形式,当遇到并臂时把天线侧等效阻抗化为并联形式。最终阻抗等于传输电缆输入阻抗,实现阻抗匹配。
可以推导出:
八二一台天线阻抗实测值如下:
传输电缆输入阻抗50 欧姆。
1350KHZ 发射机使用的是正驝型网络进行阻抗匹配。
981KHZ 发射机使用的是倒驝型网络进行阻抗匹配。
驝型网络的计算原理是:把天调网络和天线等效阻抗一起视为一个无源二端网络。令网络的等效阻抗Zc(Rc+jXc)等于馈线的特性阻抗W,然后解出虚部实部,并把天线输入阻抗的测试值Za(Ra+jXa)代入,求出天调元件的数值。天调网络的主要功能是馈线与天线的阻抗匹配;滤除邻频干扰、本机谐波残波;防雷等。
该双频分馈共塔天调网络安装调试后,已使用一段时间。在功率反馈,驻波比、温度等各个方面表现正常,收音无串音,机器工作稳定,达到了设计目标。