三频共塔技术在ZF-10A型中波发射机应急备播系统中的应用

阎婷婷

【摘要】 本文论述了三频共塔技术在ZF-10A型中波发射机应急备播系统中的应用，具体阐述了发射机改频、天调网络改造等方面的内容。

【关键字】 三频共塔 ZF-10A 发射机改频 天调网络 应急备播

中波发射由于其本身特点，覆盖以地波为主；大部分的发射台站虽然中波发射机均为一主一备，但一般都是主备发射机共用一副天线。而建设备用电线的成本过高，一个铁塔约400万。再加上在播的许多中波频率均为北京地区唯一出口，若其进行天馈线系统的技术改造和例行大修工作需要停机时，将对中央人民广播电台、中国国际广播电台的节目造成影响，导致实验播出和广播播出的中断，进而影响宣传工作。因此，为确保播出单位的技改大修或发生故障时，不影响节目播出，有必要逐步建立北京地区中波发射系统的备份系统，确保不间断、高质量的完成北京地区的中波实验和广播任务。在不增加天线的情况下，三频共塔技术的应用，为我们提供了一种有效的解决方案。

一、10kW中波发射机改频工作

发射机的改频工作分为两部分：发射机射频部分的调整和输出网络的调整。

1.1发射机射频部分的调整

射频部分包括从振荡器到48个射频放大器、功率合成器、带通滤波器及T型阻抗匹配网络（基本构成如图1）。

振荡器产生的射频信号经过缓冲放大器、预推动、推动级将该信号放大到一个足够高的电平，再经过推动合成以及射频分配送到每个功放模块。分配到每个功放模块射频信号的电平既不能太高也不能太低，射频信号太高或太低都会影响发射机的正常工作，严重的时候会损坏大量的功放模块，因此，必须保证射频信号在一个正常的范围内。

通过对比发射机频率预置单，我们发现频率1与频率2在一个频段内，推动合成母板后的频率选择插针和效率线圈匝数的选择都是一致的，只要通过适当调整推动电源就可以将两个频率的射频推动电平都保持在正常的范围内。通过调整推动电源将两个频率送到功放模块的射频电压调整到23Vp-p左右，使之能符合发射机对射频电压的要求。

在ZF-10A型中波发射机中，发射机所需的工作载频射频信号是由射频振荡板提供的。为了提高发射机激励信号的可靠性和稳定性，本机采用固定频率，稳定度高达1×10-8的恒温晶体振荡器作为基准信号源，此振荡器可以通过调节其两个DIP开关改变输出频率。在现有射频振荡板中，配备双恒温晶体振荡器，并通过K1转换。由此实现输出频率快速切换。

1.2发射机输出网络的调整

发射机输出网络是将功率合成器输出的低阻抗4欧姆转换为50欧姆输出阻抗。这个阻抗变换由两部分组成：带通滤波器和T型阻抗匹配网络。其中，带通滤波器完成射频放大器产生的基波电压的输出，而滤除杂波；T型阻抗匹配网络是将发射机的输出阻抗调整为功率合成器的输出阻抗。

发射机原输出网络如图2。

图2中L101、L101、C101、C102、L102、L103组成带通滤波器；L103、L104、L105、C104组成T网络；L103、L104、L105和C104为三次谐波陷波器。

带通滤波器的基本作用是完成基波电压的输出和阻抗变换，如果发射机改变工作频率，带通滤波器则需要随频率的变换而做出调整，通过图2我们可以看到随着频率的变换我们需要调整L101电感的抽头，但是在实际使用中调整电感的抽头很繁琐，另外如果在调整过程中抽头没有接紧，在播音过程中就会出现打火现象对安全播出产生威胁。

为了实现在日常使用中能够快速完成带通滤波器的调整，我们将原输出网络中L101与C101的组合替换为一真空电容。因为对于两个频率来说L101与C101的组合都呈电容性，可以用一真空电容代替。用真空电容代替后的输出网络与原网络相比较频率特性没有太大的变化。所以，我们将原输出网络改为如图3。

图3中C101替代原有的L101与C101组合，C101为2300pF可变真空电容，调试过程中将C101调到合适位置，由于频率1、2之间的差异我们又增加一瓷饼电容C102来满足发射机同时播出两个频率的要求，通过切换开关K1来完成两个频率的切换。在发射机播出900kHz节目时，图4中K1是断开的；当发射机播出846kHz节目时，K1是闭合的。通过K1的断开和闭合发射机输出网络能够在频率1、2之间能够快速切换，保证在一个机器正常备播时另一台发射机能够做备份，保证的安全播出的安全性。

调整发射机L105，使L105和C104串联谐振于本振的三倍频，滤除本振的三次谐波。另外，调整L102，使L102和C103并联谐振于本振频率（调试步骤不再赘述）。

二、天调网络的设计

四九一台原天线为频率3、4双频共塔，两个频率的天调网络元件均放置在露天的天调柜中，天调网络电容使用的是瓷饼电容。为了满足三频共塔以及安全播出的需要，需要对天调网络进行重新设计及搭建天线调配室。

2.1天调网络的设计

由于原天线为双频共塔，为了满足能够发送新增频率节目的要求，需要对现有天线天调网络进行改造，增加新频率匹配网络以及阻塞网络。改造后的各天线网络柜中的元件具体构成如图4，其中黄色为增加部分。

改造后天线可同时播出频率3和频率2或同时播出频率3和频率1；在频率3回路上增加一套频率1的阻塞网络（网络柜号F）；在原频率2的匹配网络基础上，调频率1的匹配，并加装切换（网络柜号A）；原电路器件参数可不变，但由于物理位置的移动可能需要微调；原频率2通路中两个陷波网络，在改为频率1时，可看作调配器件。

三、结论

四九一台中波发射机应急备播系统现已建设完成，经测试，各项指标都符合设计要求；自运行以来，覆盖效果和发射机状态良好。

这样的尝试是，为大功率中短波台站之间的备播，提供了良好的解决方案。