天线匹配网络对中波发射机的影响及故障处理

李辉

摘要：天线匹配网络对整部发射机的工作效率。播出质量和稳定度都有着举足轻重的作用，本文通过三个具体事例、分析了天线调配网络具体故障的处理思路和维护方法。

关键词：天线调配网络；特性阻抗；抑制；阻塞；反射；调谐；负载

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）34-0041-01

中波调幅广播是一种以地面波绕射传输的无线电波，其发射天线为垂直天线，以便发射垂直极化波。中波发射天线的阻抗是复数阻抗，既有实部电阻，又有虚部阻抗，而且它会随着工作频率、天线尺寸和接地电阻等不同而发生变化。目前传输使用的同轴电缆，其特性阻抗一般为50Ω。根据最大功率传输的要求，为了使作为负载的铁塔天线得到最大功率，中间需要一个阻抗变换的环节，天线匹配就是将天线的特性阻抗转化为同轴电缆的特性阻抗，使他们共轭匹配，以便达到最大功率传输的目的，所以，无论使用任何种类的发射机都离不開天线匹配网络。

1 天线匹配网络的原理

在最初设计天线匹配网络时会根据天线阻抗的不同分别采用Γ型网络、T型网络或π型网络。其原理是利用电抗元件电感（L）和电容（C）进行串并联组合，以抵消天线阻抗的虚部，并使天线阻抗的实部和馈线的纯阻阻抗相匹配，这样发射机送来的功率就能以较小的损耗经铁塔天线辐射出去。天线匹配网络不仅能完成阻抗变换，还有抑制边带、阻塞共塔其他频率等功能，所以经常加入高频阻塞网络和陷波网络。由于这些网络多数都对相应频率处于串、并联谐振状态，所以参数稍有变化就会对相应频率造成较大影响。当察觉到参数变化较大时，需用矢量网络分析仪对天线匹配网络进行调整，在调阻抗时需要先测试调整阻塞网络和泄露网络的LC元件，再把起阻抗变换作用的LC元件放在最后调整。

2 天线匹配网络引起的故障分析与处理

在DAM中波发射机的使用与维护中，经常遇到一些故障，这些故障并不是发射机本身引起的，而是来自于天线匹配网络。

故障现象1：一台转播中央一套广播节目的DAM全固态发射机在使用中出现缓慢自动降功率的现象，但显示屏及指示灯都没有任何故障显示。

故障分析及处理：这种情况，先查看反射功率，发现有增加但不多，于是本着先简后难得原则，现调整发射机末级槽路的调谐和负载旋钮，使发射机的输出功率增加到10KW，功放电流50A左右，在观察反射功率逐步下降到正常值，工作一段时间一切正常，故障排除。

故障现象2：依旧是该发射机在使用中出现突然自动降功率的现象，同时显示屏伴有反射过大的故障显示。

故障分析及处理：检查反射功率、天线零位和滤波器零位指示，发现这几个数值较以往均有较大变化。首先调整发射机末级匹配网络的调谐和负载旋钮，使发射机的输出功率逐步增加，可是这次最多能增大到8KW，反射功率下降不多，继续增加会触发三类故障而自动降功率，因此只能调整天线调配网络。

停机后，对天线匹配网络用矢量网络分析仪进行测试，发现阻抗变化较大，通过调整网络中的阻抗变换部分使天线和馈线处于匹配状态，同时将发射机末级输出的匹配网络重新调整好，开机测试发射机工作稳定，没有在出现该故障。

故障现象3：一台转播吉林综合DAM全固态发射机，在使用中经常出现功率指示忽高忽低的现象，但显示屏及指示灯并没有故障显示。

故障分析及处理：首先检查当功率表变化时，功放电流的变化情况，发现电流随着功率高低变化，而且反射功率、天线零位和滤波器零位指示的数值跟以往相比均有小幅度变化。调整发射机末级匹配网络的调谐和负载旋钮，使发射机的输出功率恢复到10KW，反射功率逐步下降到正常值，可工作一段时间后输出功率自动增加到12KW。再次调整调谐和负载旋钮，使输出功率恢复到10KW，工作一段时间后输出功率有自动降低到8KW。由于功率始终忽高忽低，所以不再调整发射机。

停机后，对天线匹配网络用矢量网络分析仪进行测试，发现实部接近50Ω，虚部稍有变化，基本处于匹配状态，不应该对发射机本身造成这么大影响。再测试发射机末级的滤波器和馈线阻抗也匹配良好，于是对天线调配网络的逐个元器件进行检查，结果发现天线匹配网络的一个电容有一点打火迹象，用替换法更换新电容后重新匹配调整整个网络，在开机测试，故障排除。经过几天的运行，发射机比较稳定，没有再出现该故障。

通过这三个类似故障的处理，了解到铁塔天线和天线匹配网络的元器件本身会随着季节的变换改变自身的阻抗，使匹配偏离正常值。当这个数值偏差不大时，临时处理方式是调整发射机的调谐和负载旋钮，通过改变发射机末级网络的阻抗尽量减小反射功率使之继续工作。但当铁塔天线阻抗变化剧烈时，则需对天线匹配网络本身进行调整，同时将调整过的发射机末级网络接矢量网络分析仪重新调整到匹配值。天调试应采用全封闭方式，这样可以避免雨、雪等飘到天线匹配网络的元器件上导致打火，第三个故障损坏电容，怀玉就是这种情况导致电容稳定度下降。同时还要对天线匹配网络的维护足够重视，由于中波频率相对来说较低，波长较长，其天线匹配网络的电感和电容往往较大，所以在对其检查维护时要更加仔细认真，把安全隐患消灭在萌芽阶段。