三项措施攻克小天线低频率难题

2018-03-27孙婉琳

西部广播电视 2018年4期

郑谦孙婉琳

1 缘由

近年来新建中波发射天线以自立塔小天线居多，但自立塔小天线也有不足之处，就是其在低频率时天线特性阻抗不理想，往往是实部太小，虚部太高。天线阻抗随季节、温度等变化较大，导致发射机工作不稳定。还有其高Q值引起的后果是频带太窄，容易造成发射机的VSWR保护，严重时损坏发射机。对播出质量和“三满”有影响。

在笔者接触的实际工作中，小天线和低频率无法巧妙地避免。如，某中波台采用的是48m加顶自立塔天线，发射机为PDM 3 kW，频率603 kHz，发射机厂家来人安装新发射机和天调网络，经过多日的安装调试，发射机始终不能正常工作，后又陆续来人调试故障依旧，即在没有加音频信号时，可以满功率开机，加上音频信号后就出现反射功率过大，VSWR驻波保护，频繁关机，降低发射功率后稍有改善，减小输入音频信号后也有所好转，发射机功率只能加到几百瓦。因过保修期，主管部门组织技术人员从简单易行、省时省费用的角度出发来攻克这个难题。

2 Q值相匹配

改发射机高频末级输出网络，增加二阶带通滤波器的Q值。发射机的高频末级输出网络，采用的是低Q值、宽带宽设计，越是低端频率工作的发射机越是对带宽的要求越高。发射天线也应是宽带的，但是这里的发射天线是48m的小天线，测天线阻抗，实部为11Ω，虚部为-j110Ω，根据。，可知Q值很高。发射机的低Q值和发射天线的高Q值两者不匹配。造成已调制信号的边频带功率转换成了反射功率，VSWR驻波会明显上升。

解决的办法是让两者的Q值接近、相匹配。发射天线的Q值是由天线的高度和发送的频率决定的，也就是说天线的Q值不可变，只能是升高发射机的Q值。升高发射机的Q值会带来发射机的输出频带带宽不足，音质下降。两害相比取其轻，只能先保证发射机正常开机。

发射机二阶带通滤波器原理，如图1所示。

图1 发射机二阶带通滤波器原理

把C1闲置两个不用，增加L1电感量，调节使C1和L1串联谐振于603 kHz（0-j5最佳）。C2闲置两个不用，增加L2电感量，调节L2的上卡头，使L2和C2并联谐振。注意：串联电路介入并联电路中的位置也应调整，如图1中A点的位置。如果增加L2的电抗后不调整A点。开机后输出功率会变大，容易引起功放板损坏。包括三次谐波滤除电路在内，对发射机的高频输出网络重新统调一遍。就是发射机不通电，用网络分析仪冷调，冷调结束后，发射机通电热调。热调主要是调节发射机面板上设置的“调整”“调谐”。“调谐”主要是调虚部。“调整”是调实部。反复调节让入射功率最大，反射功率最小。开发射机试验，功率可以加到2.5 kW以上，随输入音频信号的变化，反射功率指示表有摆动，VSWR不保护，能正常播出。

3 埃尔米特对称

利用埃尔米特对称技术降低VSWR。在发射机VSWR电压、电流取样处用网分观察后发现，只需顺时针旋转45°即可呈现埃尔米特对称。做一套T型移相网络即可。在做移相网络前先看一看发射机的T型网络有没有利用的可能。测三次谐波滤除电路在载频时的数值为-j75，估算移相为40°。如果改造成移相90°左右，就可以多移相40º多。改变三次谐波滤除电路中的电容量。重新统调看史密斯圆图，埃尔米特对称完美呈现。埃尔米特对称时史密斯圆图，如图2所示，并根据图2制作了表1。

表1 在埃尔米特对称下测量的参数

图2 埃尔米特对称时史密斯圆图

VSWR在埃尔米特对称下确实有好转。

4 频带展宽

引入频带展宽电路。频带展宽电路就是LC串联谐振电路。其特点是载波频率时呈零阻抗。在上边频时呈感性电抗，在下边频时呈容性电抗。这种特性刚好修正埃尔米特对称时的边带特性。展宽电路的目标为抵消掉593 kHz时所呈现的j15.7虚部电抗。估算串联的电容为1 000 PF，匹配电感约为70 μH。展宽电路准备放入发射机内部，大电感再加上电容发射机内部放不下。巧妙利用电感并电容的办法解决。