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三门峡中波转播台天调网络改造升级

2018-07-21孙小刚薛晓丹

西部广播电视 2018年13期
关键词:电抗三门峡中波

陈 春 王 威 孙小刚 薛晓丹

(作者单位:三门峡中波转播台)

2017年4月,三门峡中波转播台安装了1部1 098 kHz DMA 10 kW发射机(与657 kHz共塔),试机时,发现对临近的1 143 kHz 10kW发射机干扰严重(两塔相距约不足100 m)1 098 kHz在中塔,1 143 kHz在东塔,经查阅资料,中波频率间隔只有45 K,一个发射区域内,45 K已经达到邻频干扰的临界点,由于中波邻频存在交织干扰,会出现天线驻波比故障,发射机降功率,甚至不能开机,按照传统的解决办法,先对1 143 kHz天调网络进行了改造,设计并加装了吸收1 098 kHz的回路。

开机后发现1 143 kHz工作不稳定,比如:有时几个月没有问题,有时1 143 kHz吸收1 098 kHz的回路连续的打火、烧电容、烧电感。查找原因,认为吸收回路原理很简单,选好电感和电容,正常并联或串联组合就行,而且以往处理类似问题时都没问题。后来经过三门峡中波转播台技术人员集思广益,不断查阅资料,请教兄弟台站,利用台内的技术力量,边学、边改、边试、边总结,逐步摸索出有效处理邻频干扰的方法。

按照有关技术指标要求:同一发射场区的中波发射频率之比要大于1.25。以1 143 kHz为例:1143×1.25=1428(kHz),1143÷1.25=914(kHz),也就是 1 143 kHz上下邻频间隔为1 428 kHz和914 kHz。但实际情况中,1143/1098=1.04,远小于1.25。1 143 kHz和1 098 kHz不共塔,但相距很近,发射天线,同时也是很好的接收天线。当天线接收到很高的干扰电平,窜入前端的发射机,将造成一定的损害,必须想办法避免。处理方法通常采用LC串联谐振,串联谐振是电压谐振,此处电压最高,为保证吸收效果,常采用高Q值的电路,提高Q值的办法是使用大电感量的线圈,电感量约为80微亨,一般是≯40,使用电容量的范围约为180~500 P。谐振电路中,电感的磁场能和电容的电场能,在电感和电容的交汇处交换。电感和电容连接处的电压大小相等(一般是近万伏的高频电压),相位相差180°,普通的绝缘隔板及支架材料易击穿,需提高材料绝缘度,但会加大原材料成本及网络物理尺寸。

如果但用串联发生吸收1 098 kHz,1 143 kHz因与其太近,也将被吸收很多,必须采用并联方式谐振于1 143 kHz。但并联电路的Q值太低保护度不够,将严重损害1 143 kHz。并联电路的高Q值有两个难题。

一是并联电路是电流谐振外电路电流很大,高频电有趋肤效应,中波频段内,趋肤深度为0.3 mm左右。看似直径较粗的电感线圈,通过电流只走表皮,不走中间,容易过流发热。

二是若要增加并联电路的Q值,必须增加串联电路的电感量而增加电感量又引发串联电路的电流太大。具体用多大的电感量还要在工程中进行实践。三门峡中波转播台现在使用的电路如图1所示。

图1 电路图

G为6个1500PF的电容串联:

250PF的 C1和 84μH的 L1串联谐振吸收1 098 kHz。

G1串联电路在1 143 kHz时呈现j46电抗,呈感性,要实现并联谐振须配一j46的电容由求得C2约为3 050pF。并联电路是严格要求的。而3 050pF的固定电容不易得到。若用真空可变电容是极好的,可惜成本太高,选用固定电容串电感的办法也很方便的实现。图1中c2选用2 000pF的电容。

随着对电路的了解,知识的增长,开始考虑是否有其他一些办法。

方案一:采用在1 143 kHz的天调网络中增加对1 098 kHz的阻塞电路。

图2 电路图

图2中,C1L1串联谐振于1 143 kHz,让载频畅通无阻,L1C1在1 098 kHz时呈现容性,并联电感L2使其谐振于1 098 kHz,完成对1 098 kHz的阻塞。电容C1试选250PF、电感L1计算值为77μH,在1 098 kHz时呈现电抗为=j535-j580+j535=-j45(Ω),-j45在(1098kHz)时相当于6.5 μH这种电路的优点是不改变原电路的参数,直接串入即可。

方案二:采用图3所示电路

图3 电路图

图3中,C1C2L1完成对1 098 kHz的吸收,L2C3与C1、C2、L1完成对1 143 kHz的并联。

假如C1取250PF,在1 098 kHz时,呈现-j580的电抗,L1C2并联电路产生j580的感抗即可形成串联谐振。假定C2选用三个1 000 PF的电容串联,总容量约为333PF。

333PF(1 098 kHz)呈现-j435

计算电感L1:

解得 jx=j249μH,J249(1 098 kHz)相当于 36μH.

C1=250PF,C2=333PF,L1=36μH,即可串联谐振于1 098 kHz。

计算 1 143 kHz时:250PF(1 143 kHz)呈现 -j557电 抗,333PF(1 143 kHz)呈现-j418电抗.

36μH在(1 143 kHz)呈现J259电抗。

C2并联L1:

即L2C3串联产生-j123就可以并联谐振于1 143 kHz.

-j123在(1143kHz)时相当于1130PF.

C3选 1000PF L2:j16在(1 143 kHz)相当于 2.3μH.

这种电路的优点是:减小了L1的电感量,增加了并联电路的Q值。

经过技术人员讨论交流后,选用第二套方案进行施工,安装时,为提高串联节点的耐压,采用加高电感支撑板高度,器件周围25 cm范围内不安装其他器件;选用某厂的高Q值电感PL4.775.0103MX和优质高频瓷介电容器,6只1 500p串联使用,再并接组成并联谐振的元器件,谐振到工作频率上。

调试时,先调整干扰频率的串联谐振,(使用PNA3628),实部约为4 Ω,虚部为0,这样可实现大电流、小电压的状态;连接电路调整并联谐振,在阻抗原图上相位为0,实部和虚部都显示∞,测量工作频率的插入损耗能达到38 dB。保证对干扰频率的吸收,却不影响工作频率的使用。

在这次维修实践中,三门峡中波转播台成立的技术攻关研讨小组,发挥积极有效的作用,为今后技术难题提供了有力保障,同时也促进技术人员在业务方案交流、技术讨论、实践操作方面得到锻炼提高。

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