全固态中波发射机天调网络的防雷

陈玫君 覃家和

摘要： 国内的中波广播发射随着技术水平的提升已经实现了全面固态化，但是全固态发射机的使用性能仍然受到一些因素的影响。而因雷击产生的设备损坏问题也是主要的影响因素。由于全固态发射机并不像电子管发射机一样具有相对较好的防雷能力，因此如何在技术方面进行改进，成为了未来工作的重点。

关键词： 全固态;中波发射机;天调网络;防雷

中图分类号： TN838    文献标识码： A    文章编号： 1672-9129（2018）09-0094-02

Abstract：  in China， medium wave radio transmission has been completely solid-state with the improvement of technical level， but the performance of all-solid transmitter is still affected by some factors. Equipment damage caused by lightning strikes is also a major factor. As all solid state transmitters are not as good as vacuum tube transmitters， how to improve the technology has become the focus of future work.

Keywords： all solid state;Medium wave transmitter;Sky adjustment network;Lightning protection

引言：中波广播通过地面波的绕射进行传输，其中一部分会以电离层的反射波形式来进行传输，发射机功率越大，直线传输的距离也就越远。全固态中波发射机的普及让我国的广播电视事业得到了快速发展，而天调网络的防雷措施也是保障系统安全运行的基础，需要进行针对性改造。

1 雷击特性

由于雷击的出现是因为大气中包含电荷的雷云进行放电，放电通常情况下在云层之间互相进行，但如果云层与大地间发生放电现象，落地雷产生的电流可以在短时间内就超过100Ka，波前时间为2μs左右，主放电时间在30-50μs。此时，空气会在短时间内迅速碰撞，主放电温度超过20000度，产生强烈闪光。雷电也通过电磁效应与直接雷击的方式对建筑、工业电气设备产生安全威胁，也是中波发射机天调网络面临的最大威胁之一。

2 天调网络的相关内容

全固态中波广播发射机的效率较高、维护模式简便，逐渐地在我国的中波发射台普及。但由于其对于天馈线驻波比指标的高要求，一旦天调网络驻波比带宽无法满足要求，而发送机的反射功率出现变化时，发动机功率模块必然存在着停机事故，甚至导致模块烧毁现象。另一方面，中波广播波长过长，利用电容等设备可以实现天调网络阻抗变换。发射机输出口与发射天线之间的阻抗匹配变换是保持天线发射的具体方案，否则会直接影响到天线的输出效率。阻抗匹配问题也一直是技术研究要点，是保障发射机与系统安全的关键，即便系统处于近似行波状态，也不会因为驻波而产生电压数值异常，保持系统稳定运行[1]。

但由于天线一般位于较高的建筑物之上，受到雷击的可能性较高，因而对于天线的保护工作至关重要。如果通过天线引入雷电，发射机的性能必然受到严重的安全威胁。当雷击来临时，雷电能量引入大地的过程中也会有大量电流进入发射机，防雷工作势在必行。

3 全固态中波发射机天调网络防雷方案

3.1 电流控制。一般情况下，可以通过减少电流的方式来进行控制。在接地方式的选择上，地阻减少会同时导致分流减小，所以接地点应设置为一个，机房也需要进行集中接地。另外，地网地电阻也需要减少，为射频信号提供更好的回路，更好地将雷电引入大地，减少对于整个系统的危害程度。

3.2 石墨装置。石墨放电装置的作用是减少天线基座受到雷击而产生的瞬间高电压情况，具体来看，不仅可以在天线基部安装放电球，还可以将石墨放电装置安装在调配室之内，避免发射机半导体设备的损坏，也可以显著降低发射机在保护动作开始前的放电次数。石墨装置在发射机正常工作时不会产生影响，一旦受到雷击，可以短时间内快速提升短路阻抗，起到保护作用[2]。而雷击的直流低频也不会影响雷电进入大地，性能更加优秀。

3.3 电感线圈.电感线圈的原理是利用了电磁感应的相关知识。当电流流过导线时，会在导线周围产生电磁场，而电磁场本身也会对导线发生感应作用，即“互感作用”。其具体作用是对交流电流的阻碍作用，在防雷方面的效果显著。天线串接一只电感线圈到地，代替传统的静电泄放线圈，可以发挥更有效的防雷作用。由于铜管长度短，产生的电阻分量也较小，通知材料可以让雷电中的能量直接通过线圈进入大地，避免强大电流对于天调网络和发射机的不良影响。尤其是在中波波段之上，还不会影响天线阻抗匹配，在计算过程中也可以将其与阻抗等效计算。

3.4 移相网络。移相网络即Resistance-Capacitance Circuits，是一个包含利用电压源、电流源驱使电阻器、电容器运作的电路。回路呈现容性，因而电压与电流相位在通过回路后，电流相位会超过电压相位。一般情況下，负载短路发生的可能性较高，尤其是当铁塔受到雷击放电的影响时，功放管损坏的可能性会更高。因此，从发射机到塔基的所有部件都有相移引入，此时，为了将其补偿至π的整数倍，可以接入移相网络，不仅不影响天馈线路的阻抗匹配，还能防止雷击对于系统的损坏情况[3]。

3.5 电容器装置。天线在遭受雷击的情况下，部分能量并不会被引入大地，而是经过馈线进入发射机，所以电容器装置可以在这一阶段发挥保护的作用。一般情况下，容量可以控制在1000-2000PF左右，保持在中波频率上的合理压降。但是其伏安量也可以适当提升，尤其是当发射机的输出功率处于较高的水平时，选用的伏安量也应该随之增加，在技术上符合要求。

4 结语

对于中波发射机天调网络来说，尽管无法控制雷电的产生，但是可以通过相应的技术手段来减少雷电产生的危害，重点在防雷技术与防雷措施上进行合理规划，从而根据要求制定一套完善的防雷体系，保障全固态中波发射机的有效应用，保障节目的安全播出，提供更优质的服务，确保将党的声音及时的传播到千家万户。

参考文献：

[1]胡宁博.中波发射机系统的整体防雷策略与改造措施研究[J].电子制作，2014（9x）：174-174.

[2]梁雪，史冬雪，陈安国.浅谈全固态中波发射机天调网络的防雷措施[J].无线互联科技，2013，（1）：181-181.