中波发射机天调网络的结构和改进

严小芬

（湖北省广播电视局荆门中波转播台，湖北 荆门 448000）

0 引 言

中波广播的传输方式为地面波绕射。通过电离层的反射波实现有效传播，发射机的功率增加，进而提高传输距离并增强了波的绕射能力。中波发射机、天馈线系统、电源设备和其他辅助设备共同构成中波广播发射系统。现阶段，在我国固态中波广播发射机的结构原理方面，主要使用的调制方法为数字调制和模拟调制。全固态中波发射机的维修相对简单且效率更高，但其所使用的MOSFET管具有较差的抗干扰能力，耐压能力也不强，这样会造成防雷效果不够良好，天馈线系统运行的稳定性也会受到影响。如何有效、合理调试天调网络，最大深度降低干扰，确保运行的效率与质量，是本文需要重点分析的问题。

1 天调网络的设计原理

1.1 天调网络设计的总体要求

为使天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗相匹配，降低反射波，需要在天线的馈线与输入端之间安装天线调配网络。模块都是通过场效应管组合而成，如果天线基部出现短路或者存在邻近频率干扰，都会导致场效应管损坏。根据上面的特点而言，针对固态机天线调配网络的情况，除了考虑阻抗匹配外，还应运用天线实现防雷处理，同时需要针对邻近频率射频倒送的滤波线路加强抑制。因为这种机器的功率较大，通过计算可以了解到，天线调配网络上会产生较强的电压，所以抑制射频倒送的线路不应在天调网络中设计，而是在内部输出网络之后安装，这样不仅可以提高可靠性，而且可以降低成本。

1.2 天调网络的防雷措施

雷电的电流脉冲峰值一般可以达到20 000 A，脉冲宽度为20～l00 ps，脉冲上升沿时间为5 s，主要能量以低频和直流的形式存在，一定要按照雷电的特点合理安装防雷装置。首先，一定要保留方点球，在天馈调配室中天线的输入端口接入石墨方点球。这种方点球的放电特性较好，同时可以按照工作的实际情况调整间隙。将石墨方点球安装在设备上，能够降低雷电对机电设备的损伤，同时减小发射机在保护动作发生前因本身输出功率引起的放电次数[1]。

其次，天线串接微亨级电感线圈到地，用它代替传统的毫亨级静电泄放线圈，搭通天调网络的对地通路。因为电感线圈的材料为粗铜管，并且长度短、电阻较小，所以接触雷电后，一部分能量可以通过电感线圈接地。之前使用的毫亨级静电泄放线圈在中波波段上不会对天线阻抗匹配造成影响，但目前使用的微亨级线圈需要考虑将其影响考虑在内，在这种配置的情况下，不仅具备防雷作用，还属于调配元件。将隔直阻容加入到调配网络中同样能够产生相应效果，能够合理输出高频，但针对雷电的低频能够起到隔离作用[2]。

2 天调网络的基本结构

天调网络的组成包含阻塞网络、匹配网络以及避雷系统三部分。匹配网络一般由电容与电感组成，分为T型、n型、r型等，主要功能是匹配特性阻抗与输入阻抗。对天调网络而言，需要设定阻塞网络，主要因为天线具有互逆性，继而造成了停播或者劣播的情况。此外，天调网络具有较大的发射天线，会接收较高的高频电压，如果直接向本机功能放电路中倒送，就会导致波形发生严重畸变，一旦情况严重，将会在短时间内造成大量场效应的损坏，从而造成停播现象。阻塞网络可以在并联谐振电路阻抗无穷大时串入回路并直接入地，通过相互干扰达到效果[3]。

3 影响天调网络运行的因素

全固态发射机天调网络运行过程中，天调网络会受到来自多方面因素的干扰，雷电、风沙以及匹配情况等，都会影响天调网络具体的运行质量与效果。如果周围环境中的频率塔较多，还应针对阻塞进行考虑。因为天调网络具有较多的谐振回路，所以在元器件中产生的回路电流较大，由此将会产生更多的热能耗。过高的热能耗会影响天线的发射功率，影响广播发射质量。热能耗的增加会导致其他元器件工作环境的温度升高，对元器件的正常使用造成影响，出现较大的参数变化[4]。

一旦元器件的参数发生变化，阻抗变换值也会随之改变，发射机输出回路就会存在失配的情况。如果元器件的回路电流增加，继而导致天调网络出现较大热耗，可以通过使用电桥冷调的方式确保天调网络的稳定性。这种方式的维持时间不能长久，发射表会在几分钟后出现变化，输出功率下降趋势明显。通过阻抗调解会导致反射功率降低，但并不会完全下降。上述因素会严重影响天调网络的稳定性，对中波发射机的正常工作造成不利影响。

4 天调网络设计和应用的改进方法

4.1 依据运行环境制订调整方案

因为功放单元场效应管的工作电压较低，激励电压也不高，对于外界干扰非常敏感，一旦干扰过大就会出现损坏，所以中波发射机的保护电路非常多。尽管天调网络的精细度比较高，但由于发射天线、天调网络以及地网等受到了温度、湿度、气候以及季节的影响，因此维护管理过程中应因地制宜进行调整，这样才能够确保天调网络保持最佳匹配状态[5]。

维护者应充分了解当地气候情况，制订合理的维护计划，适当调整天调网络。这需要维护者熟悉当地气候，了解安装好的天调网络，一旦气候发生变化，能够在最短时间内进行维护，确保发射机与天调网络的良好匹配。维护人员还应以充分了解雷电特点为基础，设置专业的防雷装置，在网络调配过程中，适当融入隔离电容，发挥更好的隔雷效果。检修过程中，检修人员一定要仔细认真，重视中波发射表的变化情况，如果反射电压增加，就要调整天调网络，调整过程中需要具备一定的耐心。

4.2 优先选用合理系数的元器件

设计天调网络的过程中，一定要充分考虑热耗，确保简单的调配网络结构，这样能够方便调试与维护。针对有需求的元器件，合理分类整理与放置，根据标记的内容在天调架上进行安装。安装的连接部分应使用粗铜管或者铜皮，安装的各个元器件端部应确保圆滑，避免存在尖端打火的情况，元器件各个接触面应保证宽平。安装元器件时，电抗器件值可能会发生轻微变化，导致耗损电阻变大；因此，电感线圈不能存在短接现象。不论单层或者多层安装，天调网络电感元件都应保证垂直的位置，防止出现线圈互感的情况。

设计天调网络的过程中，一定要选择温度系数较小的元器件，增加线圈铜管直径，这样才能降低损耗。采用合理的电容，降低天调网络运行过程中存在的热耗情况，确保运行的可靠性与稳定性。取消没有明显回馈信号的阻漏网络，用一定的方法降低串壁或者并壁电流。不仅要满足天调网络正常运行的需求，而且要设定电容的安全限度，保证运行的可靠性，一旦出现问题能够快速处理。定期检查天调网络的绝缘体表面，避免出现放电或者过热的情况，定期检查对地线路，确保防雷装置的正常运行。

4.3 严谨实行通路调试流程

调试天调网络提通常都是因为发射机异常，所以调试的首要目标在于实部调试，之后进行虚部调试，通过多次不间断调试标记各调试部位。另外，必须在发射机断电的情况下进行调试，确保天调网络断电，以保障调试人员的安全。调试过程必须遵守调试守则，合理调整放电球之间的距离，保证调试的安全与可靠，寻找网络运行过程中的问题所在，及时修理维护。

天调网络安装成功后，各个通路都需要进行调试。天调网络匹配以通路调试为基本依据，按照阻塞粗调、网络粗调、细调、阻塞细调、网络精调和复测的步骤进行。阻塞粗调可用发射机实现载频场强，以实现天线控制耦合接收为基础，人工控制信号强度，针对以上频率的阻塞网进行合理粗调。粗调比较简单，直接运用天线阻抗测试仪就能轻松完成，而细调可利用电桥调试匹配网络。完成网络调试后，可以依据之前匹配网络细调的方法细调阻塞网络。为了能够让匹配效果达到最佳，需将发射机网络输出柜机顶端口处的阻抗调至50 Ω，但实际工程运用中，很难真正完全调至50 Ω纯电阻，此时调至±5 Ω范围内即可满足要求。全部调试完成后，应复测各点的阻抗和天线阻抗，做好记录以便为日后保养、维修和升级提供参考。

5 结 论

随着科技的快速发展，中波广播发射机不断更新换代，各种功能日趋完善。现阶段，中波广播发射机在我国电视播出中得到广泛应用。通过改进天调网络结构和运行，维持中波广播发射机的已有优势，不断弥补不足，提高中波广播发射机的适用性和实用性，是相关产业亟待解决的问题。因为天调网络是发射机最末级的网络，所以天调网络的调试尤为重要。要做好天调网络的调试工作，就要掌握天调网络的组成，只有了解天调网络的组成及调整方法，才能运用中波广播发射机创造社会效益和经济效益。