DAM 10KW中波发射机天线驻波比和网络驻波比的监测原理

陈卓

（贵州省广播电视技术中心，贵州贵阳，550000）

0 前言

DAM 10KW中波发射机有非常完善的监测功能，其中天线驻波比和网络驻波比的监测尤为重要。当发射机的天馈线不匹配或发生雷击时，反射波（驻波）会回传到发射机，引起降功率甚至关功放；另外，发射机的输出网络调整不当不匹配或元器件变质、触点接触不良打火等均会产生反射，也会引起发射机网络零位变大，影响发射机正常工作。DAM 10KW发射机的射频输出取样由本机A26板完成，而射频输出监测由A27板完成。A26板位于机箱左侧网络柜上层，在电气上它位于输出网络中50欧姆点的位置上。A27板位于发射机中门前左上侧，是用于监测发射机射频通道输出的一块综合性监测控制模块，包含了天线和带通滤波器的电压驻波比检测及功放关断控制、射频入反射功率测量、音频包络检波、监测显示板取样电平控制等诸多功能，是发射机能以高性能指标、高可靠性运行的重要保证，本文只介绍天线驻波比和网络驻波比的取样、输出监测原理。A27板的调校非常复杂，一般在发射机交付使用时已经调校好，用户不需要调整。但由于每个发射台天线和地网的参数不同，或在运输途中震动的原因，在安装调试发射机时可能需要重新调校。因此了解天线驻波比和网络驻波比的监测原理，有助于我们调校、掌握发射机的正常工作状态，确保安全播出。

1 天线驻波比和网络驻波比的监测原理分析

天线驻波比和网络驻波比的取样输出由图1中虚线框内电路输出取样板A26组成，天线电压驻波比取样电路由电容C3、C4及监测显示板A27上的可变电容C15组成，其取样电压其中U带通为带通滤波器输出的电压有效值，当发射机在10KW载频功率时，其,其中R为带通滤波器的输出阻抗，一般为50Ω，因此，经过计算U电压取样大约为10V，调整可变电容C15可改变U取样的大小。该取样电压送到天线驻波比检测变压器T2初级的上端，当发射机加上调制音频时,随着音频正负半周的调制，功放模块打开或关闭的增减，带通滤波器上的电压有效值U带通也会同比地增加或减少，U电压取样也会同比增加或减少，电压取样的平均值不变，和载频功率时一样。驻波比检测变压器T2初级的下端输入的电压U'取样由A26输出取样板上的变流器T1和R1、R2组成，变流器T1次级线圈套在带通滤波器输出与T型阻抗网络输入之间，由此取样，其取样电流经T1次级流过R1、R2后变为取样电压U'取样。当发射机在10KW载波功率时，其T1次级基波电流有效值为，通过设计T1次级线圈的匝数及R1、R2的大小，使T型阻抗网络输入和输出匹配时，变流器T1次级电流I次级在R1和R2并联电阻上产生的电压和天线驻波比取样电压U取样相等，大约为10V。即：U电压取样=U电流取样，也即：将此电流取样电压U电流取样送到T2初级下端，使T2初级线圈两端的电压幅度、相位均相同，初级线圈中无电流流过，次级没有感应电压，发射机正常工作。当发射机加上调制音频时，随和音频信号正负半周的调制，射频电流I初同时增加或减少，取样电流I次也会同比增加或减少，电流取样转换后的U电流取样的电压平均值不变，也就是说T2初级线圈下端的电压平均值也不变。

图1

图1中T2初级并联的电容和电感C13、C14、C51、L5、L10与T2初级谐振于工作频率，提供一个高阻抗，减少取样电压和电流之间的相互影响。C9、C10、C11、C12和可变电感L4为相位幅度调节器 ，也谐振于工作频率，经过组合调整，T2初级在发射机正常工作时两端无电流经过。VD7、VD8和T2次级组成全波整流电路，发射机正常工作时输出为零。当天馈线阻抗不匹配或发生雷击等干扰时，其中电压取样U电压取样和电流取样转换的电压U电流取样不相等。T2初级上有电流经过。次级经全波整流后将有直流电压输出，表示有驻波反射，T2初级电路将进一步动作，产生一连串的反应。

网络驻波比监测取样电路原理与天线驻波比检测电路的原理相同，只是取样电流转换的取样点压来自于功率合成器T9，其次级并联了4只22Ω的电阻，并联后的电阻为5.5Ω，其电流取样电压，通过改变设计次级线圈的匝数N，将使U电流取样与U相同，T3变压器的初级无电流经过，次级全波整流无输出，发射机正常工作。当带通滤波器的输入和输出阻抗不匹配时，即输出阻抗大于或小于50Ω。电流取样转换的电压和电流取样的电压降发生变化，T3次级将有电流经过，次级全波整流将有直流电压输出，发射机工作状态不正常。

同理图1中T3次级并联的电容和电感C27、C28、C52、L7、L11与T3的次级组成并联谐振电路，选择和调节电容电感，谐振于工作频率，使T3初级线圈两端呈高阻抗，减少T3初级线圈两端的射频电压取样和电流取样之间的相互影响。可变电感L12、L13、L14、L15和电容C50、C53、C54通过开关S6接入调整，也谐振于工作频率，性能为相位幅度调节器，经组合调整，T3初级在发射机正常工作时两端无电流流过。

2 天线驻波比和网络驻波比监测信号的产生和输出原理分析

■2.1 天线驻波比信号的产生及输出原理

天线驻波比监测信号由超高速差分比较强N1及其周边电路组成，R11、R15分压组成门限检测电压，设定的门限电压为2.25V，送到N1的4脚同相端，天线驻波比检测输出的直流电压送到N1的5脚反相端。当发射机正常工作无驻波反射时，全波整流器VD7、VD8无输出，比较器N1的4脚同相端电压高于5脚反相端电压，比较器N1的11脚输出高电平到单稳态触发器N3A的1脚，由于1脚接的是“A”端，因此输入高电平时N3A不翻转，其4脚Q非端仍然输出高电平到显示板A32，不显示天线驻波比故障。同时N1的11脚输出的高电平送给与门电路N2的9脚，其10脚如果也是高电平（网络驻波比正常），则N2的8脚输出高电平，不产生天线驻波比关功放信号。当天线与馈线不匹配或有雷击等干扰时，全波整流器VD7、VD8有直流电压输出到N1的5脚，其5脚电压高于4脚的门限电压（2.25V）,N1的11脚输出低电平到N2的9脚，N2的8脚输出低电平到调制编码板A36的数据锁存器清零数据关功放，保护发射机不被损坏。同时N1的11脚输出的低电平信号触发单稳态电路N3A，其4脚反相端输出约14ms的低电平信号到显示板A32显示天线驻波比故障，并且由控制板A38产生降功率命令，也从另一个角度保护了发射机。

■2.2 网络驻波比信号的产生及输出原理

网络驻波比监测信号也由超高速差分比较强N5及其周边电路组成，R8、R9分压组成门限检测电压，设定的门限电压为2.3V，送到N5的4脚同相端，网络驻波比检测输出的直流电压送到N5的5脚反相端。当带通滤波器和输出网络匹配时，全波整流器VD12、VD13无输出，比较器N5的4脚同相端电压高于5脚反相端电压，比较器N5的11脚输出高电平信号分为两路，一路送到单稳态触发器N3B的9脚“A”端，同理N3B不翻转，其12脚Q非端仍然输出高电平到显示板A32，无网络驻波比故障，另一路送到比较器N2的10脚，其8脚仍然输出高电平到A36，不作关功放处理。当带通滤波器和输出网络不匹配时，全波整流器VD12、VD13有直流电压输出，比较器N5的4脚同相端电压低于5脚反相端，其11脚输出低电平，一路输出给N2的10脚，使N2的8脚输出端输出低电平给A36板的数据锁存器，清零数据关功放，保护发射机。另一路低电平触发单稳态电路N3B的9脚“A”端，其12脚Q非端输出约19ms的低电平到显示板A32，显示故障并发出降功率命令，也保护了发射机。

3 结论

无论是天线驻波比反射和网络驻波比反射，均会产生驻波比监测信号，第一时间清零调制编码板上数据锁存器的数据关掉功放模块，随后又产生降功率信号，由控制板A38发出降功率命令降低发射机功率，从而很好地保护了发射机。了解发射机驻波比监测信号的取样、产生及输出原理，有利于我们调校、掌握发射机的工作状态，做好安全播出。