基于中波发射机天馈匹配网络系统的设计研究

2021-12-02袁洪平

科学技术创新 2021年32期

袁洪平

（安康广播转播台，陕西安康 725000）

进行中波发射机天馈匹配网络系统的设计过程中，为了全面的提升设计的整体质量以及设计的合理性，就需要首先明确具体的设计思路，并从科学的角度出发，对其设计当中可能遇到的问题进行科学合理的评估以及处理，这样才可以很好的保障其防雷系统，有着科学合理的设计技巧。

1 设计方案

在中波发射机的天馈匹配网络以及防雷系统的设计过程中，其设计方案的质量会直接影响到发射机设备运行的质量性。特别是对于全固态的发射机天馈匹配系统而言，设计内容复杂多变，因此就需要投入更多精力，进行针对性的分析与设计[1]。

在具体的设计过程中，首先需要对天线在使用频率上，进行特殊阻抗以及边带阻抗方面的分析[2]。一般情况下，边带阻抗会与载波频率保持在10%的程度上。一旦超出这个范围，就会导致无法有效的保障固态及在高调幅的情况下正常的工作状态下，使得无法充分的保障操作的合理性。其次，基于机器的实际功率下，使得需要能够结合起运行过程中周围环境，对其实现精细的设计与分析。在这样的分析过程中，往往可以很好的降低元器件的使用效率，通过最低的投资成本，实现更加合理的分析与处理。因此，当下在进行设计的过程中，需要很好的保障其设备可以基于稳定、可靠的方式，实现更加具体可靠的操作。例如，需要充分的发挥出不同元器件的作用，以此可以很好的发挥出防雷元器件的价值，并加装防雷元器件，以及抑制外界高频倒送当中的阻塞网络。当下，这样的设计过程中，往往会极大的降低以及简化网络当中的元器件。也是充分的保障在实际的运行中，全面的降低故障率的出现。

其次，对于不同的天线以及不同的频率阻抗而言，在设计的过程中，还需要采用针对性的设计方式，保证网络元器件在数值、电流以及电压方面均较为合理。图1 为天馈匹配网络[3]。

图1 天馈匹配网络

2 天馈匹配网络与防雷系统设计途径

2.1 天线阻抗转换

进行设计的过程中，首先，测出天线阻抗，这样才可以明确出是否需要进行转换处理[4]。一旦在测量之后，发现某个工作频率的天线阻抗比较小，同时发射机的功率比较大，就会导致天线性能异常。因此，在运行的过程中导致天馈网络元器件伏安量比较大。另外，一旦天线阻抗比较小，或者在运行的过程中，导致天线下的馈电电压出现过高的问题，甚至一定程度上会导致空气放电临界电压过高，因此就需要在进行设计的过程中充分的考虑到天线阻抗，需要得到有效的转换。其次，还需要保障进行转换的过程中可以有效基于施密特阻抗圆圈，进行针对性的分析，并在天线阻抗的分析中，针对性的对元器件进行串联[5]。在这样的串联电感以及轨迹平行的运行中所出现的变压电感，则需要顺着逆时针的方式进行运行。而在并联电容的顺时针运行中，往往会导致各个位置的阻抗圆半径变大。因此，基于这样的规律，就需要从更加直观的角度出发，对其阻抗圆图进行分析。并充分的结合其当下设计的具体思想和内容，保障让天线的特性阻抗，可以转变成一个合理的阻抗类型。

例如，在当下进行测试的过程中，如发现的天线的电流比较大，就会导致在设计的过程中，其匹配网络当中的元器件无法轻易的被实现。同时，在造价方面也比较高。基于当下阻抗圆图（图2）进行详细的分析，就可以很好的在天线的下单位置并入电感。这样的设计过程中，就能够保障稳定的运行下去。

图2 抗阻圆图

2.2 天线下端防雷系统

防雷设计，也是当下全固态发射机经常容易出现问题的环节。特别是在一些降水量常年比较大的区域，就需要全面的进行防雷处理[6]。因此，进行天馈网络的设计中，一般都需要采用三种不同的方式，进行科学合理的防雷处理。其中，在天线下端，可以使用微亨级的电感，以此起到直接泄电的作用。其次，还可以使用耐高压的电容器，以此对其雷电实现隔离的效果。另外，在进行设计的过程中，工作人员在输出端接石墨放电隙，该构件的使用中，是一种与铜套上套几十个低通磁环。因此，就可以在一个合理的距离当中起到泄雷电的效果[7]。

另外，还可将滤波器应用到中波发射天线防雷中。具体公式如下：

上述公式中，Ω u 以及Ω t 分别代表带通滤波器通带上限、下限频率电阻，B 代表通带带宽，通过计算后，便可得到最终的结果，明确滤波器使用方法。

其次，在使用这几种防雷处理的水中，虽然可以很好的起到防雷的处理，但是还需要注意的是，在进行运行的过程中，需要很好的保障基于天线的实际特性，以及当下使用的设计情况出发，以此能够综合性的实现分析与处理，最大程度上满足当下的使用需求。在进行实际的设计过程中，还需要重视起不同结构逻辑下，所形成的不同设计方式。一旦直接采用防雷网络的设计方式，就会导致元器件的伏安量比较大，甚至还会出现元器件的无法实现现象。而在使用直流电容器的时候，所采用的网络形式，就是一种将防雷网络、阻塞网络以及天线阻抗转变成网络的方式，以此全面的简化了当下的网络系统[8]。另一方面，这样的设计方式下，全面的提升了天线阻抗的虚部，便于在日后的使用中可以很好的实现阻抗的转换。

2.3 单频工作发射台天馈系统分析

在单个频率下的发射台运行期间，采用的是两个元器件，这样的网络构建方式较为简单，同时也采用了T 网络的方式，能够实现防雷匹配的效果。在进行设计的过程中，有关人员不能仅仅基于工作伏安量进行分析，还需要基于防雷要求进行针对性的分析[9]。但是，由于雷电的能量比较大，就会导致一般情况下都需要保证地线圈L 的直径在15mm 之上，同时在隔直流电容器的设计中，需要实现针对性的设计，如此方可改善设备运行效果。在过去的工作实践中发现,采用单一频率的发射台，可以起到防雷电通过的作用，以此促使整个系统可以稳定的运行。

2.4 多频率工作发射台天馈系统

现阶段在多频率的工作发射台的系统设计中，往往需要考虑到阻塞网络、带通网络以及陷波网络的方式，这样就可以很好的起到匹配效果。其中，在设计的过程中，需要带同网络的设计中，可以采用通带，而在阻带的设计中，则可以使用滤波器的方式。在这样的滤波器的使用中，可以很好的起到相应的阻抗匹配的效果。另一方面，也需要全面的简化网络系统，并实现良好的分析与处理[10]。

当下，在进行设计的过程中，不仅仅需要考虑到串联谐振，还需要保障在进行运行的过程中，这样可以很好的对其阻抗进行合理性的分析。

2.5 双频供电天馈匹配系统考量

现阶段在出现的双频供电天线，在频率方面具有一定特殊性。一般情况下需要在进行分析的过程中，保证频率基本处于1.3 系数之上。而在双频设计的过程中，还需要对天线下端的防雷网络进行合理设计。首先，需要在天线下端的防雷网络设计中，能够将防雷元器件，以及临近的旁频阻塞网络，当做天线下端公共部分。另外，还要更加科学合理的保障公共接入点，可以有着良好的阻抗效果。在使用两个频率的支路电流之后，也相应保障了电压塔配合理，同时保证频率支路当中的元器件可以便于工作人员进行操作。最后，在进行设计的过程中，还需要全面的提升自身的工作频率。

2.6 网络中的元器件考量

现阶段在设计的过程中，往往需要全面的优化以调整网络元器件的使用。特别是对于每一个元器件的使用中都需要进行伏安量的分析，需要保障能够承受住充足的伏安量，以此避免在运行过程中受到各种方面的影响，以此导致无法很好的提升自身的阻抗效果。例如，在进行分析中，就需要对天线阻抗以及网络中各个阻抗进行全面的提升以及转换。这样的设计方式能够很好的降低网络各个支路当中的元器件。其次，在进行设计中，还需要分析其合理性和安全性，保障运行的过程中不会对其网络元器件的质量造成直接的影响。

其次，在网络设计过程中，还需要全面的保障电感线圈可以有效的调节网络。在少用的情况，就需要进行针对性的分析。但是，由于长期使用下去，会受到外界环境的影响，因此导致出现较为严重的故障。这样的设计方式无法满足当下实际的使用要求。另一方面，还需要保障进行建设的过程中，要能够很好的对其开展针对性的分析。特别是在处理的过程中，可以很好的使用固定的电容器，以此能够积极的采用科学合理的方式，保障电感调节的过程中，可以基于合理的方法出发，对其网络成本实现良好的分析。在这样的处理过程中，还要重视起对周围环境的分析，只有实现良好的分析之后，才能够最大程度上满足当下的使用需求。特别是在处理的过程中，要结合各种常见的故障问题，并利用科学合理的方式，实现针对性的处理。图3 为防雷网络、阻塞网络。