中波发射机阻抗测试浅谈

涂 浩

（贵州省广播电视局八二七台，贵州 毕节 551700）

0 引 言

目前，大多数广播台站对发射机房、发射机都能进行全方位的检测和监测，且设备采用主备发射模式，故障率极低。但发射机房外，特别是天线下面的调配室，由于距离机房较远，加之内部设备高频、高功率运行，对调配室内部及调配网络本身进行有效监测的难度较大，因调配网络故障引起的停播一直是值班人员及维护人员的痛点。反射功率和驻波比是中波维护中两个非常重要的指标。阻抗不匹配是这两个指标过高时最为显著的表现[1]。此时，快速确定是哪个节点阻抗不匹配，成为维修工作顺利开展的关键。本文将对此展开深入讨论。

1 天线匹配网络（天调网络）

1.1 阻塞网络

天调网络的阻塞网络可以分为并联谐振网络和串联谐振网络两种。并联谐振网络对阻塞的频率呈现无穷大的阻抗，可以阻止该频率的信号通过网络；对需要通过的频率呈某一阻抗值，使其可以通过。这样，阻塞网络就可以实现选通频率的功能，从而避免不同频率信号之间的串扰[2]。使用串联谐振网络时，串联谐振网络的一端接地，对阻塞的频率呈现极小阻抗，将信号短路接入大地；对需要通过的信号呈现某一阻抗，通过网络到达天线。在实际使用中，比较常见的阻塞网络都是使用并联谐振网络。

并联谐振阻塞网络结构如图1所示，两个LC并联电路分别谐振于f1、f2。当发射信号从左进入发射频率为f2的信号，这时对于发射信号来说频率为f1的信号即为干扰信号，经过LC并联电路时，因电路谐振于f1，这时对频率为f1的信号呈现阻抗无限大从而将其过滤掉，频率为f2的信号此时则可以通过网络经天线发射出去。同理，当发射信号从右进入发射频率为f1的信号，这时对于发射信号来说频率为f2的信号即为干扰信号，经过LC并联电路时，因电路谐振于f2，这时对频率为f2的信号呈现阻抗无限大从而将其过滤掉，频率为f1的信号此时则可以通过网络经天线发射出去。

图1 并联谐振阻塞网络

1.2 匹配网络

匹配网络的作用是使天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗匹配。理论上，有很多种网络方案可以使之匹配。在设计过程中，本文使用可变电容、可变电感来进行设计，因为在实际使用中第一次测试固定后，在后期会因为天气、环境等外界因素的影响导致阻抗变化，从而使得设计的网络的阻抗改变，这时就需要人为地对可变电感、电容进行调整，从而使得网络的阻抗维持在一个相对标准的范围。中波发射台的维护工作中，一般半年左右会要求一次测试，或者在发射机使用过程中反射功率偏高时进行测试。这时网络阻抗不匹配可能是导致反射功率高的原因之一，因此也需要对网络进行阻抗测试，看阻抗是否匹配。此处所述阻抗为50 Ω。测试时以50 Ω为标准测试[3]。

图2为匹配网络加阻塞网络的实际使用电路图，在工作频率中测出的阻抗是50 Ω。其中，L11和C11组成的并联谐振网络为阻塞网络。当频率f测试阻抗不为50 Ω时，可以通过调节图中的L12、L14来进行调整。

图2 匹配网络加阻塞网络实际电路

2 发射机匹配网络

发射机的匹配网络如图3所示。图3为DAM-10 kW型中波发射机的匹配网络，射频输出通过馈管连接到天线匹配网络（天调网络），在发射机端进行测试以保证发射机正常工作，需要进行以下测试步骤[4]。

图3 发射机匹配网络

（1）天线阻抗测试。断开L104右侧，测试天线阻抗，频率为发射机正常工作的频率，结果理论值应为50+j0 Ω。如果有误差，需在天调网络处进行调整测试。

（2）三次谐波，串联谐振。频率为发射机工作的3倍频率。断开L105上侧，调节L105使得C104和L105达到共振，串联谐振时测试得到的阻抗为0+j0 Ω。

（3）T型网络阻抗。频率为发射机正常工作的频率，断开L103左侧，在L103左侧测试。目标为50+j0 Ω，在DAM-10kW型中波发射机的正面板上有调负载、调谐两个旋钮。实部通过面板调负载旋钮调节，虚部通过面板调谐旋钮调节。

（4）并联谐振共振测试。频率为发射机正常工作的频率，断开L103左侧、L102左侧，测试L102和C103达到共振。测试目标是阻抗最大，即偏向角达到360°。通过调节可变电感L102进行调节。

3 中波发射机的阻抗测试

3.1 天调网络匹配测试

天调网络测试包括阻塞网络测试[5]及匹配网络测试。

3.1.1 阻塞网络测试

参考如图1所示的阻塞网络。假设频率f1为1 143 kHz，f2为765 kHz。理论上来说，左侧LC并联网络阻止频率f1的信号通过，右侧LC电路阻止频率f2通过。先测试左侧。测试时，先把b节点断开，连接好网络分析仪后，将网络分析仪接地。然后设置测试频率，测试频率为1 143 kHz，可以将最小频距设置为1 kHz或0.5 kHz，方便找到中心测试点。这里若将起始频率设置为1 143 kHz，终止频率设置为1 143 kHz那么测试点就只有一个，就是1 143 kHz这个点。也可通过设置起始频率和终止频率多设置几个测试点，但必须保证1 143 kHz这个测试点为中心测试点，以方便查看测试出的阻抗。设置好网络分析仪后，进行校准，开路校准和短路校准都必须进行。校准完成后，测试线一根接a点，一根接b点，就可以测出在1 143 kHz这个点的阻抗。如果阻抗为无穷大，则说明网络正常；如果不是，则需要调整电感、电容大小来使得阻抗为无穷大。一般电容、电感至少有一个为可调的。这样就完成了左侧阻抗的测试，用同样的方法测试右侧。

3.1.2 匹配网络的测试

匹配网络的结构如图2所示，图中有a、b、c三个测试点。这三个测试点的阻抗理论都是50 Ω。在实际测试中，对c点的测试较多。它是整个网络的测试。如果在c点测试时无法将阻抗调整到50 Ω，则可以进行b点，a点的测试来更换元器件达到目标。测点处的测试方法如下。设频率为1 143 kHz。先需要断开c点，c点通过馈线连接到发射机，断开c点即断开天调网络和发射机的连接。断开后，进行网络分析仪测试前的准备，连线，地线接地，设置频率，校准。完成校准后，中波专用电桥的测试口测试线连接c点，地线接地。查看测试的数据。理论数据为50 Ω，测试结果分为实部和虚部两部分。理论上实部为50，虚部为0。测试的过程中，在误差允许的范围内都可以正常工作，实际允许的误差根据具体台站和发射机的要求来确定。有的发射机要求比较高，有的比较低。测试结果不在误差允许的范围内时，发射机常常会出现反射功率过大的故障。发射机反射功率过大的同时测试出天调网络的阻抗又不匹配时，可以通过调节图2中的L12、L14来进行阻抗调整。

3.2 发射机匹配网络测试

发射机匹配网络如图3所示。图3为DAM-10 kW型中波发射机的匹配网络，射频输出通过馈管连接到天线匹配网络（天调网络）。可在射频输出节点测试天调网络的阻抗，保证发射机到天调网络室之间的馈管无损坏，测试所得结果与前文一致。在发射机端进行测试，保证发射机正常工作，需要进行以下测试。

3.2.1 天线阻抗测试

天线阻抗测试即前文讲到的天调网络阻抗的测试。断开L104右侧，测试天线阻抗，也是整个天调网络的阻抗。频率设置为发射机的发射频率，网络分析仪的测试线红线连接在射频输出点，黑线接地，设备接地后完成校准，测出当前的阻抗值。理论值结果理论值应为50+j0 Ω。如果在误差允许范围内则正常，若不正常，则需要在天调网络处进行调试。

3.2.2 三次谐波，串联谐振

图3中L105和C104是一个LC串联电路，可以过滤干扰信号，在测试时主要过滤3次谐波。因此，设置其频率为发射机工作频率的3倍。断开L105上侧，网络分析仪的测试线红线连接在L105上侧，黑线接地。调节L105使得C104和L105达到共振，串联谐振时测试得到的阻抗为0+j0 Ω。对地短接，则这个频率的信号就会全部接入大地，不会进入天调网络，从而起到滤波的作用。

3.2.3 T型网络阻抗

频率为发射机正常工作的频率，断开L103左侧，在L103左侧测试。在天调网络阻抗测试正常后测试，目标为50+j0 Ω。如果数值不在误差允许范围内，DAM-10kW型中波发射机的正面板上有调负载，调谐这两个旋钮。实部通过面板调负载旋钮调节，虚部通过面板调谐旋钮调节，通过这两个旋钮调整到目标值。

4 结 语

快速确定节点阻抗不匹配故障点，是维修工作顺利开展的关键。本文详细给出了中波发射机匹配网络和天调网络故障点阻抗测试方法，对实际工作中的故障诊断与维护具有一定指导意义。