中波发射的天馈系统.doc

2012-07-19##########中##波##发#20射12的-07天-1馈9#系###统###2#012-07-19######## 范戊申 ( 河南省广电局鹤壁中波转播台 河南 鹤壁 456600 ) 【摘 要】全固态中波数字调制发射机, 其天馈系统的匹配优劣, 直接影响发射机的性能。本文就天馈系统中的天线结构对播出的影响, 天 线和天调网络的防雷方法, 射频电缆安装安全给予阐述。重点叙述了天调网络在电磁兼容方面的高频回馈的抑制以及阻塞网络的设计, 目的在 于突出天调网络的重要性。 【关键词】Q 值; 相移网络; 电磁兼容; 阻塞网络 世界进入信息时代, 数字技术广泛应用于广播电视设备, 全固态 数字调幅中波发射机已普遍推广使用。我们对与之匹配的天馈系统应 有新的理念和认知。 以前普遍使用电子管中波发射机, 天馈系统有偏差也能维持开 机, 造成技术人员偏重发射机的失真、频响和信杂比这三大指标, 对与 电子管发射机联接的天馈系统认识不全面。虽然发射机三大指标进 级, 并不说明发射机功率全部辐射出去了, 有可能很多功率损耗在天 馈系统中, 使整机效率下降, 无法保证有足够的场强, 同时覆盖范围减 少, 发射机指标虽好, 接收机收听效果受到严重影响。 现在随着数字技术的快速发展和普遍推广, 全固态的发射机取代 了以前的电子管发射机, 这样整机效率得到很大的提高。因为场效应 管的耐压和耐高温性能有限, 所以对全固态发射机的天馈系统提出了 严格的要求。例如若整个天馈系统的驻波比偏高, 发射机就会降功率 乃至不能正常开机工作, 而且整机的各项指标亦受很大影响。 中波发射机的辐射场强除受发射机本身发射功率影响外, 还受天 线结构、地网优劣、匹配好坏, 传输路径、地形地质、地导系数等诸多因 素影响, 研究起来头绪多、较复杂。 根据上述情况, 结合工作中的问题, 浅显总结以下几点拙见, 不当 之处请给予指正。 一、天线结构 地球表面像导体一样有引导电磁波传导的能力, 地波传波稳定可 靠。中波段的电磁波在沿地面传播时损耗小且传播距离远。在地波传 播时, 因为垂直极化波的损耗小于水平极化波的损耗, 中波极化采用 垂直极化方式, 故中波是垂直极化波。由于中波天线是垂直振子, 从理 论上来讲, 各点电流幅度相等相位相同的天线, 不会随着天线高度的 增加而场强也一直增加。当天线的高度 h=0.64!( ! 为波长) 时, 场强达 到最大值, 再者中波天线并非单纯考虑地波幅射场强, 还应顾及高仰 角辐射天线引起的衰落区的距离, 当振子高度超过 0.5! 时出现副瓣, 仰角较小, 副瓣最大值增大而辐射能量增加, 故对拉远衰落区有益的 天线高度是 0.53!。 现在使用的高 76 米, 边宽 50 厘米的正三角形铁塔, 在不同的地 区和自然条件下, 铁塔底部的输入阻抗也不同, 下边为平原地区天线 底部的阻抗的一组数据。 可见低频段天线阻抗实部小虚部大, Q 值较高。在高频段虽然 Q 值小了, 但实部虚部都很大。当铁塔高度 h 1 ! 时, 输入阻抗电阻部 4 分变小, 电抗部分较大, 天线的辐射效率降低。此种情况下应加顶负荷 来增加天线的有效高度。顶负荷因其不是水平的而对发射起不利作 用, 故斜拉线长度一般不超过垂直部分的二分之一。实践证明, 当发射 频率在 500—800KHz 之间时, 加顶负荷后有助于提高天线的输入阻 抗; 当发射频率高于 800KHZ 天线有效高度大于 !/4 时 , 应逐渐缩短 斜拉线顶负荷的高度。频率比较高的发射塔加顶后对天线输入阻抗的 影响比较大, 可以达 1 千欧姆以上。 天线阻抗 Z=R+jx 是频率的函数。低频段天线阻抗的 Q 值较高, 高频回馈抑制及阻抗变换电路虽然在载频处天线阻抗为 50 欧姆, 但 在 ±10KHZ 边频处会有较大偏离, 造成上下边频失配从而使发射的频 响和失真变坏, 音频频率越高失真越大。 二、天线防雷和天调网络防雷 雷电是一种大气中带有大量电荷的云对地放电的现象。雷电具有 能量极大频谱极宽的特点, 其电压可高达几百万伏, 频率低至十几赫 兹, 对天线及天调网络的破坏性极大。 (一)天线的防雷 现实中天线是其附近区域最高的建筑物, 易招 来雷电。若没有好的防雷措施, 当雷击时由天线引来的巨大的雷电能 量入地, 使塔基电位瞬时上升, 而此时离塔基很远处才真正为地电位, 故会有很大的电流流入发射机, 对发射机造成严重的破坏。据此可采 取 (1)减少地网接地电阻。 (2)接地考究, 焊接尽可能面积大, 地阻越小, 分流越好。 (3)可在接地处灌入降阻剂或石墨与盐, 降低地电阻。 (4)增大接地面积。 (5)机房集中接地。 (二)天调网络的防雷 (1)石墨放电装置 采用圆柱形石