低频低塔环境下中波三频共塔天线调配网络宽带设计解决方案.docx

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低频低塔环境下中波三频共塔天线调配网络宽带设计解决方案

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刘学生

【摘要】本文对辽宁省西部地区某中波台76m底部绝缘拉线塔540KHz/10KW+801KHz/10KW+1089KHz/10KW三频共塔天调网络进行了仿真分析，给出了全新的宽带匹配设计方案，解决了原网络中801频道带宽狭窄的问题。

【关键词】中波;三频共塔;驻波比;工作带宽;防雷电感;计算机仿真设计

中图分类号：TN929??????????文献标识码：A??????????DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.011

近些年来，中波双频共塔和三频共塔发射业务在我国到了广泛的应用。但是低频（540KHz）低塔（76m）实现三频共塔播出，目前国内还没有非常成熟的案例。

最近看到了国内两个中波台540KHz低频在76m底部绝缘拉线塔实现三频共塔播出的实例，拿到有关天调网络设计参数之后，用计算机仿真软件检验其各个频道的带宽和隔离度，发现这两个案例中没有一个是完美的，都有一个频道带宽很狭窄。其中辽宁省某中波台540KHz/10KW+801KHz/10KW+1089KHz/10KW，高度76m底部绝缘拉线塔，三频共塔网络，其中801KHz的驻波比小于1.25的带宽仅有3KHz。另一例是山西省某中波台540KHz/1KW+1008KHz/10KW+1269KHz/10KW，76m底部绝缘拉线塔三频共塔网络，其中540KHz的驻波比小于1.25的带宽仅有3KHz。笔者利用计算机仿真技术，用宽带匹配方法对这两个网络进行了全新设计，带宽和隔离度都达到了标准要求。本文以辽宁省的实例，对原始网络进行了仿真分析，并全新设计了符合标准的新网络。对于低频低塔环境下三频共塔天线匹配网络解决带宽狭窄问题具有参考价值。

1.技术背景

我国现有的中波广播频率为526.5～1606.5KHz，频率间隔为9KHz。从标称载频531KHz到1602KHz为止，共有120个频道。每个频道工作带宽9KHz。

与过去传统的电子管发射机相比，全固态中波广播发射机对天线匹配网络要求更高，更细致。不仅要考虑载波点上的阻抗匹配，更要考虑通带内的幅频特性，而且要求阻带有足够的衰减。这就是说，既要让通带内的广播信号低损耗地顺利通过，又阻止其它不需要的信号通过，特别是邻近的其它广播信号倒送回来。

对于中波广播发射机，天调网络驻波比小于1.25的工作总带宽，最低要求是9KHz。

中波540KHz在76米高度的天线塔上的阻抗实部都比较低，工作带宽先天不足。工程设计中，一般都是通过给天线底部对地并联一个电感（或电容）与天线阻抗构成并联谐振来增加天线阻抗的实部。

对于不同的发射功率，共塔的频道之间，隔离度要求的衰减数值也不同。对于标称额定功率10KW的发射机，理论上要求边带功率衰减40dB，实践中一般认为在载波点正/负5KHz频点上的边带功率衰减应该达到30dB以上。

一个中波天调网络，只要知道了天线阻抗，就可以根据设计图纸，通过计算机仿真快速计算出其驻波比带宽和隔离度。

2.辽宁省西部地区某中波台三频共塔天调网络简介

三频分馈共塔网络天线塔相关技术参数：

频率f1：540KHz，功率：10kw，馈线阻抗：50Ω，天线输入阻抗：18–j54Ω

频率f2：801KHz，功率：10kw，馈线阻抗：50Ω，天线输入阻抗：45+j180Ω

频率f3：1089KHz，功率：10kw，馈线阻抗：50Ω，天线输入阻抗：1000+j800Ω

天线：76m底部绝缘拉线塔，

厂家设计的图纸，如图一：

2.1原网络简介

网络主要有三部分构成，预调网络，阻塞网络，T型匹配网络。静电泄放网络包含在预调网络中。阻塞网络和T型匹配网络显而易见，这里不介绍了。

2.1.1预调网络

在（图一）中，L12与C7并联谐振在801KHz上，L9与C2并联谐振在1089KHz上，L12与C7组成的并联谐振网络对于540KHz相当于一个电感，L9与C2组成的并联谐振网络对于540KHz也相当于一个电感，通过计算可知，天线底部加了这个预调网络之后，540KHz的天线阻抗由18-j54欧姆变成了34.9-j72.1欧姆，实部提高了近一倍。

2.1.2静电防雷电感

540KHz的预调网络同时也是作为天线静电泄放网络使用的。L12和L9给天线塔留了一个直流接地的通道。

2.2用仿真软件对这个网络进行计算分析

结果如下，

1089频道：驻波比小于1.25的带宽为8KHz，1089频道对540频道（正/负5KH范围内）传输功率衰减大于38.7dB，1089频道对801频道（正/负5KH范围内）传输功率衰减大于29.1dB，801频道：驻波比小于1.25的