中波广播天馈线匹配网络调整初探

中波广播天馈线匹配网络调整初探
摘要中波广播的发射天线高且远离机房要通过一条长长的馈线来联接机器与天线同时传送功率，因为通常情况下天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不同，所以为了使天线的输人阻抗与馈线的特性阻抗相匹配，并使反射波最小，同时馈线上的驻波比也降低，使发射的效果和安全性提高，就需要在天线的输入端与馈线之间接匹配网络使阻抗匹配，设计后的匹配网络根据实际情况需要进行调整，而且中波广播发射机的天线阻抗随气候、环境等因素变化，会造成匹配网络失配，直接影响发射机输出的高频功率最大的无失真的输送到天线上。

本文就如何对天馈线匹配的调整进行初步探讨
关键词匹配网络；输入阻抗；特性阻抗
0引言
我台的中波广播全固态发射机的输出功率由四块调制功放的输出经功率合成得到。

采用的是上海明珠厂生产的发射机，只有当发射机所接的负载为纯电阻并且等于所要求的特性阻抗时，功放板里面的场效应管才工作在接近理想开关状态，同时加在场效应管上的电压、电流相位差接近900，因此场效应管的功耗很小，整机效率高。

为了实现这个高效率就要用到匹配网络。

匹配网络的作用是使铁塔的输入阻抗Rin+jXin和馈线的特性阻抗W匹配。

匹配网络可以用Γ形、T形或π形等四端网络。

本文从我台实际出发对天馈线匹配的常用调整方法可以之一的阻抗测量法进行分析研究，该方法是用高频电桥和阻抗矢量测试仪等测试仪器，通过这些仪器测出天线的阻抗，然后针对测量的数据进行设计、制作，并用这些仪器把调配后的阻抗调到所需要的最佳值。

另外一种方法是馈线电压图行波系数调整法。

该方法是在没有电桥的发射台调整明线馈线时经常使用的方法。

其基本原理是：用自制的行波表沿线测出发射馈线上的波形，由窗口在馈线电压图中的位置，分析出调配后的等效阻抗偏离波阻抗的定性情况，然后根据网络元件变化对等效阻抗的影响，调整相应的单元。

达标的依据是行波系数高于要求值的下限。

这种方法适用于明线式馈线。

本文主要从阻抗测量调整法来分析。

1阻抗测量调整法匹配调整分析
用电桥调整天调网络的步骤如下：
1）根据各台的实际选用合适的高频电桥测出馈管或馈线的阻抗（按标称值计算也可）以及发射天线的阻抗Za=Ra+jXa。

2）对周边可能影响中波广播发射的设备进行调查，做好记录，便于后面进行抑制。

3）充分利用数据进行抗雷、抑制回馈、匹配等问题的分析研究，设计、计算整个天调网络。

对于电子管发射机来说，如果回馈电压不是大到产生串音的程度，可以不必加抑制回馈电路。

4）整理制作所需的网络元件，分类标记，根据标记安装在天调架中，安装时需注意以下问题：
（1）网络元件间的连接采用的是宽铜皮或粗铜管，端部要圆滑，防止尖端打火，每个网络元件单元的连接处要接触面宽与平，这样才能使接触紧密良好。

（2）电感线圈最低处离大面积金属板不要太近，放置网络元件的金属板可用铝板。

（3）安装过程中网络电感线圈空余部分短接时，在用的电抗器件值可能会略有变化，损耗电阻略有增大，即使接入的短路部分的圈数很少时，引入的损耗电阻也不可忽视，因此，空余部分不要短接。

（4）安装的时候同要注意电感线圈的短路夹最好由线圈中心引入所在的短接处，这样可以减小引线电感。

因为引线电感的变化会随着线圈的电感值发生变化，从而引起网络参数的变化，参数的正负取决于引线与线圈电流走向是相同或是相反。

如果是由引线由轴心接入的话，参数值的变化较小。

（5）同时安装的时候不管是单层还是多层的都要注意，对于网络电感元件的位置要尽可能的垂直安放，以避免线圈互感的发生。

5）先不把网络接入到发射的馈线线路中，先用高频电桥、高频信号发生器或者是示波器等设备接入进行调试，测出抑制回馈电路及电抗补偿电路的相关参数。

这部分的电路（除带通滤波器抽头外）在匹配调整中不参与网络的调配，只有在损耗过大时才根据具体情况作调整。

6）匹配调整
天馈线系统中常用的匹配网络的典型电路是分别是G型、p型、倒G型以及T型网络，其中p型和T型网络是为了选择恰当Q值而增加了第三臂，但Q 值不是一个严格的数值而是一个允许范围，电路设计后，调整匹配时，第三臂不必细调，p、T网络分别按图1所示G形和倒G形网络调整。

调整G型的匹配网络时，首先要把馈管电缆头旋开，然后断开上图所示的X2，部分，接着调节X1部分，用电桥测出的电抗成分
再并上X2，调节X2部分使得XC接近于0同时RC接近于特性阻抗W，并计算RC、XC的数值，如落在边界外，再微调X1、X2，微调时调X1改变电阻值，调X2改变电抗值。

调倒G型网络时，旋开馈管电缆头，整个网络接入，先调并臂X2使RC→W，最后调X1使XC→0，然后检验RC、XC值是否落在界定范围内，如不合适再进一下微调，使之合理。

调整时应注意，当ZC接近边界值时，引线电感的影响开始显露，调整后期，电桥测试点最好选在天调室电缆插座上，否则应当给连接铜管预留数欧的电抗值。

调测完了后，把馈管与天调网络连接上。

7）接着在馈线初始端口测量出阻抗，同样使用的设备是电桥，测出的值也应在规定的合理值内。

8）最近一步是将这部分的电路通过馈线与机房的发射机连接起来。

调试开机，这时反射功率指示的数值应该很小，发射机在工作半小时后，这时温度会发生变化，应停机立即检查相应匹配网络中的线头、线座、相关的网络元件及接点的温度，看看是否有接触不良或热损耗过大的问题，如果有应根据实际情况进行调整与处理。

如下图我一频率的经过调整的网络图，
2结论
根据我台的实际情况我知道天线本身是个巨大的发射体同时也充当着接收体所以通常会感应一些射频电压，这个射频电压如果产生的数值与发射设备有相关，如互感，电磁波干扰等，这些噪声会破坏正常测试仪器的工作与使用，严重的话还会烧坏机子。

所以实际工作中注意观察同时使用射频电压输出高、电桥耐压高的测试仪器，如果有条件的话用进口的高档次的高频电桥就可以很方便地进行测试和调整，以上的这一测试方法对明线和馈管都有效。

主要是要观测阻抗测试值是否有落在容限范围内。

最后，发射机的输出网络还要注意以下几点：
1）为了实现良好的通带特性以及发射效果，上述安装的网络和使用的电缆的阻抗一定要充分匹配；
2）台区周围的干扰要先有预估，使其它发射频率对在用频率的产生的影响达到最小。

3）台里要部署比较完善的防雷预案，因为雷击后前端的发射系统会产生一连贯的损坏，所以要及时处理应对。

参考文献
[1]数字式调幅中波发射机.张丕灶，刘峰，等编著.厦门大学出版社，2002.
[2]何根生，崔志民著.中波发射天线的革命性变革-谈开放式谐振腔中波小型天线的研制.广播与电视技术，2003（8）.
[3]靳聿元，刘义明著.固态数字中波发射机对天馈线系统的技术要求.广播与电视技术，2000（2）.。