摘要：天線調(diào)配系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)的末端，作為中波發(fā)射臺(tái)不可或缺的一部分，起到阻抗匹配、防雷擊、濾除其他頻率信號(hào)等作用。精妙的天線、饋線、天調(diào)室設(shè)計(jì)可以使信號(hào)傳輸過(guò)程中能量損耗大幅度減小，降低其他頻率信號(hào)干擾，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量傳輸。該文就中波發(fā)射臺(tái)的天調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，與大家共同分享。

關(guān)鍵詞：天調(diào)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；高質(zhì)量傳輸

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.09.026

中圖分類(lèi)號(hào)：TN 948.53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）09-00-03

A Brief Analysis of the Design of the Sky Adjustment System for Medium Wave Transmitting Stations

WANG Qiang

（Inner Mongolia Autonomous Region Radio and Television Transmission and Transmission Center Linhe 691 Station， Bayannur 015000， China）

Abstract： The antenna allocation system is the end of the transmitter and an indispensable part of the medium wave transmission station. It plays a role in impedance matching， lightning protection， and filtering out other frequency signals. Exquisite antenna， feeder， and antenna design can significantly reduce energy loss during signal transmission， reduce interference from other frequency signals， and achieve high-quality transmission. This article analyzes the design of the sky adjustment system for medium wave transmission stations and shares it with everyone.

Keywords： tiandiao system; design; high quality transmission

0 引言

電感電容是組成天調(diào)系統(tǒng)的基本元器件，我們要了解在不同電路中電壓和電流之間的關(guān)系，串并聯(lián)諧振的概念，以及在天調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如何使用它們來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能，以達(dá)到減少能量損耗、降低其他頻率信號(hào)干擾和阻抗匹配的效果[1]。

1 LC電路中電流?電壓?電感關(guān)系

1.1 純電感電路中，電壓?電流關(guān)系

基本關(guān)系式：

（電感乘電流變化率，L為電感元件的電感值）（1）

（以電流源為正弦參考量，為電流幅值，為電流幅值，t為時(shí)間，i為感抗） （2）

（d為求導(dǎo)） （3）

純電感電路中，電壓電流的頻率相同，相位差90°。

感抗值：

（j為虛數(shù)單位，即u超前i90°；f為頻率；X為電抗） （4）

1.2 純電容電路中，電壓?電流關(guān)系

基本關(guān)系式：

（電容乘電壓變化率，C為電容元件的電容值） （5）

（6）

（7）

純電容電路中，電壓電流的頻率相同，相位差90°。

容抗值：

（u滯后i90°） （8）

2 串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振

2.1 串聯(lián)諧振

如圖1所示，L、R、C元件在電路中串聯(lián)，感抗，容抗，當(dāng)發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，因?yàn)殡娏髟聪嗤?，L、C元件上電壓大小相等，方向分別超前、滯后電流方向90°，方向相反，總電壓為0，根據(jù)歐姆定律，L、C元件阻抗為0，電路呈純電阻特性，所組成電路相當(dāng)于短路。

2.2 并聯(lián)諧振

如圖2所示，L、R、C元件在電路中并聯(lián)，感抗，容抗，當(dāng)時(shí)，發(fā)生并聯(lián)諧振，因?yàn)殡妷涸聪嗤?，L、C元件上電流大小相等，方向分別滯后、超前電壓方向90°，方向相反，合電流為0，根據(jù)歐姆定律，，L、C元件阻抗為無(wú)窮大，所組成電路相當(dāng)于斷路。

3 天調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該天線為某中波站臺(tái)76 m桅桿式天線，為1 044 kHz和1 305 kHz雙頻率共塔，這樣設(shè)計(jì)的目的是更好地節(jié)約資源。

雙頻率共塔，在節(jié)約資源的同時(shí)兩個(gè)頻率之間會(huì)產(chǎn)生干擾。此外，每個(gè)中波臺(tái)站還會(huì)有其他節(jié)目和天線，它們之間也會(huì)互相影響。在設(shè)計(jì)時(shí)要減少其他頻率干擾，要與信號(hào)傳輸饋線50 Ω阻抗匹配。

3.1 濾除其他頻率的信號(hào)

以左半部分為例，左側(cè)是頻率為1 044 kHz信號(hào)，主要的干擾源有兩個(gè)。一是共塔另一側(cè)信號(hào)，頻率為1 305 kHz；二是該臺(tái)站其他塔相近頻率信號(hào)，頻率為855 kHz。所以我們分別設(shè)計(jì)阻塞網(wǎng)絡(luò)和陷波網(wǎng)絡(luò)。

3.1.1 阻塞網(wǎng)絡(luò)

如圖4所示，設(shè)計(jì)阻塞網(wǎng)絡(luò)的目的是阻塞另一側(cè)1 305 kHz信號(hào)。

在1 305 kHz頻率下：

L1感抗：

（9）

C1容抗：

（10）

，在1 305 kHz頻率處并聯(lián)諧振，相當(dāng)于斷路，1 305 kHz信號(hào)被阻塞。

3.1.2 陷波網(wǎng)絡(luò)

如圖5所示，設(shè)計(jì)陷波網(wǎng)絡(luò)的目的是吸收鄰塔855 kHz信號(hào)。

在855 kHz頻率下：

L4感抗：

（11）

C4容抗：

（12）

，在855 kHz頻率處發(fā)生串聯(lián)諧振[2]，相當(dāng)于短路，855 kHz信號(hào)直接流入大地。而對(duì)于本頻率1 044 kHz來(lái)說(shuō)，L4，C4形成電路由于頻率變大，呈感性，所以需要在右側(cè)并聯(lián)電容C5。

在1 044 kHz頻率處，L4、C4形成電路感抗：

（13）

C5容抗

（14）

，在1 044 kHz頻率處并聯(lián)諧振，相當(dāng)于斷路，阻塞1 044 kHz信號(hào)進(jìn)入大地。

3.2 阻抗匹配

天線調(diào)配室將天線的阻抗匹配到和發(fā)射機(jī)輸出端阻抗相同的50 ?，通過(guò)預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)和T型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

3.2.1 預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)

如圖6所示，該天線阻抗預(yù)估值為60+j105，即A節(jié)點(diǎn)阻抗，通過(guò)電感L0對(duì)阻抗進(jìn)行預(yù)調(diào)，方便后續(xù)調(diào)配。

如圖7所示，通過(guò)并聯(lián)80 電感L0預(yù)調(diào)，預(yù)調(diào)之后節(jié)點(diǎn)B阻抗為

（15）

經(jīng)過(guò)阻塞網(wǎng)絡(luò)之后，計(jì)算節(jié)點(diǎn)C阻抗，在1 044 kHz頻率下：

L1感抗：

（16）

C1容抗：

（17）

L1、C1并聯(lián)阻抗：

（18）

（19）

3.2.2 T型網(wǎng)絡(luò)

如圖8所示，設(shè)計(jì)T型網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)阻抗進(jìn)行虛、實(shí)部調(diào)節(jié)，使實(shí)部更接近50 ?。

在1 044 kHz頻率處：

C2容抗：

（20）

L2感抗：

（21）

C2、L2串聯(lián)阻抗：（22）

（23）

節(jié)點(diǎn)E阻抗為和C3并聯(lián)：

（24）

（25）

節(jié)點(diǎn)F阻抗為和L3串聯(lián)：

L3感抗：

（26）

（27）

陷波網(wǎng)絡(luò)在1 044 kHz處并聯(lián)諧振，1 044 kHz信號(hào)被阻塞入地，所以G節(jié)點(diǎn)和F節(jié)點(diǎn)阻抗相同為50 ?，最終實(shí)現(xiàn)與饋管阻抗匹配。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視局某中波發(fā)射臺(tái)天線調(diào)配系統(tǒng)為例，對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析。在日常工作生產(chǎn)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)零位過(guò)大，阻抗不匹配等問(wèn)題時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)配，同時(shí)也要做好天調(diào)系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)工作。實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量廣電信號(hào)傳輸。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳方煜，沈念革．中波發(fā)射系統(tǒng)天饋線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的組成與工作原理[J]. 數(shù)字傳媒研究， 2023， 40（8）：37-40.

[2] 張保甲．中波天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)分析[J]．科技資訊，2018，16（29）：72-75.