中波天线调配网络原理及改频设计_王依巧.pdf

114电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输文献引用格式：王依巧.中波天线调配网络原理及改频设计 J.电视技术，2023，47（1）：114-116.WANG Y Q.The principle and frequency change design of medium wave antenna deployment networkJ.Video Engineering，2023，47（1）：114-116.中图分类号：TN934.2 文献标识码：A DOI：10.16280/j.videoe.2023.01.027中波天线调配网络原理及改频设计王依巧（浙江省中波发射管理中心泰顺广播转播台，浙江 温州 325500）摘要：中波天线调配网络改频设计需要保证其与天线阻抗、馈线阻抗严格匹配。为进一步提升中波天线调配网络改频设计实效，以实践应用为视角，分析阻抗匹配网络原理、抗干扰网络原理、中波天线调配网络改频原理，指出技术人员在中波天线调配网络改频设计过程中，应根据天线调配网络的总阻抗分析，确定匹配网络的具体类型；为避免 LC 串联谐振网络的回路造成中波发射机发射信号减弱，可以采用并联加串联的复合网络结构。在此基础上进行案例分析，以某中波天线调配网络改频项目为例，详细阐述原有 531 kHz 改为 756 kHz 的改频设计过程、调试过程。关键词：中波天线；调配网络；改频设计The Principle and Frequency Change Design of Medium Wave Antenna Deployment NetworkWANG Yiqiao(Zhejiang medium-wave transmission management center Taishun broadcasting station,Wenzhou 325500,China)Abstract:The frequency change design of medium wave antenna deployment network needs to ensure that it matches antenna impedance and feeder impedance strictly.In order to further improve the efficiency of frequency change design of medium wave antenna deployment network,this paper analyzes the principle of impedance matching network,anti-interference network and frequency change principle of medium wave antenna deployment network from the perspective of practical application.It is pointed out that the specific type of matching network should be determined according to the analysis of the total impedance of the antenna allocation network during the frequency change design of medium-wave antenna allocation network.In order to avoid the signal weakening caused by LC series resonant network loop,the parallel plus series composite network structure can be adopted.Based on this,this paper carries on the experimental case analysis,elaborated the original 531 kHz to 756 kHz frequency change design process and debugging process.Keywords:medium wave antenna;deployment network;frequency change design0 引 言中波天线调配网络主要应用于天线阻抗与馈线阻抗匹配中，并对干扰信号进行滤除，以提升信号传输质量1。中波发射系统在正常运行的情况下，其信号频率持续不变。若信号传输频率发生改变，则需要对中波天线调配网络进行改频处理。为提升改频设计质量，实现改频后中波天线调配网络有效运行，有必要对中波天线调配网络原理及改频设计进行探究。本文以实践应用为视角，分析中波天线调配网络原理与改频原理，并通过实验案例分析，详细列示了改频与调试过程，以期为日后中波天线调配网络改频工作提供借鉴与参考。1 中波天线调配网络原理1.1 阻抗匹配网络原理阻抗匹配网络具有调试方便等特点，结构如图 1 所示，主要类型包括正型、倒型两种2。在网络 作者简介：王依巧（1996），女，本科，助理工程师，研究方向为中波广播。电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)115BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输匹配过程中，需要对两种类型的匹配网络总阻抗进行计算，根据取值范围分析，确定中波天线阻抗匹配网络的具体类型。（a）正型（b）倒型图 1 阻抗匹配网络结构正型阻抗匹配网络的总阻抗R0公式表示为：()21aa012aajjjjjjXXXRRXXXR+=+（1）式中：jX1为Q1处的阻抗，jX2Q2处的阻抗，jXa+Ra为天线阻抗。将式（1）中的虚部设为 0，可以求出X1，X2的表达式：()1aa0aXXRRR=（2）a200aRXRRR=（3）倒型阻抗匹配网络总阻抗R0公式表示为：()1aa021aajjjjjXXRRXXXR+=+（4）将式（4）中的虚部设为 0，可以求出X1，X2的表达公式：()220a0aa0aa1a0R XR XRR XXXRR+=（5）()2220aa0aaa1XR RRR RXR=+（6）通过公式推导计算，得出确定中波天线阻抗匹配网络的具体类型的范围，即R0Ra时，应采用正型阻抗匹配网络；反之，采取倒型阻抗匹配网络。1.2 抗干扰网络原理除上述阻抗匹配网络外，中波天线调配网络还有抗干扰网络，目的在于有效控制邻频干扰问题。为将干扰信号控制在中波发射机允许范围内，需要通过 LC 串联谐振、并联谐振网络方式进行解决。LC 并联谐振网络能够呈现出高阻抗的特性，通常应用于互相阻塞共塔频率；LC 串联谐振网络能够呈现出较低阻抗的特性，通常应用于吸收来源于天线耦合的干扰信号3。在具体应用实践中，为避免 LC串联谐振网络的回路造成中波发射机发射信号的减弱，通常以并联加串联的复合网络结构，对中波发射机干扰信号进行过滤和消除，在保证中波发射机信号有效输出的基础上，避免对阻抗匹配产生不利影响。2 中波天线调配网络改频原理针对单频单塔天线调配网络，只需改变阻抗匹配电路即可实现调配网络改造。若有其他发射频率变化，技术人员可以根据实际信号干扰情况，决定具体的网络改频方案。在阻抗匹配网络改频过程中，当中波发射机的工作频率突然改变时，天线呈现出的阻抗会随之而改变。此时，原有的阻抗匹配网络对于改变后的阻抗呈现出阻抗失谐状态，进而导致发射机无法正常工作。针对此情况，技术人员应根据改变后的工作频率及阻抗情况，重新设计阻抗匹配网络，确保中波发射机输出的阻抗为 50 4。针对多频共塔阻抗匹配网络的改造设计，技术人员应明确发射机工作频率改变会引起天线阻抗、阻塞网络等效阻抗的改变，在匹配网络时，需要针对其总阻抗进行 分析。在吸收网络改频过程中，技术人员可以结合前文所述的并联加串联复合谐振网络内容，对并联网络电感值、并联谐振频率进行调整，并通过串联部分的电感值调整，提升干扰信号过滤与消除的效果。3 改频设计本节以某中波天线调配网络改频项目为例，详细阐述改频设计过程和调试过程。原有的发射天线为拉线自立铁塔。原有中波天线调配网络中设置了两组并联谐振阻塞网络，结116电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输构如图 2 所示，目的在于有效阻塞共塔的干扰信号。同时，该网络能够提供两组复合串联吸收回路，能够对耦合干扰信号进行有效过滤和消除。图 2 阻塞网络简图目前，因频率改变需要，需对原有发射天线调配网络进行改频处理。由于共塔频率调整，因此技术人员应对原有阻塞、匹配、吸收电路进行调整。以原有的 531 kHz 改为 756 kHz 为例，阻抗电桥测得发射天线在 756 kHz 天线阻抗值为 50+j68，干扰频率为 531 kHz，改频计算流程大致如下。（1）通过并联谐振公式，计算得出并联阻塞网络改频电感。（2）改造后的并联网络对处于失谐状态。为提升中波天线调频网络的防雷性能，在阻抗匹配电路过程中，串接一个电容。结合实际阻抗情况，在阻抗匹配网络设计中，选择倒型阻抗匹配网络。将相关数据代入型阻抗匹配网络阻抗计算公式，可以得出横臂阻抗、竖臂阻抗，确定横臂电感、竖臂电容。（3）吸收网络改频设计过程中，以电容不变为前提，可以计算得出改频电感；通过计算得出干扰频率的阻抗。4 调试及效果分析为保证中波天线调配网络改频的有效性，需要对改频后的网络进行调试。首先，技术人员对串并联吸收网络、阻塞网络进行调试，之后对阻抗匹配网络进行调试，在检验改频后网络运行的有效性的基础上，避免调试顺序错误对阻抗匹配的精准性产生影响。并联谐振网络调试过程中，技术人员可以通过信号发生器调试电感，当谐振信号发生器返回信号处于峰值，即表明网络已经调准5。在复合串联谐振网络调试过程中，技术人员可以先调节并联谐振点所处的发射机频率，再将其调整到干扰频率过滤与清除节点上。阻抗匹配电路调试过程中，技术人员可以使用数字导纳电桥进行调试，当电桥读数的实部接近 50、虚部接近 0 时，即表明电路调试工作完成。通过上述改频设计及调试，改频后的中波天线调配网络达到了预期效果。5 结 语中波天线调配网络是保障中波发射机信号有效发射、降低邻频干扰的网络。因此，保障中波天线调配网络有效运行，对保证信号传输的稳定性、时效性具有积极作用。本文以实践应用为视角，分析中波天线调配网络的阻抗匹配网络原理、抗干扰网络原理，阐述中波天线调配网络的改频原理。基于此，以实验案例分析为切入点，列示出将原有 531 kHz 改为 756 kHz 的改频设计过程和调试方法。经过实验运行，改频后的中波天线调配网络运行稳定，抗干扰性强，有效满足了改频设计要求。参考文献：1 李春国.中波广播双频共塔天线调配网络及主备网络倒换系统的设计原理 J.西部广播电视，2022，43（2）：234-237.2 刘雄.中波天线调配网络的原理与设计 J.长江信息通信，2021，34（12）：63-65.3 赵锦涌.中波发射机双频共塔天线调配网络改造简析 J.科技传播，2019，11（22）：74-75.4 何吉祥.基于虚拟仪器技术的中波天线调配网络设计 J.数字通信世界，2019（6）：180-182.5 赵本岳.中波天线多频共塔调配网络分析 J.中国新技术新产品，2019（8）：21-22.编辑：张玉聪