趙 民
以載波頻率分別是540 kHz和873 kHz,在76 m中波發(fā)射天線(xiàn)上雙頻共塔為例,說(shuō)明天饋系統(tǒng)不良給發(fā)射機(jī)帶來(lái)的影響?,F(xiàn)在DAM發(fā)射機(jī)對(duì)天饋線(xiàn)系統(tǒng)阻抗匹配要求較高。目前10 kW及以下功率的中波發(fā)射機(jī)都采用76 m定標(biāo)天線(xiàn),天線(xiàn)高度不理想,由于540 kHz工作頻率太低,原有天饋線(xiàn)系統(tǒng),天調(diào)網(wǎng)絡(luò)難以良好匹配,造成發(fā)射機(jī)電聲指標(biāo)不好、工作不穩(wěn)定,雷電、云層低等天氣條件變化,引起天線(xiàn)駐波比增大,機(jī)器輸出功率下降,嚴(yán)重時(shí),機(jī)器過(guò)荷掉高壓,甚至關(guān)機(jī),損壞功放模塊,給安全播出造成了極大的壓力。
中波垂直極化拉線(xiàn)式桅桿鐵塔,為了提高載波輻射電流波峰在天線(xiàn)高度上的位置,以增加良好輻射效果,增大遠(yuǎn)處輻射場(chǎng)強(qiáng)、推遠(yuǎn)高仰角副瓣形成的衰落區(qū),鐵塔高度的理論數(shù)值為載波頻率的0.53λ最佳。
由于受到場(chǎng)地的限制,考慮天線(xiàn)的建設(shè)成本,10 kW及以下功率級(jí)別的發(fā)射機(jī),一般采用76 m高度的定標(biāo)鐵塔,按照中波天線(xiàn)輻射的傳統(tǒng)理論,天線(xiàn)的高度和地網(wǎng)的長(zhǎng)度應(yīng)該是等長(zhǎng)的??紤]到地網(wǎng)在地面下埋設(shè)后,高頻信號(hào)受土壤、砂石等因素的衰減,地網(wǎng)長(zhǎng)度應(yīng)該是天線(xiàn)高度H/縮短系數(shù)0.9。近年來(lái),由于城市建設(shè)的擴(kuò)建,地網(wǎng)遭到破壞的事件屢屢發(fā)生,地網(wǎng)長(zhǎng)度遭到蠶食。解決的辦法是將地網(wǎng)的末端用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái),每隔300加地樁,地樁深度以5 m為宜,以增加地網(wǎng)的有效長(zhǎng)度。
一般說(shuō)來(lái),天線(xiàn)Q值在5以下,對(duì)發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)沒(méi)有影響。但Q值大于5,會(huì)造成DAM發(fā)射機(jī)音頻失真指標(biāo)、頻率響應(yīng)指標(biāo)變壞,上述540 kHz工作頻率的發(fā)射機(jī)失真指標(biāo)、頻率響應(yīng)都很差,很難入級(jí),且發(fā)射機(jī)工作不穩(wěn)定。是由于76 m天線(xiàn)的高度不足,與載波540 kHz要求的天線(xiàn)理論高度值相差很大,又由于工作頻率偏低,天線(xiàn)對(duì)540 kHz呈現(xiàn)的電阻R數(shù)值過(guò)小,工作點(diǎn)處在天線(xiàn)阻抗特性曲線(xiàn)的不利位置所致,導(dǎo)致天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)很難匹配。曾試用幾種不同的匹配網(wǎng)絡(luò),該頻率上的天線(xiàn)阻抗匹配都很難達(dá)到要求,發(fā)射機(jī)無(wú)法穩(wěn)定工作。
天線(xiàn)上的高頻電流按正弦波規(guī)律分布,加頂?shù)哪康氖窃黾犹炀€(xiàn)的有效高度,提高高頻電流波腹在天線(xiàn)上的高度,以增加有效覆蓋半徑。
這次天線(xiàn)加頂?shù)姆椒ㄈ鐖D1所示,采用3根長(zhǎng)20 m直徑8 mm的6芯銅絞線(xiàn),用U型環(huán)分別依次固定在塔頂?shù)娜齻€(gè)角上。再用3根長(zhǎng)2 m,規(guī)格為4×4 cm的角鋼制成一個(gè)等腰三角形,并在三個(gè)角處打孔加裝絕緣子,將此三角體固定在塔體相應(yīng)的位置,使三角形角鋼體平面與塔體橫截面成平行狀態(tài),再分別將銅絞線(xiàn)下拉固定懸掛在絕緣子上,使加頂?shù)?根銅絞線(xiàn)在鐵塔頂部形成三棱柱形。加頂后,發(fā)射塔的有效高度達(dá)到96 m,相當(dāng)于天線(xiàn)高度增加了20 m。
圖1
為了配合天線(xiàn)加頂,同時(shí)為了節(jié)約改造費(fèi)用,每隔45°在原地網(wǎng)末端把地網(wǎng)焊接起來(lái),并加了地樁,地樁埋深度5M并相互連接起來(lái)。天線(xiàn)加頂和地網(wǎng)改造后,實(shí)測(cè)的兩頻率天線(xiàn)阻抗的結(jié)果如下。
540 kHz的天線(xiàn)Q值降低為3.9。873 kHz的Q值從0.26變?yōu)?.45。兩個(gè)載波頻率Q值有了相當(dāng)大的改善,兩個(gè)Q值的逼近給雙頻共塔天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了意想不到的好處,使天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的制作變得簡(jiǎn)單,經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀的仔細(xì)分析、計(jì)算,反復(fù)調(diào)整,原來(lái)難以完成的天線(xiàn)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)匹配,現(xiàn)在在兩個(gè)頻率上都能獲得很好匹配。發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)全部入甲級(jí),兩部發(fā)射機(jī)工作穩(wěn)定。
這次天饋系統(tǒng)的天線(xiàn)加頂和地網(wǎng)埋設(shè)地樁以增加地網(wǎng)有效長(zhǎng)度的成功改造,使兩部發(fā)射機(jī)之間串?dāng)_現(xiàn)象消失,發(fā)射機(jī)能滿(mǎn)功率,滿(mǎn)調(diào)幅工作,所有電聲指標(biāo)都達(dá)到甲級(jí)。夯實(shí)了發(fā)射機(jī)安全播出的技術(shù)基礎(chǔ),對(duì)臺(tái)站的不間斷、高質(zhì)量播出有非凡的意義。