明 震

在無線電技術當中經常會遇到阻抗匹配的有關問題。阻抗匹配就是指信號在傳輸系統(tǒng)中，各環(huán)節(jié)之間存在特定的配合關系。阻抗匹配的意義就在于將信號源高質量、無損耗地傳輸?shù)截撦d上，以實現(xiàn)傳輸效率最大化、系統(tǒng)運行穩(wěn)定的目的。引申到中波發(fā)射系統(tǒng)中，發(fā)射機可以看作是信號源，饋線就是信號源的傳輸線，中波天線就是信號源的負載，那么在這個系統(tǒng)中首先要求發(fā)射機與饋線相互匹配，其次就是饋線與中波天線相互匹配，從而達到整個系統(tǒng)匹配。目前，國內外的中波發(fā)射機一般輸出阻抗均為50 Ω，市場上也可以直接購買到特性阻抗為50 Ω的饋線，這樣就可以直接將發(fā)射機和饋線相連接，而中波天線的阻抗往往不可能剛好是50 Ω的純電阻狀態(tài)，不能將饋線與天線直接相連接，這時就要求在饋線與天線之間增加一套阻抗匹配網絡，以使天線阻抗等于饋線特性阻抗。即該阻抗匹配網絡與天線相連接之后通過調節(jié)該阻抗匹配網絡器件參數(shù)以使該阻抗匹配網絡的輸入阻抗等于50 Ω。在這個系統(tǒng)中，發(fā)射機與饋線相互匹配，饋線與中波天線通過阻抗匹配網絡達到相互匹配，整個發(fā)射系統(tǒng)也就達到匹配了。這樣就可以保證中波天線獲得最大空間輻射功率，實現(xiàn)最大范圍的有效覆蓋，同時整個發(fā)射系統(tǒng)因幾乎無駐波電壓的出現(xiàn)達到整體穩(wěn)定運行的目的。將在饋線與天線之間增加的這套阻抗匹配網絡稱之為天線調配網絡。天線調配網絡的設計方法和思路有多種，而這種通過串并聯(lián)相互等效轉換原理，再結合網絡的品質因素Q來設計并計算天線調配網絡的方法更加容易理解和掌握，下面就此方法展開論述。

1 電容、電感的電抗值計算

在天線調配網絡中起阻抗匹配作用的主要器件就是電容和電感。電容的電抗叫做容抗，電感的電抗叫做感抗。

電感的感抗計算公式為：

2 串、并聯(lián)電路相互等效轉換公式的推導

如圖1所示，RP和XP并聯(lián)，RP為電阻，XP為電抗（可以是容抗也可以是感抗），此處定義XP為感抗予以計算。

圖1 并聯(lián)電路

將并聯(lián)計算展開：

（2）式可以理解為是實部和虛部兩部分串聯(lián)組成，設RS為實部，XS為虛部，則（2）式可以表示為：

可以用圖2電路圖表示（3）式，則圖2與圖1相互等效。

圖2 串聯(lián)電路

由（2）式和（3）式可得出：

將（4）式和（5）式代入并聯(lián)品質因數(shù)公式：

最后提出來的一個問題：“公共財政究竟離我們有多遠”？我們說究其本質，公共財政是一個民主財政，是一個控權財政，如果說人民對政府的公權力沒有辦法得到監(jiān)督和制約，我們的人大機關不能有效的形式對預算的監(jiān)督權、否決權的話，那么我們想公共財政的問題依然沒有辦法解決，所以說，我們最后對我國公共財政建設的一個認識就是任重而道遠。感謝各位老師。

從以上的推導結果，可以得到如下關系式：

3 串、并聯(lián)等效轉換公式在阻抗匹配網絡當中的應用

在一個阻抗匹配網絡中，可以利用上述串并聯(lián)相互等效轉換公式來計算匹配網絡所需器件的參數(shù)。假設有兩只不同的電阻RP和RS（RP＞RS），要求在這兩個電阻之間加一阻抗變換四端網絡，使這兩只電阻相互匹配，即讓四端網絡的輸入阻抗等于RS，輸出阻抗等于RP。如圖3所示，只需要分別計算出XP和XS的參數(shù)就可以了。因為RP＞RS，所以采用“倒?！钡木W絡形式。

圖3 阻抗變換四端網絡

根據(jù)串并聯(lián)相互轉換公式，先求出網絡的品質因數(shù)：

因為要使網絡兩端達到匹配，XP和XS必須采用相反的電抗才可以。所以，將符號考慮進去，得到：XS=±QRS，

當XS取容抗時，XP必須為感抗；反之當XS取感抗時，XP必須為容抗。

4 天線的調配

天線的調配從本質上講就是一種阻抗匹配的工作，以某臺單塔天線為例，運用以上推導的公式，說明天線的調配過程。

已知某電臺頻率f0＝747 kHz，天線阻抗ZA=15-j30=RA-jXA，饋線的特性阻抗W=50Ω，現(xiàn)在要通過阻抗匹配網絡使天線阻抗與饋線特性阻抗相互匹配。因為W＞RA，所以采用“正Γ”匹配網絡，并臂電抗XP應在饋線端，而串臂XS應接在天線端，如圖4所示。

圖4 阻抗匹配網絡

根據(jù)以上推導公式：

則XS=X'S+XA=j(22.95+30)=j52.95Ω（感抗）

再由電感電容的電抗公式分別求得電感LS和電容CP為：

5 天線調配網絡的測試與調整

上面通過利用串并聯(lián)等效轉換公式的方法得到了天線調配網絡各器件的參數(shù)，按其結果來組裝調配網絡，再接上天線與饋線（按圖4連接），但是往往并不一定能達到預期的效果。也就是說，并不一定能得到良好的或者滿意的匹配。這是由于在安裝時，存在著無法預估的分布電容和引線電感，以及電容自身容量的誤差，所以其結果并不一定能完全令人滿意。所以，安裝完畢以后，還要對系統(tǒng)作一次較為仔細的調整，使其盡量接近預料的結果，達到理想的匹配。

在調配網絡按計算結果組裝完成以后，用阻抗電橋（最好是用矢量阻抗儀或網絡分析儀等）在調配室的饋線窗口處將饋線甩開，測試網絡輸入端的輸入阻抗，通過反復交替調整XP和XS的方法使其輸入阻抗等于或盡可能接近饋線的特性阻抗，此時天線調配網絡的測試與調整才完成。

6 天線調配網絡的考驗

調配工作結束以后，就是實際加功率考驗了。將發(fā)射機的功率逐步加到饋線上，在加功率的同時要分別觀察調配網絡及發(fā)射機，看在加功率的過程中有何異常反映，直至加到滿功率，若無異常的情況下接下來逐步加上調幅直至m＝1，再將調幅退至m在0.35～0.5，連續(xù)工作半小時后，關機進調配室摸溫，檢查電感電容的溫升情況，如無異常再試播音。在第一次長時間試播之后，應再次關機立即進行摸溫檢測，如無異常，詳細記錄調配網絡所使用器件的參數(shù)并歸檔，以備日后維護時作為參考，至此調配工作才算結束。

7 結語

中波天線匹配網絡性能的優(yōu)劣直接關系發(fā)射機的發(fā)射效果，以及發(fā)射機的穩(wěn)定性。往往天線匹配網絡設計要綜合考慮眾多因素，如多頻共塔、天線之間的串擾、網絡器件的功率容量等。這就對網絡設計者提出了更高的要求，廣大廣電技術工作者只有通過不斷探索實踐，從基礎理論出發(fā)，拓展設計思路，才能設計出更為理想的方案。

[1]何大中,章之儉.廣播電視技術手冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,2011.