摘要：中波发射台的天馈线匹配网络是发射台系统工程的设计难点，特别是双频共塔或多频共塔的网络设计，需要考虑共塔频率的频率间隔、功率等级以及本台其它频率对设计网络的干扰因素。本文结合本单位新增双频共塔的设计、安装与调试，对双频共塔调配网络的设计原则、安装注意事项和调试方法进行详细的论述，希望能为同行提供借鉴。
关键词：中波发射台；双频共塔；设计原则；安装调试
1 引言
根据传播覆盖需要，我台需新增两个播出频率，分别是1143kHz和1422kHz，功率等级都是1kW。在此之前，我台已有两部1kW发射机采用双频共塔的方式播出，两个频率分别为中央一套（639kHz）和新疆蒙语（909kHz）。按照中波发射天馈线匹配网络设计原则，此方案存在一个频率间隔问题，我们知道，中波发射台的双频或多频共塔时，频率与频率的比值不应小于1.25，而1143kHz和1422kHz这两个频率显然不能满足设计要求。后经我台技术人员和设备厂家技术人员商议后，决定新增频率和原有频率进行互换调整，也就是说一个新增频率与一个原有频率进行共塔播出。经过设计安装调试，达到了设计要求，四部发射机和两套匹配网络工作稳定。
2 设计方案
中波双频共塔的最基本条件是，共塔频率间隔越大越好，理论上两个频率的比值不得小于1.25，由于1143kHz与1422kHz频率很接近,不满足间隔比大于1.25的条件。所以这两个频率不能实现共塔发射。
2.1 1143kHz与639kHz双频共塔网络
1143kHz与639kHz双频共塔网络如图1所示。匹配网络包括预调单元、匹配单元、阻塞单元、吸收单元和防雷单元。
2.1.1 预调单元
在双频共塔匹配网络中，如果两个频率在天线底部的阻抗相差太大，会增加整个网络的设计难度，为了克服这个问题，在天线底部增设预调网络单元，其作用是平衡两个频率在天线底部的阻抗，也就是说，阻抗大的适当降低、阻抗小的适当增加，这样做有两个好处，一是减小网络的设计难度，二是减小功率损耗。图1中L0起预调作用，适当调整L0的大小，使天线阻抗兼顾两个频率在此天线上的阻抗，达到平衡阻抗的目的。
2.1.2 匹配单元
匹配单元是天馈线匹配网络的最基本单元，它的作用是实现发射机与天线阻抗的完美匹配，从而达到良好的射频信号通带，减小驻波产生，提高发射效率。匹配单元通常有四种形式，分别为T型、π型、Г型或倒Г型，图1中639kHz采用的是π型匹配网络，由C12，L12和L13组成。1143kHz采用Г型匹配网络，由L22和L23组成。
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2.1.3 阻塞单元
由于双频共塔的两个频率共用一个发射体，相互之间的干扰非常严重，如果不能很好地屏蔽掉对方的干扰，可能会通过馈线倒送到发射机输出网络，发射机驻波增大，发射功率下降，引起发射机工作不稳定。为了克服这个问题，双频共塔网络都设置了阻塞网络，每一个共塔匹配网络都有一个阻塞网络，阻塞网络的谐振频率是共塔网络的另一个工作频率，并联谐振的特点是对谐振频率呈现高阻抗，谐振频点以外的频率可以通过，从而达到了相互阻塞隔离的目的。图1中C11、L11并联谐振组成1143kHz阻塞网络；C21、L21并联谐振组成639kHz阻塞网络。
2.1.4 吸收单元
中波发射共塔匹配网络的干扰来自两个方面，一个是共塔频率的相互干扰，另一个是本台其它频率的干扰。共塔频率的相互干扰可以采用阻塞网络进行屏蔽，而本台其它天线发射的频率干扰就需要采用吸收的方法来消除。吸收网络一般采用串联谐振的方法，串联谐振的特点是：对谐振频率起到直通的作用，而对谐振频率以外的频率有很好的阻断作用。考虑到1422kHz离1143kHz很近，可能会形成干扰，因此在1143kHz匹配网络中设置了1422 kHz吸收网络，由L25、C25、L27、C26组成复合谐振电路，首先由L25、C25并联谐振于1143kHz，然后再与L27、C26串联谐振于1422 kHz，这样不仅对1422kHz有吸收作用，还会避免1143kHz在吸收网络上的损耗。
2.1.5 防雷单元
图1中有两个半球型放电器，当强雷电侵袭天线时，可以通过两个半球放电器释放掉一部分雷电能量，减小雷电对天馈线系统和发射机的损害。电感L0不仅可以预调网络阻抗，也起到一部分防雷作用。
2.2 1422kHz与909kHz双频共塔网络
如图2所示。1422kHz与909kHz双频共塔网络包括预调单元、匹配单元、阻塞单元和防雷单元。
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图2中，L0、C0为预调单元，L0、C0还具有防雷作用。L12、L13组成909kHzГ型匹配网络，L22、L23组成1422kHzГ型匹配网络。L11、C11并联谐振阻塞1422kHz，L21、C21并联谐振阻塞909kHz。在本网络中，没有设置吸收网络。
3 安装调试
3.1 网络元件的选择
中波发射台天馈线匹配网络在高压大电流条件下工作，网络通带要求宽，元件所承受的功率大，有时候还会遭受雷击，因此应使用电气特性好、耐高压，耐高温的元器件。设计网络时应留出足够的冗余量。电容可以采取串并联方式增加耐高压能力，电感可以采用较粗铜管绕制的线圈，图1、图2中部分电感标注了电感承受的电流值，安装调试时应按照上述标准选取电感。这样做可以大大减少发热量，延长使用寿命。
3.2 网络调试
天馈线匹配网络的调试可分为冷调和热调两种方式。所谓的冷调，就是按照事先设计好的网络，选好元器件，按标准安装好，在不连接发射机的情况下，对匹配网络中的各单元进行调试，在图1、图2中，a1-e1、a2-e2标注的是网络中各单元阻抗调试测试点。比如在图1中，a1代表639kHz在天线上的阻抗；b1代表加入预调单元后此点的阻抗；c1代表加入阻塞网络后此点的阻抗；e1代表发射机来的阻抗。冷调时，配合阻抗测试仪（电桥）对各个关键点进行测试调整，如果测试的结果与设计的参数不相符，可以对电感或电容进行细致的调整，调整的参数以符合设计要求为准。
3.3 安装注意事项
由于元器件质量参差不齐，标注同样参数的质量相差很大，对于购买的元器件最好做一下耐压、耐流实验，符合条件的元器件才能使用；匹配网络中元器件连接一定要牢靠，保护性接地一定要连接到最近的接地位置上。元器件与元器件之间一定要留出安全距离，防止高压打火和拉弧放电情况出现；电感与电感之间的最好是垂直安装，避免相互产生磁通感应。除了上述需要注意的事项外，为了减小整个网络的视在功率损耗，在保证正常的使用情况下，应尽量简化网络的结构，以简洁、实用、成本低、故障低、易维护为最终目的。网络安装调试完毕后，最好给整个匹配网络安装通风降温设施，确保网路工作的稳定性。
4 结束语
中波发射台天馈线匹配网络是发射系统的重要组成部分。在设计、安装调试匹配网络时，应综合考虑各单位的具体情况，既要达到良好的发射效果，同时又不至于浪费资源，又能确保整个发射系统工作的稳定性。最终目的是减小系统的故障率，为安全优质播出打下良好的基础。
参考文献
[1]庄涛《中波广播发射台理论基础与实践技术手册》.光明日报出版社.2014年12出版
[2]潘胜伟等《中波天线匹配网络宽带化探讨》《广播与电视技术》.2013年12期