数字式调幅中波发射机的输出网络原理与维护

孙云西

摘 要：本文介绍以哈广厂GZ-GS10K-7型DAM中波发射机输出网络的特性原理及易出故障的原因与维护方法。

关键词：DAM输出网络；二阶带通滤波器；阻抗匹配器；故障维护

1 带通网络

DAM发射机的功率合成单元工作于开关状态，输出电压波形为方波，由傅里叶级数分解u（t）=4Eπn=1∞sin（2n1）wt2n-14Eπ（sinwt+13sin3wt+15sin5w…

+12n-1sin（2n1）wt=1.27Esinwt+0.423Esin3wt+0.254Esin5wt+…

式中第一项为基波，其余为奇次高次谐波，无偶次谐波，三次谐波的振幅最大，随着谐波次数的增高而振幅减小，为了抑制谐波向外辐射，DAM发射机设计了仅让基波通过的带通滤波器，带通网络设计为二阶的最大平坦度滤波器，但为了保持良好的稳定性，防止调制变频造成负载变化的影响，滤波器的Q值选得较低，这就使该滤波器对三次谐波的抑制程度不大，为了达到必要的滤波度，又在阻抗匹配网络中加设了三次谐波滤波器，加强对三次谐波的抑制作用。

图1为该机带通网络的原理图，它由L101、C101、C102、L102、C103组成二阶带通滤波网络，它们均为频率决定元件，取决于发射机所设置的载波频率。它的作用是滤波和阻抗匹配。滤除音频通带外的不需要频谱成份，主要是A/D转换的取样频率及各种组合频率成份，而将量化台阶的射频功率调幅信号光滑处理成典型的调幅信号，以最后完成射频功率D/A（数/模）转换，同时将射频功率合成器低输入阻抗转换成输出监测点所需的50Ω纯阻。

此带通滤波器的幅频特性：相对于0dB的载波频率fo点的衰减量为

滤波器的阶数越高时，元器件越多，通带更趋于平坦，阻带衰减更陡。但随着阶数越高，在发射机网络中，元件伏安量普遍较大，元件之间相互有影响，调试难度加大，所以该机采用了综合二阶带通滤波器。

2 阻抗匹配网络

功率合成器的输出口阻抗等效到发射机输出的负载阻抗一般不会正好等于馈线阻抗，匹配网络的作用是把合成器的输出阻抗调整为馈线阻抗。对于DAM机而言，该网络不仅要阻抗匹配，还要有抗雷击作用，因该机功放模块是IRFP350场效应管，当天线遭到雷击等原因，塔基放电球放电时天线阻抗被短路，此时功放电路中会产生过大的瞬态电压、电流，容易烧坏功放模块。通过计算机仿真实验，网络设计的选择恰当的元件值，控制负载短路等效到功放侧的等效负载阻抗的电抗值和阻抗值，就可以对功放模块进行有效保护，该机采用阻抗匹配网络是T型网络，它是高通匹配网络，如图2所示：它由L103、L104、C104、L105、E101、L107组成T型匹配器，其中L103、L104、C104、L105均为频率决定元件，取决于发射机所设置的载波频率，它的输入、输出二支路为可变电感器，接地支路为谐振于载波的三次谐波的串联谐振支路，载波时呈现容性电抗，T型网络主要为匹配用户的不规则50Ω馈线阻抗，驻波比示数小于1.35馈线均能与之匹配。T型匹配器串臂L103的作用是调谐，L104的作用是调负载，并臂L105、C104串联谐振于三次谐波频率，构成三次谐波器，其作用是在带通滤波器的基础上进一步加强对三次谐波的抑制。

3 输出网络的维护

二阶带通滤波器、T型阻抗匹配器、RF输出取样板（A26）、检测板（A27）共同组成了该发射机的输出网络。它的稳定工作关系到整个发射系统的正常播出。所以经常性的维护和保养是非常重要的。

引起带通滤波器驻波（VSWR）故障或天线驻波（VSWR）故障由以下原因造成：⑴雷雨天气、风沙或天线有冰雪时，会出现VSWR故障，这种故障在这几年工作中经常出现，但随着天气条件的转好故障将停止。⑵当信号电平过调制时，会出现VSWR故障，按故障恢复钮，降低调制至正常水平，可以消除此情况。⑶天气条件和过调制都未出现时发射机出现VSWR故障，按恢复钮无法恢复，则意味着发射机匹配网络或天线出现问题，此种故障在GZ-GS10K-7型DAM机上出现过。

从近几年发射机工作运作情况中总结出经验，对输出网络出现的故障做了一些有针对性的维护保养工作：⑴根据平顶山市近十几年气候变化资料，我们制定了天气变化的预案，在极端天气条件下，做好发射机输出网络的维护工作，如除冰、除雪，增加机房内空气湿度等。⑵我们把输入调制电平信号入发射机前加入一级信号电平限制器，预先把过调制信号进行处理，再送入发射机，确保电平信号处于正常状态，不出现VSWR故障。⑶定期对输出网络中的可调电感、可调电容进行清洁保养，不落灰尘，特别是对可调电感的触头、螺丝在停机时间进行细致的检修，防松动、防锈蚀。⑷叮嘱值机人员在特殊天气条件下，要特别注意巡查发射机、记录发射机的运行状态。发现问题及时与维护工程师联系。

[参考文献]

[1]张丕灶，等，编著.《数字式调幅中波发射机》.

[2]《GZ-GS10K-7型发射机整机总图》.

摘 要：本文介绍以哈广厂GZ-GS10K-7型DAM中波发射机输出网络的特性原理及易出故障的原因与维护方法。

关键词：DAM输出网络；二阶带通滤波器；阻抗匹配器；故障维护

1 带通网络

DAM发射机的功率合成单元工作于开关状态，输出电压波形为方波，由傅里叶级数分解u（t）=4Eπn=1∞sin（2n1）wt2n-14Eπ（sinwt+13sin3wt+15sin5w…

+12n-1sin（2n1）wt=1.27Esinwt+0.423Esin3wt+0.254Esin5wt+…

式中第一项为基波，其余为奇次高次谐波，无偶次谐波，三次谐波的振幅最大，随着谐波次数的增高而振幅减小，为了抑制谐波向外辐射，DAM发射机设计了仅让基波通过的带通滤波器，带通网络设计为二阶的最大平坦度滤波器，但为了保持良好的稳定性，防止调制变频造成负载变化的影响，滤波器的Q值选得较低，这就使该滤波器对三次谐波的抑制程度不大，为了达到必要的滤波度，又在阻抗匹配网络中加设了三次谐波滤波器，加强对三次谐波的抑制作用。

图1为该机带通网络的原理图，它由L101、C101、C102、L102、C103组成二阶带通滤波网络，它们均为频率决定元件，取决于发射机所设置的载波频率。它的作用是滤波和阻抗匹配。滤除音频通带外的不需要频谱成份，主要是A/D转换的取样频率及各种组合频率成份，而将量化台阶的射频功率调幅信号光滑处理成典型的调幅信号，以最后完成射频功率D/A（数/模）转换，同时将射频功率合成器低输入阻抗转换成输出监测点所需的50Ω纯阻。

此带通滤波器的幅频特性：相对于0dB的载波频率fo点的衰减量为

滤波器的阶数越高时，元器件越多，通带更趋于平坦，阻带衰减更陡。但随着阶数越高，在发射机网络中，元件伏安量普遍较大，元件之间相互有影响，调试难度加大，所以该机采用了综合二阶带通滤波器。

2 阻抗匹配网络

功率合成器的输出口阻抗等效到发射机输出的负载阻抗一般不会正好等于馈线阻抗，匹配网络的作用是把合成器的输出阻抗调整为馈线阻抗。对于DAM机而言，该网络不仅要阻抗匹配，还要有抗雷击作用，因该机功放模块是IRFP350场效应管，当天线遭到雷击等原因，塔基放电球放电时天线阻抗被短路，此时功放电路中会产生过大的瞬态电压、电流，容易烧坏功放模块。通过计算机仿真实验，网络设计的选择恰当的元件值，控制负载短路等效到功放侧的等效负载阻抗的电抗值和阻抗值，就可以对功放模块进行有效保护，该机采用阻抗匹配网络是T型网络，它是高通匹配网络，如图2所示：它由L103、L104、C104、L105、E101、L107组成T型匹配器，其中L103、L104、C104、L105均为频率决定元件，取决于发射机所设置的载波频率，它的输入、输出二支路为可变电感器，接地支路为谐振于载波的三次谐波的串联谐振支路，载波时呈现容性电抗，T型网络主要为匹配用户的不规则50Ω馈线阻抗，驻波比示数小于1.35馈线均能与之匹配。T型匹配器串臂L103的作用是调谐，L104的作用是调负载，并臂L105、C104串联谐振于三次谐波频率，构成三次谐波器，其作用是在带通滤波器的基础上进一步加强对三次谐波的抑制。

3 输出网络的维护

二阶带通滤波器、T型阻抗匹配器、RF输出取样板（A26）、检测板（A27）共同组成了该发射机的输出网络。它的稳定工作关系到整个发射系统的正常播出。所以经常性的维护和保养是非常重要的。

引起带通滤波器驻波（VSWR）故障或天线驻波（VSWR）故障由以下原因造成：⑴雷雨天气、风沙或天线有冰雪时，会出现VSWR故障，这种故障在这几年工作中经常出现，但随着天气条件的转好故障将停止。⑵当信号电平过调制时，会出现VSWR故障，按故障恢复钮，降低调制至正常水平，可以消除此情况。⑶天气条件和过调制都未出现时发射机出现VSWR故障，按恢复钮无法恢复，则意味着发射机匹配网络或天线出现问题，此种故障在GZ-GS10K-7型DAM机上出现过。

从近几年发射机工作运作情况中总结出经验，对输出网络出现的故障做了一些有针对性的维护保养工作：⑴根据平顶山市近十几年气候变化资料，我们制定了天气变化的预案，在极端天气条件下，做好发射机输出网络的维护工作，如除冰、除雪，增加机房内空气湿度等。⑵我们把输入调制电平信号入发射机前加入一级信号电平限制器，预先把过调制信号进行处理，再送入发射机，确保电平信号处于正常状态，不出现VSWR故障。⑶定期对输出网络中的可调电感、可调电容进行清洁保养，不落灰尘，特别是对可调电感的触头、螺丝在停机时间进行细致的检修，防松动、防锈蚀。⑷叮嘱值机人员在特殊天气条件下，要特别注意巡查发射机、记录发射机的运行状态。发现问题及时与维护工程师联系。

[参考文献]

[1]张丕灶，等，编著.《数字式调幅中波发射机》.

[2]《GZ-GS10K-7型发射机整机总图》.

摘 要：本文介绍以哈广厂GZ-GS10K-7型DAM中波发射机输出网络的特性原理及易出故障的原因与维护方法。

关键词：DAM输出网络；二阶带通滤波器；阻抗匹配器；故障维护

1 带通网络

DAM发射机的功率合成单元工作于开关状态，输出电压波形为方波，由傅里叶级数分解u（t）=4Eπn=1∞sin（2n1）wt2n-14Eπ（sinwt+13sin3wt+15sin5w…

+12n-1sin（2n1）wt=1.27Esinwt+0.423Esin3wt+0.254Esin5wt+…

式中第一项为基波，其余为奇次高次谐波，无偶次谐波，三次谐波的振幅最大，随着谐波次数的增高而振幅减小，为了抑制谐波向外辐射，DAM发射机设计了仅让基波通过的带通滤波器，带通网络设计为二阶的最大平坦度滤波器，但为了保持良好的稳定性，防止调制变频造成负载变化的影响，滤波器的Q值选得较低，这就使该滤波器对三次谐波的抑制程度不大，为了达到必要的滤波度，又在阻抗匹配网络中加设了三次谐波滤波器，加强对三次谐波的抑制作用。

图1为该机带通网络的原理图，它由L101、C101、C102、L102、C103组成二阶带通滤波网络，它们均为频率决定元件，取决于发射机所设置的载波频率。它的作用是滤波和阻抗匹配。滤除音频通带外的不需要频谱成份，主要是A/D转换的取样频率及各种组合频率成份，而将量化台阶的射频功率调幅信号光滑处理成典型的调幅信号，以最后完成射频功率D/A（数/模）转换，同时将射频功率合成器低输入阻抗转换成输出监测点所需的50Ω纯阻。

此带通滤波器的幅频特性：相对于0dB的载波频率fo点的衰减量为

滤波器的阶数越高时，元器件越多，通带更趋于平坦，阻带衰减更陡。但随着阶数越高，在发射机网络中，元件伏安量普遍较大，元件之间相互有影响，调试难度加大，所以该机采用了综合二阶带通滤波器。

2 阻抗匹配网络

功率合成器的输出口阻抗等效到发射机输出的负载阻抗一般不会正好等于馈线阻抗，匹配网络的作用是把合成器的输出阻抗调整为馈线阻抗。对于DAM机而言，该网络不仅要阻抗匹配，还要有抗雷击作用，因该机功放模块是IRFP350场效应管，当天线遭到雷击等原因，塔基放电球放电时天线阻抗被短路，此时功放电路中会产生过大的瞬态电压、电流，容易烧坏功放模块。通过计算机仿真实验，网络设计的选择恰当的元件值，控制负载短路等效到功放侧的等效负载阻抗的电抗值和阻抗值，就可以对功放模块进行有效保护，该机采用阻抗匹配网络是T型网络，它是高通匹配网络，如图2所示：它由L103、L104、C104、L105、E101、L107组成T型匹配器，其中L103、L104、C104、L105均为频率决定元件，取决于发射机所设置的载波频率，它的输入、输出二支路为可变电感器，接地支路为谐振于载波的三次谐波的串联谐振支路，载波时呈现容性电抗，T型网络主要为匹配用户的不规则50Ω馈线阻抗，驻波比示数小于1.35馈线均能与之匹配。T型匹配器串臂L103的作用是调谐，L104的作用是调负载，并臂L105、C104串联谐振于三次谐波频率，构成三次谐波器，其作用是在带通滤波器的基础上进一步加强对三次谐波的抑制。

3 输出网络的维护

二阶带通滤波器、T型阻抗匹配器、RF输出取样板（A26）、检测板（A27）共同组成了该发射机的输出网络。它的稳定工作关系到整个发射系统的正常播出。所以经常性的维护和保养是非常重要的。

引起带通滤波器驻波（VSWR）故障或天线驻波（VSWR）故障由以下原因造成：⑴雷雨天气、风沙或天线有冰雪时，会出现VSWR故障，这种故障在这几年工作中经常出现，但随着天气条件的转好故障将停止。⑵当信号电平过调制时，会出现VSWR故障，按故障恢复钮，降低调制至正常水平，可以消除此情况。⑶天气条件和过调制都未出现时发射机出现VSWR故障，按恢复钮无法恢复，则意味着发射机匹配网络或天线出现问题，此种故障在GZ-GS10K-7型DAM机上出现过。

从近几年发射机工作运作情况中总结出经验，对输出网络出现的故障做了一些有针对性的维护保养工作：⑴根据平顶山市近十几年气候变化资料，我们制定了天气变化的预案，在极端天气条件下，做好发射机输出网络的维护工作，如除冰、除雪，增加机房内空气湿度等。⑵我们把输入调制电平信号入发射机前加入一级信号电平限制器，预先把过调制信号进行处理，再送入发射机，确保电平信号处于正常状态，不出现VSWR故障。⑶定期对输出网络中的可调电感、可调电容进行清洁保养，不落灰尘，特别是对可调电感的触头、螺丝在停机时间进行细致的检修，防松动、防锈蚀。⑷叮嘱值机人员在特殊天气条件下，要特别注意巡查发射机、记录发射机的运行状态。发现问题及时与维护工程师联系。

[参考文献]

[1]张丕灶，等，编著.《数字式调幅中波发射机》.

[2]《GZ-GS10K-7型发射机整机总图》.