中波单锥小天线天调匹配网络改造设计

林基斌

内蒙古自治区新闻出版广电局乌海广播发射中心台 内蒙古 乌海市 016000

1 原天调网络存在的问题及解决方案

原天调网络存在的问题主要有：网络不稳定，网络参数易受温差、湿度的变化而变化，经常需要随气候变化调整天调网络参数，网络中的部分陶瓷板电容存在发热现象。

针对以上问题，经过反复论证，笔者提出了重新设计新的天调网络，将天调网络中除吸收网络使用陶瓷板电容外，其他部位电容器均采用真空电容器（如果网络中的电容全部采用真空电容效果更好但是成本很高），采用真空电容的好处：一是由于真空的高绝缘强度，具有防尘污染，防潮等特性；二是额定电流大、损耗小；三是可调范围大；四是外界温湿度对电容参数影响小，对整个网络参数的影响也很小。

2 新设计的天调网络原理图及优点分析

现以临河691 台小天线天调网络设计为例进行说明，临河691台现有中波频率6套，频率和功率情况分别为：549kHz/1kW、675kHz/10kW、1044kHz/10kW、1170kHz/10kW、1305kHz/10kW、1458kHz/1kW。1044kHz和1305kHz双频共塔工作在套筒式锥面顶负荷中波小天线上。原天调匹配网络设计原理如图1 所示，新天调匹配网络设计原理如图2 所示（此处省略匹配网络电容电感值的计算，下图中电容电感值均为计算后的实际值，电容符号红色为真空电容）。

经过图1、图2 天调匹配网络设计原理图的对比可知新网络优点有：

从网络结构上看，在塔底加了预调线圈，该线圈可以很好的处理雷电直流成分，还可以提高共塔阻抗的实部，降低塔底电流，同时减小阻塞网络在通过频率附近电抗成分随频率变化的影响，从而增加双频共塔阻塞网络的隔离度。

把原来串在网络中阻塞675kHz 网络改为并在匹配网络后面的陷波网络，这样就减小电阻部分对本频带宽的影响。

天调网络中的除吸收网络使用陶瓷板电容外其他部位电容器均采用真空电容器，将网络中对地匹配元件新设计为一组真空陶瓷可变电容，这样就减小外界温度、湿度及电容温度系数对匹配网络阻抗的影响。采用一个真空陶瓷可调电容大大提升了网络参数调整的便捷性，原网络只能调整电感值（调整网络阻抗实部），不能调整电容值（调整网络阻抗虚部），新网络两者都可以调整，非常方便。

图1 原天调匹配网络设计原理

图2 新天调匹配网络设计原理

吸收部分：采用串联谐振，电压值最高，更好地提升吸收无关频率信号的效果，用高Q 值的电路设计，提升Q 值的方法是采取大电感量的紫铜材质制作的电感线圈，并在临频小于100kHz 时，使用电容量的范围约为180～500P。

图3、图4 为天调匹配网络实物图：

图3 原天调匹配网络实物

图4 新天调匹配网络实物

图5 1044kHz 阻抗模拟图

图6 1034kHz 阻抗模拟图

3 天调网络设计验证

为了进一步验证新设计天调网络的可靠性，用计算机史密斯圆图软件对天调网络进行模拟，模拟结果如下：

1、1044kHz 及 上 下 边 带10kHz 阻抗模拟如图5、图6、图7 所示。

2、1305kHz 及 上 下 边 带10kHz 阻抗模拟如图8、图9、图10 所示。

经过史密斯圆图软件对天调网络进行模拟可知，新设计的1044khz、1305kHz 的共塔天调匹配网络都可以达到VSWR≤1.25 时，△f＞9kHz，设计很理想。

4 实物实验验证设计方案

我们对新设计的天调匹配网络进行试验安装调试，用网络分析仪对天调匹配网络的指标进行测试，该网络改造非常理想，可以接入播出系统运行。经过3 个月的试运行，新设计的天调网络运行稳定，网络电容、线圈均无发热现象，也不需要因天气环境因素改变频繁的调整网络参数，达到了设计的预期，有力的保障了使用套筒式单锥面顶负荷中波小天线广播节目播出运行安全。

图8 1305kHz 阻抗模拟图

图9 1295kHz 阻抗模拟图

图10 1315kHz 阻抗模拟图