浅谈基于中波发射机天馈匹配网络系统的设计分析

黄贤存

摘要：中波发射机是无线电发展的基础设施，而天馈匹配网是其关键技术之一。基于此，从天馈匹配网的角度出发，给出了天馈匹配网的设计思想和具体的设计要点。

关键词：中波发射机;天馈匹配网络;系统设计

为了达到高效的通讯目标，中波发射机必须通过天馈匹配网络来进行，所以天馈匹配网的科学和合理与否将对广播站的通讯品质产生重要的作用。为保证广播电台的通讯质量，必须对中波发射机的天馈匹配网进行全面的分析和判断，并对其进行科学的配置，因此，中波发射机的天馈匹配网的研制设计是本文的重点。

1天馈匹配网络系统概述

天馈匹配网是通讯设备中的一个关键部件，它包括了天线和馈线系统。在通讯中，传输讯号是通过无线电波的传输来完成的，而天线与馈线的传输则是完成这种通讯的关键。在接力通信的装置中，天线是一个出入口，它的功能是把发射器的信号转换为一个特定的方向，馈线是一个将天线和接收信号装置相连的装置，它的功能就是让微波和天线之间的信号进行高效的传送[1]。

2系统设计思路

在系统设计时，首先要精确地测量在频段中天线的性能和边带阻抗，通常需要将边带阻抗和载频的阻抗控制在10%以下，如果超过20%的范围，就很难保证固态机在高调幅范围内工作，而且还要考虑到设备的功率、外界的高频干扰、周边的环境等因素，进行全面的分析和设计。其设计目标是：以最小元件及最小的投入，达到稳定与安全的需求，达到匹配、防雷及对外部高频回波的有效压制。为了达到这个目标，设计师需要将匹配、防雷、外部高频干扰等综合起来，将其全部功能发挥到极致，将防雷元件和外部的反向抑制阻断网和陷波网结合起来，将其作为匹配网中的一员，既可以简化和减小电路中的元件，又可以降低总体费用，并且可以降低系统中的失效概率。在设计时，利用阻抗圆图法对阻抗、天线、环境、发射功率等进行了详细的研究，并采用了各种方法进行了设计，但是必须要确保所设计的电路在数值、电压、电流、伏安等各环节上都要做到合理、易于实现，并根据需要进行优化，最后按照要求选择最佳的方案[2]。

3系统设计要点

3.1阻抗匹配的网络设计

在天馈匹配的基础上，采用了馈线作为基础，通过输入端和接收馈线相连，通过较高的通频段，它的主要功能是确保铁塔的输入和供电线路的阻抗之间能够很好地配合，提高了效率，减少了反射。根据播出频率、调试维护和成本等因素，选择合适的π型、 T型、Γ型、倒Γ型的匹配网络。

3.2阻塞网络

在匹配网络中，由于有两个或多个频段共塔，所以天线会受到更高的频率的干扰，从而导致信号的反向传播，从而导致信号的不稳定，严重者可能导致功率放大器设备受损，甚至发生故障。要防止这样的事情发生，应该采用一种或多种的阻断式网络来尽量减少这种影响。在有两个频率的共塔和多个频段的情况下，每一个频段的特定比率要大于1.25。如果阻塞的频率和本频率之间的间隔过短，就会导致双频干扰，导致系统的功耗和稳定性降低，从而导致系统的运行不稳定。合理使用各种类型的阻塞网，既可以有效地防止干扰，又可以减少其本身的频率损失。此外，在对阻网络的设计中，要使阻抗值尽量保持为无限大，这是非常困难的，主频率完全不损耗不太可能。当阻塞频段与主频率相近时，应根据不同情况选用不同的混合共振阻滞网络。

3.3吸收网络

通常情况下，基站中并不只有一根天线，而且还不止一个频率，所以在进行匹配时，必须要考虑到其它的频率和周圍的频率对它们的影响。对于同一座塔的干扰，由于干扰较大，通常会采用阻塞网络的方法来进行隔离，但也不是所有的干扰都能用阻塞网络来完成，这是由于L-C构成的阻塞网是一个非线性问题，并且会出现损失问题，如果本台的其它频率出现了问题，由于与同塔的频率相比，会造成的影响更小，所以可以采用吸收网来进行消除。对于吸收回路，在干扰频数大于主要频段的情况下，选用并联电感器的串联结构，如果干扰的频数小于主要频率，则选用串联电容。

3.4预调的网络

对于多个共塔系统，需要考虑到不同的频率对不同的天线的阻抗，如果两个以上的频率对不同的天线产生了很大的阻抗，那么必须考虑到阻抗的均衡，在基座上布置一个预调整的网络，以均衡馈源中的各个频段的阻抗，减少功耗和设计的困难。L0和隔直电容器C0，既可以起到防雷的作用，又可以起到一个均衡的作用，当L0和C0的尺寸合适时，可以增加或减小天线的阻抗，使其与单个频率的阻抗相近，也可以兼顾多个频段的阻抗，从而达到对阻抗的均衡。

3.5单频工作发射台天馈系统分析

在单一频段的发射站工作中，使用两种元件，使得整个系统结构更加简洁，并通过 T型网来达到防雷的匹配。在进行设计时，相关部门不仅要根据工作电压来进行计算，还要根据避雷器的具体需求，进行相应的分析。不过，因为闪电的威力很大，所以必须要确保地线圈 L的直径超过15 mm，而且为了提高隔膜电容的性能，还必须进行相应的改进。经过多年的工作，我们认为使用一个单频发射站可以防止闪电的穿透，从而促进整个系统的安全运行。

3.6多频率工作发射台天馈系统

在目前的多频段工作发射站的设计中，常常要兼顾阻塞网络、带通网络和陷波网络三种形式，从而达到良好的匹配性能。在此基础上，对有频段要求的频段可以用到通频段，对阻频段的设计可以用到滤光片。在这种滤光片的应用中，能够达到较好的阻抗比。同时，对整个网络结构进行综合的简单化和较好的分析和加工也是必要的。

3.7双频供电天馈匹配系统考量

目前市场上正在兴起的双频电源，在频谱上也有其独特之处。通常在进行解析时，要确保其频率在1.3以上。同时，在进行双频率的同时，还要考虑到防雷系统的优化问题。首先，必须在防雷网的下部，将其作为下侧共用的一部分，同时也要考虑到相邻的副波干扰。而且，为了保证公共接入点的安全，必须要做到更好，才能起到很好的阻抗作用。在采用双频分支的情况下，既能确保电网结构的优化，又能确保工作人员在工作时方便地进行工作。在进行整体的设计时，要提高自身的工作频度。

结束语

综上所述，天馈线匹配网是无线电传输中的一个关键环节，其设计是否合理，对整个传输设备的运行有很大影响，因此要保证该设备对整个通讯传输系统进行有效的支撑，必须对其进行合理的控制和合理的设计。

参考文献

[1] 钟炽斌. 中波发射机天馈匹配网络系统设计研究[J]. 中国有线电视，2021（2）：184-186.

[2] 董艳. 中波发射机天馈匹配网络系统设计研究[J]. 传媒论坛，2019，2（6）：125.