中波八塔天线馈线制作

■ 国家广播电视总局北京广播电视维护中心：张召

1.序言

中波八塔天线馈线是传输大功率信号的媒介，馈线的制作工艺和调试过程是确保馈线无限逼近无损耗线。馈线的行波系数是衡量中波八塔天线馈线的必要指标，是中波发射机和中波八塔天线的匹配的重要桥梁。本文作者是通过参与中波工程施工，对馈线施工及馈线指标测试中的一些心得和大家进行探讨交流。

2.中波馈线

本人近期到大功率中波电台进行中波馈线改造施工。此次工程主要馈线为多线笼型不平衡式馈线，它主要由内外两层导线组成，内外线形成两个同心圆。内层导线馈电，外层导线接地，起屏蔽作用，以减少沿内层导线传输的高频能量以辐射形式外泄和防止外部的杂散信号干扰。多线笼形不平衡式馈线主要特征是传输效率高，承载功率大，使用安全，造价便宜。大多数发射功率大于等于50kW以上的发射机与天线连接一般都采用多线式笼形不平衡馈线。

此次工程中75Ω主馈线和75Ω分馈线均采用36线式，即内线是由12根直径为6.0mm的硬铜线组成，外线是由24根直径为4.0mm的硬铜线组成；150Ω支馈线则采用18线式。即内线是由6根直径为6.0mm的硬铜线组成，外线是由12根直径为4.0mm的硬铜线组成。

2.1 新馈线制作

2.1.1 馈线下料

根据《中短波广播天线系统安装工程施工及验收规范》中的标准要求，我们施工时为保证硬铜线表面光洁无毛刺和划痕，各条导线都是通过直线车，然后在馈线两端绷紧张力下料。下料前参看图纸并实际测量两侧双门杆间的距离，测得数据为初步下料尺寸，先安装到位两根左右对称的馈线后，调整馈线松紧度，再实际测量馈线长度，并加上馈线翻头绑扎制作的尺寸。

与以往馈线制作施工步骤不同的是，我们在馈线张力下料时，在一侧的倒链后面挂上小型拉力表，可随时观测拉力表上数值，每根馈线下料长度、翻头绑扎位置等重要尺寸保持一致，减少了因为馈线尺寸误差导致的馈线长度、垂度、同心度等偏差，保证了电器指标要求。

2.1.2 馈线制作安装

馈线内、外线制作工艺基本相同，两端用绳皮模具折弯成型，并加装上调线叉，砂纸打磨后用Φ2.0mm的软铜线绑扎并锡焊。馈线制作完成后，将馈线依次穿过馈线中间杆支架，在双门杆支架上固定，并利用调线叉进行调整馈线松紧度，馈线垂度调整到设计要求后进行固定。馈线安装要先内后外，即先安装内馈线，再安装外馈线。

将调整好的同一双门杆两侧的馈线进行跳线连接，内线使用Φ6.0mm的硬铜线，外线使用Φ4.0mm的硬铜线分别把两侧的内外线相应的绑扎、焊锡连接，连接时注意每条馈线不得交叉，注意跳线长度须保持一致。

馈线安装完毕后，每根馈线杆按设计要求做接地处理，使用Φ3.0mm的硬铜线上端与馈线外圈馈线整圈固定连接后，引出跳线与馈线支架螺栓连接固定，馈线杆两侧铺设地网并引出跳线与馈线杆地脚螺栓连接紧固，达到馈线外线接地的作用。

3.新型T型功率分配器在馈线上的应用

3.1 新旧T型功率功分器

旧的功率分配器如图1所示，施工时需要3名高级技师利用一天的时间才能完好制作好，旧的功率分配器是由纯铜制作的，自重大，施工步骤繁琐，而且馈线制作要求每根馈线都要保证长度一致，松紧度一致，在固定到功率分配器上时还要每根穿过分配器上预留的眼洞，馈线出头还特别短，最后用抱箍压紧，每根都要焊锡牢固，施工起来十分不便，并且施工时也不能保证每根线的松紧度和长度一致，这就为后期的测试调整造成一定影响。

馈线功率分配器加装制作时，支馈线外圈馈与分馈线内线相交叉相邻的四根馈线，还需要把馈线剪断，利用紧线器把断线两端绷紧，断线部分必须加装棒形绝缘哑铃，避免外线和内线触碰打火，要求绑接的哑铃松紧度及垂度与外线馈线一致，这对于施工这也一种挑战。施工完毕后的功率分配器局部效果显得比较杂乱繁琐。如图1

图1：原馈线功率分配器

基于上述原因，本次施工前期通过与设计单位沟通，提出以往功率分配器的施工弊端，与相关设计人员深入交换意见，完善设计并采用了新型T型功率分配器。新型T型功率分配器如图2所示，这种新型功率分配器，极大简化了施工环节，由2名技师利用半天的时间便可完成。在施工中馈线12根内线跳线只需要下料长度保持一致，使用功率分配器的接线铜鼻子对齐馈线跳线并压接牢固，分馈线跳线另一端需要技师们根据馈线垂度与分馈线内线绑扎焊锡牢固即可。支馈线6根内线上用支撑圈撑起，支撑圈外层用抱箍固定馈线，抱箍上一侧带有连接板，用螺栓固定连接T型功率分配器的接线铜鼻子，保证每根馈线的间距。分馈线内线跳线的直径也是使用不同直径的支撑圈将馈线直径渐变过来，这就保证馈线的长度和松紧度一致。

与旧馈线功率分配器相比，支馈线的外线采用两根瓷绝缘支撑，将支馈线的外圈与功率分配器的内线交叉部分相隔开，保证了间隔距离，避免发射机高功率播出时，内外馈线间距过小造成打火现象。这样操作不仅减少了支馈线的断线施工步骤，可以最大限度的保证支馈线的完整性和松紧度，节省了功率分配器铜材重量，减少了馈线绝缘支撑材料的使用量，节约了后期馈线维护的成本，而且还大大降低了施工难度，提高了施工效率，节省了施工人员经费，保证了馈线电气指标参数，减少了对天调网络测试带来的影响。如图2。

图2：新T型功率分配器

3.2 T型功率分配器的计算

T型功率分配器在中波系统中一般运用在8塔中波强定向天线功率分配中，我们在核定该功率分配器是否满足工作需要时，要先了解这种T型功率分配器工作原理和结构，如图3所示：

图3：T型功率分配器

在图中，设左右两输出支路的输入阻抗分别为Z1和Z2，输入端的阻抗为Z0。分配给左边天线的功率为P1，分配给右边天线的功率为P2，则两边天线的分配计算公式如（公式1）和（公式2）所示：

由以上得出支路输出阻抗Z1和Z2和主输入阻抗Z0的关系，即（公式4）和（公式5）所示：

此次工程设计时各支馈线需平均分配功率，即m=n，根据以上公式可得出，Z1=Z2=2Z0。我们通过网络分析仪测量馈线阻抗的结果分析，分馈线Z0=75Ω，支馈线Z1=Z2=150Ω，T型功率分配器能够符合设计要求，满足使用要求。

4.馈线终端杆转角器应用

施工中根据设计图纸要求，在离调配室窗口3米远的位置处埋设双门馈线杆，采用单个馈线双门支撑架，馈线与馈线双门支撑架存在30多度的偏转角度。这样按图施工会存在较大的安全隐患，馈线在支撑架上固定后偏转角度过大导致馈线受力过大，极易造成馈线断线风险，引起发射机停播事故。

我们根据实际情况，与各方协调，提出自己的施工建议并实施，在双门杆位置不变的情况下，增加两个转角器以及两副馈线支撑架，达到引导馈线转角的目的。（如图4）

图4：馈线转角

馈线制作时，馈线双门杆一侧馈线内外线都与馈线终端架上第一个带转角器的支撑架连接并固定。双门杆另一侧，调配室窗口内外线都使用铜线一端压接铜鼻子与窗口螺栓固定，铜线另一端需要每根都穿过双门杆中间馈线支撑架上均匀排布的线孔，与另一端馈线做跳线绑扎、焊锡接接。

这样制作馈线可以有效的固定馈线路径，辅助馈线转弯过度，不仅保证馈线转弯弧度平滑，每根馈线受力均匀，还保证了馈线电器指标稳定，降低了驻波比，消除了不安全隐患，提高了施工质量。

5.馈线行波测试及调整

5.1 行波系数测试法

测量馈线行波系数时，发射机开启10kW的功率。在离天线最近点，1人撑把手杆，将金属钩挂在馈线上滑动；持表人注意观察表值，找出馈线上电流最大点和最小点，记下数值。用公式算出行波系数“K”，如：测得线上最小流为0.mA，最大流0.71mA，则K=0.64/0.71=0.9。

5.2 馈线的调整方法

由于天馈线周围环境地势等因素的影响，以及制作、安装工艺的误差，会造成天馈线的行波系数不同。调整方法是在馈线的终端接上设计时馈线特性阻抗相等的标准电阻，例如主馈线和支馈线是75Ω，分馈线是150Ω。先用网络分析仪的时域功能测量出馈线驻波比高的位置。然后将驻波比高处的馈线内圈用铜绑线箍小内径，一般箍小2-5cm；如（公式6）所示：

式中a为馈线内圈半径，b为馈线外圈半径，Rs为馈线特性阻抗。

馈线制作完成后，馈线长度已经固定，因此分布电感无法调整，然而馈线内圈直径较为容易，通过调整馈线内圈直径大小，改变分布参数，改变分布电容大小，起到调整单位馈线的阻抗值作用。

然后我们再利用网络分析仪测量出驻波比，驻波比随即会明显减小。利用此办法逐步把馈线的驻波比降低，达到提高馈线的行波系数。

6.总结

我们通过馈线下料增加拉力表、采用新型T型功率分配器、使用终端杆转角器以及调整馈线内径大小等工艺方法进行制作、施工和调试，我们把中波八塔天线馈线调整到了最佳状态，达到了设计目的，满足使用要求，并顺利验收。我对传输馈线的原理和应用更深入一步，能够更好地指导同类工程的施工，把我对此次项目的一些心得和大家分享一下，希望能有所收获。