PSM50kW D型短波发射机平衡转换器同轴转换开关原理及调试

查 干

内蒙古自治区广播电视传输发射中心839台 内蒙古 呼和浩特市 010050

引 言

SW50 系列PSM50kW 短波广播发射机是北京航天广通科技有限公司定型产品，包括SW-50A/B/C/D，国内外服役设备近百套，占据全国50kW 短波广播发射机的全部市场份额，稳定可靠，并出口多个国家。2011年，为适应公司发展需要，以及对原有广电市场领域的巩固加强及产品品质提升，按照国家广电总局2009 年对短波广播发射机新标准要求，研发新型SW-50D 型PSM50kW短波广播发射机，频率范围3.2～26.1MHz，用于替代原运营SW-50A/B/C 型国内外在用设备。采用优良制造工艺和维护特性设计理念，发射机可靠性、电磁兼容性等设计优良，运行稳定可靠、造型美观大方、维护方便、操作简单。平衡转换器均采用100kW 级产品功率量级，功率余量大，工作稳定、 可靠， 产品已通过ISO9001 质量体系认证，具备广电总局科技司颁发的产品入网证和国家无线电管理委员会颁发的产品核准证，该系统符合ITU 规则，按照《GY225-2007中、短波调幅广播发射机技术要求和测量方法》测量所得指标，全部优于标准甲级指标，符合国标《无线电发射设备安全要求（GB9159-1988）》对于发射设备安全和环保要求及无线电台管理局信息化建设规范V2.0《安全传输发射自动控制平台技术规范》。

1 大功率平衡转换器概述

839 台大功率平衡转换器采用室内变换，将发射机输出不平衡75Ω转换成平衡的300Ω，并可覆盖3.2～26.1MHz 短波频段范围，这种平衡转换器结构尺寸小、重量轻，最适合室内使用，可以方便地吊在机房顶板上或安装在发射机柜顶，另外电容补偿范围宽，不需要跟踪调谐，仅用定点预置即可。在平衡端馈线出口增加避雷装

图1 平衡转换器结构三维效果图实物图

1.1 技术要求

工作频带：3.2MHz～26.1MHz；

阻抗变换：75Ω不平衡变到300Ω平衡；

输入阻抗：75Ω 同轴线，外导体内径Φ150；

输出阻抗：300Ω 平行双线；

驻波比：小于1.2。

1.2 工作原理及调试

大功率短波广播发射机平衡转换器有几种形式，本机采用75Ω转为4∶1，其原理框图如2 所示。

从图2 平衡转换器原理图可以看出，由75Ω同轴线一分为二，两个并联分支阻抗各为150Ω，然后将其中一条分支线内外导体反接，两个分支线输出端内导体极性相反，从一个内导体到外导体再到另一个内导体形成串联，因此，这两个内导体引出来形成300Ω对称平衡双线。由于其中一条支路内外导体反接引起不平衡馈电，其外导体的外界会引起功率传输和辐射，为了避免此现象，将支路用铝板包起来形成一段短路馈线，其横截面为外矩内圆的同轴线。短路线长度小于传输信号1/4 波长。因此呈感性，为了消除其影响并按适当电容形成并联谐振，机器工作中，根据机器状态调整调谐电容M7，从而实现不平衡到平衡到平衡阻抗变换最佳位置。

图2 平衡转换器原理图

2 大功率同轴转换开关（10S13-0-75Ω）

10S13-0-75Ω同轴转换开关由高频腔体、电控部分与支架组成，主要应用于主备发射机、天线及假负载之间倒换。通常情况下，同轴转换开关应与生产的同轴转换开关控制器配套使用，实现自动控制，如图3 所示。

图3 六英寸同轴转换开关

主要技术参数：

阻抗：75Ω；

功率容量：≥150kW；

工作频率：DC-200MHz；

驻波比：≤1.1；

隔离度：≥65dB；

插入损耗：≤0.1dB；

接口方式：6-1/8″法兰；

切换时间：≤25s；

转动方式：手、电动一体；

重量：75kg。

3 工作原理及操作

从图4 可以看出同轴转换开关有4 个端口，特性阻抗均75Ω。有2 种接通状态，状态1：端口1、2 接通，同时端口3、4 接通；状态2：端口1、4接通，同时端口2、3 接通。控制组合接通电源，通过连接电缆与同轴转换开关，安装控制组合通道1 或通道2 按钮时，电机开始转动，通过齿轮等结构，转动内导体。通过微动开关进行到位控制，电机停转并发出到位信号。切换时，开关反方向转动，到达另一个接通状态时停止，并发出到位信号。同轴转换开关电气接口，转换开关有两个接口XS1 和XS2，使用航天电连接器Y2-7ZJBM 和Y2-14ZJBM。接口XS1（Y2-7ZJBM），1：电机驱动线，蓝线；3：电机驱动线，红线；5：电机驱动线，白线和黄线，其余端子没有连接。接口XS2（Y2-14ZJBM），5：通道到位信号公共端；6：通道1 到位；7：通道2 到位；8：通道到位信号公共端；9：通道1 到位；10：通道2 到位；11、12：通道1 到位信号闭锁输出；13、14：通道1 到位信号闭锁输出；其中5、6、7 和8、9、10 内部定义相同，实际控制可以只使用一组信号，其余端子没有连接。

图4 同轴转换开关原理图

同轴转换开关控制器，控制器为3U 19 英寸组合，主要实现对同轴转换开关控制，与同轴转换开关相连接的接口X3（连接器Y11S-1208ZK10），对外控制接口X2 （连接器Y11S-1208ZK10），通过开关量输入选择功率源接至假负载或者其他设备，同时将到位信号上传至外部设备。X1 为电源接口主要信号定义：X2（连接器Y11S-1208ZK10），1：GND；2：开关转动允许；3：通道1 转动；4：通道2 转动；5：通道1 到位信号；6：通道1 到位信号；7：通道2 到位信号；8：通道2 到位信号。开关转动允许信号输入端2：当2 端输入24V 时，内部光耦导通表示允许开关转动；当2 端输入0V 时，光耦不导通表示不允许开关转动。转换开关控制器前面板有通道1，通道2 按钮及指示灯，可以通过按钮控制开关转动，转动过程中指示灯会不断地闪亮，到位后常亮。