中波广播DX-10发射机输出匹配网络与调配.pdf

信息通信中波广播DX-10发射机输出匹配网络与调配张有科（榆林广播转播台，陕西榆林7 19 0 0 0）摘要：中波广播具有覆盖范围广、接收成本低、实验任务重等特点被广泛运用。中波广播DX-10发射机输出网络主要作用有将功率合成器的输出阻抗提升至与天馈线匹配的50、滤除载频高次谐波，仅允许载频和调制音频的上下边带频率通过，把载频方波变为纯净的正弦波进行输出、输出网络中的T网络可设置为45相移网络进行有效防雷，故良好的输出匹配网络关系发射机的的播出质量、效率和发射机工作时的安全性。文章主要介绍中波广播DX-10发射机输出网络中的带通滤波器和T网络的调试匹配，-45相移网络防雷原理，以及在调试过程中如何避免伪调谐点，使发射机能够安全、高效地进行播出。关键词：中波广播；输出匹配网络；-45相移防雷网络；伪调谐点中图分类号：TN9340引言中波广播DX-10发射机输出网络的调配可分为带通滤波器调配、三次谐波吸收网络调配、T网络调配，在T网络调配过程中要注意将T网络设计成-45相移网络，用以防雷，保护发射机安全，另外发射机工作频率较高时，在T网络调配过程中，会出现两个调谐匹配点，而伪调谐点对发射机的声电指标影响很大，应避免。1带通滤波器如图1所示，带通滤波器由L101、C10 1、C10 2 和L102组成二阶最大平坦度带通滤波器，它的作用是滤波和阻抗提升因为发射机的48 个大、小台阶桥式功放工作在丁类开、关状态，所以输出的载频方波信号中除最大的基波分量外还有奇次谐波，其中三次谐波振幅最大。为了抑制奇次谐波向外辐射，设计了仅让基波通过的二阶带通滤波器，将载频调幅方波还原为载频调幅正弦波。防止调制边带信号造成负载变化过大，带通滤波器的Q值取得较低，以保证9 kHz的调制边带信号的不平坦度在0.0 1dB内，带外10 0 kHz的衰减为15 16 dB，这样对三次谐波的抑制就不够大。所以，在T阻抗微调网络中又加了L5和C4,组成的三次谐波滤波电路，对奇次谐波分量最大的三次谐波进行旁路抑制。串联谐振由L101、C 10 1组成，调L101或C101使它们和功率合成铜棒的漏感及引线分布电抗产生串联谐振，使48个大小台阶功放的负载为纯电阻42 左右（3.8 4.2 0）并联谐振由L102和C102组成，对载频和调幅边带频率进行更进一收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 3作者简介：张有科（19 9 1-)，男，陕西榆林人，榆林广播转播台，助理工程师，研究方向：中波广播转播技术维护。iiiiiiiiiiiiiiiii.6结语5G网络分流是提升5G网络性能的一个体现，提升网络驻留、分流能力，需要网络、终端、客户、业务的匹配，也需要多部门的协同推进，通过对影响5G分流比指标原因进行拆解，并实施针对性的优化策略，5G分流比相较初期有明显提升，后续将继续以5G分流比提升为重点工作，对已有的方法论进步巩固和更深入地探索，并在此基础上进行拓展，以树立5G商用的业界新标杆。参考文献：1李赫.5G手机普及信号和套餐也要跟上1.计算机与网2352023年第0 5期(总第 2 45 期)文献标识码：A文章编号：2 0 9 6-9 7 59(2 0 2 3)0 5-0 2 35-0 3步的选择和对带外频率进行抑制，并进行阻抗提升，使串联谐振到L102抽头1的阻抗由4Q左右提升到L102抽头2 的502。L102一个高频自耦变压器，阻抗的变化关系为：输出图数R=2Rc输入圈数式中：R是功率合成铜棒的输出阻抗（42)，Rc是T微调网络的输入阻抗（50 2)，输出圈数是并联谐振输人对地的匝数.输入圈数是并联谐振输出对地的匝数。将电容C102和L102的抽头接成并联谐振电路，当并联谐振回路的电流过大时，用变更L102的大小来调节，以升高并联谐振回路的电压来减小并联谐振回路的电流，因为功率是恒定的，电压越高，电流越小，所以C102接在L102的最上端，使并联谐振回路电压增高，回路中的电流减小。因为电流过大会使电感L102电容C102过热。二阶带通滤波器T网络L3L4L101YYmL102C101自耦变压器图1带通滤波器和T阻抗网络（发射机输出网络）络,2 0 2 1,46(2 2):14-15.2周胜,李天璞.城市场景5GeMBB网络速率提升研究与应用J.电信科学,2 0 2 1,37(0 2):55-6 2.3 万朝辉,吴丽雯,王红雷.NSA架构下提高5G用户感知的锚点小区参数优化策略J.电信工程技术与标准化,2 0 2 0,33(04):67-70.4宋心刚,张冬晨,李行政,等.2.6 GHz频段5G上行干扰分析与识别研究.电信工程技术与标准化,2 0 2 1,34(0 4):7 4-8 1.5唐志波.浅谈如何提升5G网络分流比1.通信管理与技术,2 0 2 1.(4):57-6 1.(1)天馈线C1023L5三次谐C4波滤除+Changjiang Information&Communications2T阻抗微调网络由于带通滤波器的输出阻抗（50 2）和馈线的负载阻抗（50 2）不会恰好相等，加之馈线和发射天线的阻抗会受气候、季节和温度的影响而变化，因此接入如图1中的T网络进行阻抗微调，使天馈线的驻波比S保持在1.1以内。调整时，反复调整调载电感L4和调谐电感L3，调节串化并后的天馈线阻抗和串化并后的回路感抗，使天馈线阻抗和带通滤波输出阻抗匹配，入射功率最大，反射功率最小。2.1T网络的防雷要求T网络具有防雷作用，以避免雷击时烧坏功放模块。把T网络设计成-45相移网络，当天线遭雷击短路，馈线始端T网络输出也呈短路时，使T网络输入（功放输出)的等效阻抗呈感抗，这样便能避免雷击时功放输出短路，造成功放输出电流过大而烧坏功放管，从而达到保护功放的目的。当串联谐振回路频率是fO时，感抗XLs和容抗L5、C4串联谐振。fO是载频的三次谐波频率，由于基波频率是 f0 1/3,(wLs-元=一)可看出：在载频基波频率1wC4和上、下边带频率L5和C4串联支路呈容性c。在载频频率和上、下边带频率时，等效电容c,与L3和L4组成T网络。T阻抗网络分析计算：XL3=XL4=R tan22.5=0.41450=20.72Xis=CXe4=9 Xis16Xc容抗和XL3或XL4一侧感抗的串化并值相等，用于抵消XLa或XL4串化并后的(XL3或XL4)感抗，它等效为两个Xc并联，分别抵消XL3和XL4的串化并感抗，使并联回路容抗谐振抵消虚部感抗。Xe ia=Xu-XL516Xc4=9 XL5=9 8.839=j79.6 QXc4=Xc4 XLs=-j79.6-8.839=-j70.8 Q根据实际工作频率计算出L3、L4、L5、C 4的具体容量即可。按照计算出的T网络的电感和电容值，就组成了移相-45的T型匹配网络，当天线遭雷击、在馈线始端T网络输出短路时，等效到T网络输入（带通滤波出）是50 Q感抗，使功放负载由雷击时的短路变为50 2 感抗，从而限制了功放电流（感抗防止电流突变），起到了防雷作用。2.2移相45网络遭雷击后的等效电路当雷击造成Rc(502)短路，L4与c,并联，它的电纳值为这个电抗与左侧电感L3串联，其合成电抗值Z,为：2Q2tanL3L4图2 天线遭雷击等效电路张有科：中波广播DX-10发射机输出匹配网络与调配图2 为天线遭雷击时的等效电路，可见，如果T网络按移相-45设计，L3、L4、L5和C4的大小，当负载阻抗R.等于50 2时，若发射天线遭雷击短路，T网络输人阻抗Z,由纯电阻50 2转换为感抗50 2，使功放负载阻抗为感抗j502，这样，当遇到雷击时便限制了功放电流，保护了大、小台阶功放不因T网络输出遭雷击短路而造成功放管的损坏。3输出匹配网络的调配3.1三次谐波吸收电路调整拆掉三次谐波中的电感L5与T网络中的电感L4和L3的连线，在三次谐波吸收电路两端即由L5和C4组成串联谐振电路两端接矢量网络分析仪，设置频率为载波的三次谐波频率上。调节电感L5的线夹，使该串联谐振电路在三次谐波频率上实部电阻最小（0 2)，虚部阻抗jX也为0，相位为18 0，此时该电路对三次谐波呈串联谐振，然后恢复电感L5与L4和L3的连线。3.2调载电感L4和调谐电感L3的调整在L102上拆下L3，把矢量网络分析仪的频率调到载频频率接至L3，发射机输出接假负载，调节L3和L4，调L4实部阻抗变化大（调载），调L3虚部阻抗变化大（调谐），因相互略有影响需反复调整，使实部电阻为50 2，虚部电抗为0。注意：在较高的工作频率时，可能会出现2 个实部电阻为50 2 和虚部阻抗jX为0 的点,其中L3和L4电感量大的是伪调谐点,L3和L4电感量小的是正确调谐点。若工作在伪调谐点上，则发射机的技术指标不好）当天馈线的阻抗偏差使驻波比S在1.35(2)以下时，通过T网络的调整，把驻波比S调整到小于1.1,发射机临时工作，停机后需对造成驻波比过大的原因进行检查。3.3并联谐振电路L102的调整拆下串联谐振C101、C 10 2 和L3与L102抽头的连线，将矢量网络分析仪接在电感L102与电容C103并联电路的两端，将测量频率设置为载频频率测量该并联谐振电路阻抗，调节C103并接在L102上的位置，使实部电阻最大（大于5k2)，,50 x(1+0.4142)=141.5 0R:(1+Q2)=5)Q141.5=8.839 Q162 0.414YL3L4R=Z-500虚部电抗jX为0，相角为0 或18 0，盖上机门如有变化可进0.414行微调。(3)3.4功率合成器输出阻抗的调整恢复网络所有接线，发射机输出接假负载，将仪器接至(4)L101和地，调整仪器为载频频率，调节C101与L102的接入位置，使实部电阻为42 左右（有的发射机调在10 kW载频功率时打开2 0 个功放，用-j2Q2左右的虚部容抗抵消功率合成器的漏感，使功放输出至带通滤波输入呈串联谐振和匹配状态。调实部电阻为42 的方法是改变串联谐振电容C101和C102在L102的位置，越往下调（靠近地)实部电阻越小，输出功率越大，反之亦然，虚部电抗的调整方法是改变L101或C101的大小，使带通滤波串联谐振电路呈现-j22左右的容抗(L102感抗略小，C101和C102容抗略大），抵消功率合成器的漏感。1-Q2由于L102的圈数较少，C101和L2与L101的连接也不是整圈，要看清42 升至50 2 阻抗的匝比不大在易。可用软皮尺测量它们之间的长度，用L102抽头2 3之间的长度除L102抽头1 3之间的长度，就能近似地计算出它们的匝比N:N=Lo2(23 线k,，经L102的阻抗变换，把带通滤波输入L102(13线长)击使必短路的42 转换为带通滤波输出的50 2 阻抗。3.5带通滤波器的频率响应T网络是按防雷移相-45设计的，它的Q值很低，仅为0.414，是一个宽带网络，频率-阻抗曲线的带内平坦和带外衰236Changjiang Information&Communications减主要由带通滤波器决定。为了获得9 kHz的边带频率阻抗特性平坦，并联谐振回路（L102、C 1 0 3）的Q值是串联谐振回路（L101串C101并C102）Q 值的2 倍，并联回路的Q值由L102到L3的接点和L102到C101、C 1 0 2 接点决定。调节这2个点，获得在载频9 kHz的带内频率响应在0.0 1 dB以内.同时还要满足在载频1 0 0 kHz的带外衰减在1 5 dB以上。需反复调整，使它们的Q值适中，使带内和带外频响曲线达到要求。用扫频仪或频谱分析仪进行测量，先调整C101（或L101)谐振在载频频事f载，避免失谐造成载频频率偏移引起倾斜频率响应，如果响应曲线的顶部有凹陷，说明耦合过紧，将L3与L102的接点向机器后方移动减小耦合。若曲线顶部过尖，说明回路耦合松，向相反方向调整，把L3与L102的接点向机器前方移动，使带内载频9 kHz的平坦度在0.0 1 dB以内，调整好带内平坦度后，还要检查距载频1 0 0 kHz的带外衰减是否达到1 5 dB左右，如达不到，则调节L101的大小，改变串联谐振电路的Q值（Q=）。线圈少时，对应的Q值小，衰减小；R线圈多时，Q值大、衰减大。再调节C101使之仍呈串联谐振即可。这些调整对功率合成输出阻抗亦有影响，需反复多次调整，使负载阻抗和频率响应都达到要求。4调谐匹配点当发射机的工作频率较高，调节调谐电感L3、加载电感L4，从小到大匹配时，会出现2 个调谐匹配点：L3和L4电感量较小时是正确调谐点,L3和L4电感量较大时是伪调谐点。这是因为当L3和L4被调得很大，频率又较高时，XL和XL4会很大(wL3、o L 4)，使串化并后的XL和XL4也很大。当XLs和XL4都被调得很大时，它们对输人电阻R和输出电阻R。串化并后的值也一样，达到T网络输入和输出电阻经串化并后实部电阻相等。Xrs和Xi4都被调得很大时，它们串化并后的感抗值XLs和Xi.并联后与等效电容C的容抗也相等，组成并联谐振，抵消了并联电路的虚部电抗，使T网络的输入和输出匹配。但它是一个伪调谐点。举例说明：(1)正确调谐点。由(2)式可得正确调谐点的XLs=XL4-j20.72（由移相2 2.5 决定）,XLs和Xu的串化并值XL和Xx4为j141.52，它们并联的感抗值为j70.82，此时：Rc=R (1+Q2)=50 (1+0.4142)=58.60Rc=R#(1+Q2)=50(1+0.4142)=58.62并联感抗X和前面计算的Xc4容抗-j70.82数值相等、性质相反，谐振抵消。串化并后的实部阻抗Rc并和R并相等，Xis和Xi.并联后的感抗和xc4的容抗相等谐振抵消，这是正确的调谐点。它们串化并后的实部阻抗都是5 8.6 2，若把任一端的58.62阻抗再并化串到T网络的输入或输出端，它们都是5 0 2纯阻，把任一端的虚部容抗（xi和x4和Xc4容抗并联，抵消XL3和XL4的感抗后的剩余容抗）并化串后一定和XL和Xi4相等，串联谐振抵消虚部电抗，达到和T网络输出或输入的5 0 2纯阻匹配。237张有科：中波广播DX-10发射机输出匹配网络与调配(2）伪调谐点。当XL3和XL4由j20.72都调到XL3和XL4为j1202时，他们串化并后的感抗也和Xc4的容抗相等，呈并联谐振，输入和输出的实部电阻串化并后也相等，也达到了实部阻抗相等，使T网络输入和输出匹配。Xis=Xi4=j120 x1+(2=j141.522(Q=x=2.4)(8)RRc=R (1+Q2)=50 (1+2.42)=3382Rc#=R#(1+Q2)=50 (1+2.42)=3382输入阻抗R和输出阻抗R。串化并后都等于3 3 8 2，实部阻抗相等，虚部感抗Xz3和XL4串化并后也等于j141.52，和正确调谐时的串化并感抗一致，也达到和Xc4的容抗相等并联谐振抵消，但这是一个伪调谐点。由上述计算：发射机工作在较高频率时，若把L3和L4的电感量都调的较大，由原来XL3和XL4的j20.72调到Xz3和XL4为j1202时，它们的串化并值也是j141.52，和原来的X和XL4=j20.72的串化并值j141.5Q完全一样，也同样达到了XL3和XL4串化并后和C,的容抗谐振抵消。输入和输出的实部电阻经串化并后都是3 3 8 2 也相等，也达到了T网络输入和输出匹配，但这个点是伪调谐点，产生的条件是工作频率较高，又将L3和L4电感量同时调得过大，当XL和XL4都调节到1 2 0 2 时，经串化并后的实部阻抗相等(T网络的输入阻抗和输出阻抗都是502），虚部阻抗相等，性质相反谐振抵消。在较高的工作频率调试时，矢量网络分析仪上会出现2 个502+j0的谐振点，产生的条件时工作频率高和L3、L 4 都调的较大。所以，调机时先将L3和L4放在电感量最小的位置上开始调整，分别调节调载电感L3和调谐电感L4，进行调载和调谐。当出现2 个调谐点时，在L3和L4感抗较小的位置是正确谐振点，在L3和L4都较大的位置是伪谐振点。由于T网络的L3、L 4 电感量不大，它们接入的圈数不多，T网络的输入阻抗和输出阻抗又都在5 0 2 附近，它们的电感量差距也不大，周数相差不多。在调整时应注意观察L3和L4的工作圈数和调谐位置，避免在工作频率较高时出现伪调谐点。发射机在伪调谐点工作时，输入阻抗和输出阻抗也在匹配状态，输出功率和工作电流都正常，声音也听不出来差异，但测技术指标时，杂音指标严重不合格，在调试时应注意避免。(6)5结语141.5141.5(7)(9)141.5 141.5(10)中波广播DX-10发射机的输出匹配网络在发射机中尤为重要，良好的输出匹配网络不仅能够保护好发射机，更能高效、优质地进行节目播出，在安装调试、日常维护、检修时一定要注意T网络的阻抗匹配并带有4 5 的相移，还要避免发射机工作在伪调谐点，影响发射机声电指标，三次谐波的滤除要干净，这样才能更好地实现“高质量、不间断，既经济、又安全”安全播出使命。参考文献：1解苏汉.DX中波发射机与天馈网络 MI.陕西:陕西科学技术出版社.2 0 1 2.3 0-3 6.2肖细伟.1 0 KW数字中波广播发射机输出网络的调整方法J.西部广播电视.2 0 1 8(1 2):2 3 8.