固态数字中波发射机对天馈线系统的技术要求
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浅谈中波广播天馈线系统及维护作者:刘延红刘向阳来源:《科学与财富》2019年第05期摘要:中波广播发射是一项系统工程,天馈线系统是其重要的组成部分,发射机输出的调制功率是通过天馈线系统向空间辐射出去,检验发射效果的主要指标就是场强覆盖面。
根据无线电波的传播特性,发射机的场强覆盖,受天线结构、地网铺设、网络匹配、地导系数和传播路径等因素影响较大。
通常情况下天馈系统的维护质量,直接关系到发射机是否能够稳定工作可靠有效的进行发射,做好天馈线的维护工作,是维护工作中不可忽视的环节,是保证安全播出工作的质量和效果关键。
关键词:天馈线系统;地网;馈线;网络匹配中波广播的频率范围525.5KHz-1605.5KHz,中波发射天线多以拉线塔形式,发射与地面垂直的极化波,以天波和地波两种方式传播。
一、天馈线系统与发射机的关系对发射机而言,天馈线系统是其唯一的负载和外接设备。
对整个发射系统而言,又是其重要的组成部分,其品质的好坏、优劣关乎发射机及其他设备的安全运行。
同时,它又担负着电磁波的有效辐射、发射机之间的阻抗匹配、仰制干扰磁场、泄放雷电等重大作用。
中波天馈线系统由发射铁塔、天线附属件(基座、拉线、绝缘子、拉锚、塔灯)、避雷设施、地网及接地线、调配网络、传输馈线及支架组成。
1、天线的基本特性天线是将发射机所产生的射频电能,转化为向自由空间辐射的电磁波或接收自由空间的电磁波能量输往接收机的系统,其几个主要特性参量如下:(1)天线的方向性系数:表示最大辐射方向能量的集中程度。
(2)天线的效率:天线的辐射功率与馈线跟天线的功率之比。
(3)天线的增益系数:在给定方向及距离上产生相同场强的条件下,参考天线上的输入功率与被研究天线的输入功率之比。
(4)天线的仰角:指天线的垂直方向图上最大发射方向与地平线之间的夹角。
(5)天线的工作频率范围:也就是天线有效的运用频率范围。
(6)极化方式:把电场矢量的方向与电波传播方向所构成的平面称为极化面。
中波发射台天馈系统维护及故障处理一、概述中波发射台天馈系统是中波频率的无线电发射系统的关键组成部分,负责将电台发射机的信号传输至天线,并保障信号传输的稳定性和可靠性。
天馈系统的维护和故障处理对于保障发射系统的正常运行至关重要,本文将介绍中波发射台天馈系统的维护及故障处理方法。
二、维护1. 定期巡检定期进行天馈系统的巡检是维护工作的基础,通过巡检能够及时发现潜在的故障隐患,保障系统的可靠性。
巡检内容包括天馈线、驻波比、接头、馈线固定支架等部件的外观检查和松动、腐蚀等情况的排查。
2. 清洁天馈线及连接器等部件容易受到灰尘、杂物等的污染,需定期进行清洁。
清洁时要使用柔软的布或刷子,避免使用尖锐物品刮擦,以防损坏表面层。
3. 防护天馈线通常被安装在室外环境,需要做好防护措施,避免受到恶劣气候和外力的影响。
在安装过程中,应尽量避免驻波比的大幅度变化和天线振动,以保障系统的正常运行。
4. 校准定期对驻波比进行校准,确保其在正常范围内,若超出范围则需要及时调整。
三、故障处理1. 驻波比过高若发现驻波比过高,首先需要检查天馈线的连接是否松动或接头是否腐蚀。
若没有发现问题,可尝试调整天线的位置或角度,以改变驻波比。
2. 天馈线断裂天馈线断裂将导致信号传输中断,严重影响发射系统的正常运行。
一旦发现天馈线断裂,需要及时更换天馈线,并检查连接器是否损坏,确保故障得到彻底修复。
3. 天馈线受潮天馈线受潮会导致信号传输的衰减和失真,严重时甚至引起短路。
一旦发现天馈线受潮,需要及时更换天馈线,并确保连接部分干燥清洁。
4. 天馈线接头腐蚀天馈线接头腐蚀会导致连接不良,影响信号的传输质量。
一旦发现接头腐蚀,需要及时更换接头,并对连接部分进行清洁和防护处理。
通过定期的维护和及时的故障处理,可以保障中波发射台天馈系统的稳定性和可靠性,确保发射系统的正常运行。
维护和故障处理工作需要由具有一定专业知识和经验的人员来完成,以保障工作的准确性和有效性。
中波发射台天馈系统维护及故障处理引言中波发射台天馈系统是指用于传输中波电台信号的主要部分,它起着连接发射机和天线的重要作用。
天馈系统的维护和故障处理对于保证电台信号的正常传输至关重要。
本文将就中波发射台天馈系统的维护及故障处理进行详细介绍。
一、中波发射台天馈系统的组成中波发射台天馈系统由发射机、馈线和天线三部分组成,它们相互配合,共同完成中波电台信号的传输工作。
发射机负责产生中波电台信号,馈线用于将信号传输至天线,天线则将信号辐射出去,覆盖目标区域。
这三部分所构成的天馈系统需要进行定期的维护和检修,以保证其正常运行。
1. 定期检查馈线馈线是天馈系统中非常重要的一部分,它承担着将发射机产生的信号传输至天线的任务。
馈线的状态对于电台信号的传输至关重要。
定期检查馈线的接头是否松动,绝缘是否完好,是否有受损的情况,及时发现并处理问题。
还需要定期检查馈线的压力和供电情况,保证馈线处于正常工作状态。
2. 天线维护天线是发射台天馈系统中的关键部分,它直接影响中波电台信号的覆盖范围和质量。
需要定期检查天线的耦合器是否松动、驻波比是否正常、接地情况等。
并对天线进行清洁和维护,保证其正常工作。
3. 发射机维护发射机是中波发射台天馈系统的核心部件,它负责产生中波电台信号。
需要定期检查发射机的工作电压和电流是否正常,排除发射机内部的尘埃和杂物,确保其正常工作。
4. 避雷设备维护中波发射台天馈系统需要配备良好的避雷设备,以防止雷击对天馈系统的影响。
定期检查避雷设备的接地是否良好,是否出现生锈和损坏情况,及时更换和修理。
馈线的故障可能导致中波电台信号无法正常传输,造成电台信号中断或者质量下降。
一旦发现馈线故障,应当立即进行检修,找出故障原因,并进行修理或更换。
保护好馈线,避免被外力损坏。
天线的故障会极大地影响中波电台信号的覆盖范围和质量。
一旦发现天线故障,应当迅速修理或更换,确保电台信号正常发射。
避雷设备故障会增加发射台天馈系统受到雷击的风险,从而导致天馈系统无法正常工作。
中波发射机天馈系统的维护中波特有的天馈体系整合了总的网络、发射机布设的天线、接地防雷特有的配套装置、传输必备的线缆。
设施彼此搭配,构建了完备体系。
中波发射机布设的天馈系统依循新的技术路径来构建,维护水准也拟定得很高。
为了维持运转、规避突发态势下的多样故障,要侧重常规路径的查验及修护。
及时发觉隐患,采纳最适宜的途径予以修复,保障日常的发射安全。
1辨识常见故障中波发射机布设的天馈系统衔接着地网及发射天线、调配性的网络、接地依托的防雷装置、传输用的线缆,它融汇了机械技术、电子类的技术,归属综合学科。
现存状态下,常用全固态的、双频架构下的发射机,设定共塔运转。
日常运转之中,天馈系统遇有多样的突发故障 [2] 。
例如:气候变更时,发射机显现了掉功率、功放模块被损毁。
遇有雷电击打,将会损毁天线。
布设了多样的发射频率,它们常常会彼此扰动。
调节幅度时,若预设了偏大的信号,表头将伴随这样的信号而不停变更。
这种状态之下,超限将会报警,严重情形下还会掉高压。
经过开机以后,双重的共塔装置都变更了初始的功率及电流,表头指示变动。
历经很长时段,这种变更才会渐趋平稳。
2注重日常的保护维护中波系统,就要依循拟定的规程。
确保常规运转,维持了日常流程内的稳定发射。
注重日常保护,要随时去查验布设的天馈线,设定常规巡查。
侧重日常调试,提早规避突发的天馈线故障。
在白天及夜晚,都不应忽略预设的巡查流程。
在给定厂区内、周边区域之内,都要常常去巡查。
尤其夜间巡查,格外侧重布设的天馈线、调配的网络等。
查验突发的打火现象,对于有着威胁的周边活动应能予以阻止。
观测塔体可选望远镜,查验绝缘子显现的破损状态、抛掷过来的各类杂物。
及时着手处理,规避倒塌故障。
在每一天内,全面查验塔身、发射塔特有的其他部位。
若查出塔身悬挂着某一物体,则应及时去摘除。
例如:悬吊的漂浮物、挂上去的铁丝。
查验塔身的原材是否被损毁、是否渐渐腐蚀。
设定日常检查,规避了突发的塔身塌陷,避免后续损失。
浅析DAM数字调制中波广播发射机DAM全固态数字调幅广播发射机是一种运用数字技术进行调幅广播的全新的中波转播发射机。
一方面,它充分利用了工作于30MHZ以下调幅广播的覆盖范围广,传输距离远,接收机简单、廉价、固定、便携的有点,另一方面由于DAM数字调幅广播发射机采用了数字调制技术,把被调级高压电源和调制级三者合为一体,克服了以往各种模拟调制难以避免的各种非线性失真,具有良好的动态特性,因其自身具有完备的各类控制、检测和保护系统,极大地提高了发射机工作的稳定性和可靠性,降低可停播率。
DAM数字调幅广播发射机实际上是大功率射频A/D,与D/A转换器,其幅度调制是通过在每个时刻必须开通一定数量的功率放大模块来产生该瞬时音频调制信号所对应的射频输出电压。
音频信号经数字处理后得出12bit数字来,并对它们进行编码,再由调制编码器的数字输出来控制各个射频功率放大模块的接通和关闭,根据接通射频功率放大模块数量的多少,来控制发射机输出的射频电平,然后经带通滤波器去除量化台阶和不需要的谐波分量,就得到了射频已调波信号。
DAM中波广播发射机由以下部分组成:一、射频系统数字调制DAM发射机射频系统部分包括射频激励器、缓冲放大器、前置驱动放大器、射频驱动级、驱动合成器、射频分配器,射频功率放大器、功率合成器、带通滤波器、匹配网络。
全机共使用52快射频放大器模块,其中1块用于前置放大器,3块用于射频推动级,其余48块用于射频功率放大器。
RF部分由激励器产生1个RF信号,经缓冲放大器放大并产生一个稳定的能够激励前置放大级的输出信号。
前置放大器输出的方波经分配器后得到6路正弦波的射频信号作为射频推动级的输入信号。
射频推动级包括3块RF放大器模块,它们分别将前置放大器来的6路射频信号放大后,在推动合成器上进行功率合成输出。
其中2块RF放大器模块用来作为固定放大另一块工作在可变放大状态下,推动合成器将射频推动级中3块放大器模块输出的信号合成后,由射频分配器平均分成96路射频信号,作为48块RF放大板的输入信号,48块功率放大器根据调制编码板来的数字功率控制信号分别将射频信号放大。
中波发射机天馈线系统日常维护与常见故障分析摘要:中波发射机天馈线系统作为系统的输出末端,在整个播出系统中起着非常关键的作用,天馈线系统性能的好坏直接影响了接受端的收听质量,对播出效果至关重要。
因此,在日常的检修维护工作中,要重视对天馈线系统的维护工作,本文将围绕日常维护及常见故障分析两个方面对中波发射机的天馈线系统展开讨论。
关键词:中波发射机天馈线系统;检修维护;故障分析1.天馈线系统概述随着当前社会的高速发展,城市圈可拓展的空间越来越小,中波台的发射场地也面临着严峻的问题,如场地受到挤占、地网遭到破坏、拉线被拆除、馈线被盗割、支架被撞倒、调配网络被恶意破坏等,这不仅对发射系统构成了严重的威胁,也严重影响了工作效率及效果。
在中波发射机工作过程中,我们普遍最为关注的就是发射机的三大指标——信噪比、频率响应以及谐波失真。
然而当在发射机服务的范围内,如果场强达不到要求,那收听端的收听效果一般不会很理想,此时,即使三大指标都达甲级,也无实质性作用。
要解决这一现实问题,就需要解决场强问题,我们知道中波覆盖场强除了跟发射机的功率有关以外,还有一个更重要的影响因素,即发射机天馈线系统。
天馈线系统作为中波发射机输出终端的重要组成部分,其性能是否良好对于发射机运行的稳定性和可靠性有着至关重要的作用。
天馈线系统长期工作在环境条件较差的室外,承受着狂风、暴雨、雷电、严寒、酷暑及沙尘暴等自然灾害的侵蚀,其金属部分的物理属性容易发生变化,绝缘部分易出现老化、龟裂,甚至破碎。
加之它占地面积大、高度高,一般远离人们的视线,一旦出现问题不易发现,很容易成为事故隐患。
中波发射的天馈部分主要由天线、天调网络和馈线三部分组成。
中波天线属于线天线中的单极天线,一般中波台采用的发射天线的形式是直立拉线铁塔和并馈式自立铁塔天线未端连接到天调网络。
天调网络主要起到天线与馈线阻抗匹配的作用,同时还必须具备一定的防雷功能,如果是双机共塔,还要起到隔离作用。
832023年5月下 第10期 总第406期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview0 引言随着科学技术的进步,中波广播技术已在全球的广播行业中得到普遍运用,而中波广播技术所采用的硬件设备基本上是全固态中波发射机。
可以说,全固态中波发射机的发明与应用是中波发射技术实现重大进步的里程碑。
相对于传统的中波发射机,全固态中波发射机具有运维成本低、工作效率高、能耗低且性能优、安全可靠、绿色环保等诸多优势,能够保障中波广播发射系统更为稳健、持续、有效的运营。
但是,全固态中波发射机也有其自身的局限性,主要体现在该设备采用的是MOSFET 管(即金属—氧化物半导体场效应晶体管),该晶体管不仅耐压性较低,而且抗干扰性能差,会在运行过程中影响全固态中波发射机天调网络的工作性能,从而造成一定的风险隐患[1]。
因此,如何能够最大程度上消除这些风险隐患,保障全固态中波发射机天调网络持续稳健、安全有效地运营是当前研究领域迫切需要解决的难题。
而本文的最终宗旨就是促使全固态中波发射机与天调网络能够更好地协调应用,达到效用最大化。
1 全固态中波发射机天调网络的定义及工作原理1.1全固态中波发射机天调网络的功能界定全固态中波发射机是一种技术含量较高的发射技术。
而天调网络则是一种网络系统,作用于发射机的发射天线输入端和输出馈线。
天调网络通过调整运行参数可以使线输入端和输出馈线之间的阻抗更加匹配,同时起到补偿发射天线电抗的目的,最终使得全固态中波发射机能够安全、稳健、高效地工作。
综上,保障全固态中波发射机稳健运营的前提就是确保天调网络处于一个持续稳定、可靠的工作状态,而且天调网络具备防雷、防干扰性,保持一个较好的频率特性,即损耗要小于0.5dB、驻波必须小于1.1。
由此可见,所谓全固态中波发射机天调网络,就是连接发射机发射天线输入端与输出馈线之间的一种高性能网络,实际上就是“一种信号接收状况良好的设备”。
Experience Exchange经验交流DCW241数字通信世界2021.020 引言为了能够让我国的中波广播天馈线系统能够运行的更加良好,进而能够保障广播的运行和使用效果延长其寿命,那么就需要对于该系统的技术有更强的维护工作。
本篇文章需要对系统技术的维护工作以及对重点问题进行全面的剖析和研究,提出更加有建设性的解决方案和措施,以此来对未来的天馈线系统运行和维护有更加良好的效果。
在中波广播发射的领域之内能够将信号的传输范围更加广,也就是让固态器件承受一定的压力能够承受一定的能力,才能够保护好固态器件的运行安全,只有真正的做好天馈线系统的运行状态,才能够让我国的广播发射有了更加安全可靠的发展。
天馈线作为发射机的主要承载终端,它能够稳定的对天线进行传输,对任何一个中间站的安全播出都有着极强的稳定性和高效性,能够将无线进行覆盖,并且有一定的决定性作用,这对于我国未来在天馈线系统上的发展有更好的前景。
1 中波广播天馈线系统的特性中波广播天线是有无线电波所发射的,对于装置里的信号也是有所影响的,能够将电磁波转化为一定的电流在自由空间当中产生电磁波,并且以信号的形式辐射出去。
中波广播天馈线系统也是广播无线发射的重要组成部分,对于广播的播出也有着十分重要的地位,能够对广播节目的播出质量有决定性的影响。
中波广播天馈线系统也是因为其特点才能够有如此强大的作用。
首先就是方向性强,这主要是指天线有一定的方向,辐射能够起到电磁波的作用,在空间分布的时候有一定的指向性。
对于中波广播而言,它的方向特性也是有一定的水平方向,能够起到全辐射的作用。
其次就是有一定的阻抗性,包括对天线的辐射进行阻抗,对于输出和输入方面都有一定的影响,这也反映了天线辐射能力的大小以及所覆盖的范围。
然后就是匹配程度,对于天线负载阻抗以及馈线特征的阻抗需要有一定的匹配度,如果不匹配,那么就会使得天线的负载不能够进行良好的传输以及高频率的接收,而没有被接收的能量也会被反射回去。
耋推进剑叛理论探索剑籀实践羹瑟◇粼愆黝焱瓣霪麴瓣氨麓器◇业务研究一技术园地D X一200全固态数字调幅中波发射机天调网络的设计和实践【内容提要】本文详细介绍了发射机的输出阻抗变换器和天馈线调配网络的设计与实施,以及在天线调配网络上所采取的防雷措施。
【关键词】数字调幅阻抗转换天调网络防雷福建省广播电视传输发射中心102台前不久引进一部美国哈里斯公司生产的D×一2∞全固态数字调幅中波广播发射机,用于播出广播新闻综合频率(882K H z)的节目,实现了我省中波大功率发射机的更新换代。
由于原有的天调网络系统不能满足该机的技术要求,在该机安装、调试过程中,发射机输出阻抗变换器和天馈线调配网络均系自行设计、加工和调试。
历时一年多的满功率播出考验表明,发射机、调配网络及天馈线系统等运行稳定、可靠,各项技术指标优良,顺利地通过了验收考核,一、为使D X一200发射机稳定运行必须解决的一些问题由于只引进D X一200发射机主设备,根据全固态数字调幅发射机的特点,必须解决好以下几个方面的问题,方能确保发射机安全、稳定、高效运行:1、解决发射机与馈线的阻抗匹配D×一200发射机的末级输出阻抗为50Q,而该机使用的馈线末级输出阻抗为150Q,两者不匹配,为此,必须在发射机的末级输出与馈线入口之间安装一个阻抗转换器,实现发射机与馈线的阻抗匹配。
2、抑制本台其它发射机产生的高频回馈对固态机的影响D×一200全固态发射机与电子管发射机相比,对邻近发射机所产生的高频回馈较为敏感,轻者可使发射机无法正常工作,重者可造成发射机的损坏。
而该机所在的发射台除了本机播出的882K H z外,还有播出585K H z的200K W发射机、播出1089K H z的150K W发射机、播出1404K H z的50K W发射机,故该机处于其它发射机可产生高频回馈的环境中,必须采取措施,在天馈回路对其它频率作陷波处理。
61技术与应用·研究中波发射机天调网络的组成与设计原则摘 要:中波发射机天馈线匹配网络在整个发射系统中起着至关重要的作用。
由于目前发射台普遍采用了新型数字调制发射机,保护功能比较完善,对输出匹配网络的要求比较高,天调网络出问题,轻者影响发射机的工作稳定,严重的造成停播事故,甚至损坏发射机主要器件。
另一方面,由于近年来土地资源的日趋紧张,中波发射台大多采用双频或多频共塔技术设计匹配网络,频率间相互干扰,匹配网络的设计存在着较大的难度。
本文结合笔者多年工作实践,对天调网络的组成结构和工作原理进行论述,并详细介绍匹配网络的设计原则,希望能为同行提供工作借鉴。
关键词:天馈线匹配网络;共塔技术;设计原则中图分类号:TN838 文献标识码:A文章编号:1671-0134(2018)11-061-02DOI:10.19483/ki.11-4653/n.2018.11.012文/徐文渝1.中波天调网络的结构组成1.1预调网络我们知道,无论哪一种中波发射天线,对于不同的工作频率,其输入阻抗是不同的,如果在天线馈点上的阻抗差异太大,会给共塔网络的设计带来困难,因此,必须在两个或多个共塔频率的馈点上加装平衡网络——预调网络,预调网不仅能够平衡馈点上各频率的阻抗,还能起到防雷和减少功率损耗的作用,因此也就减小了网络设计难度。
图1中L0、C0是两个预调网络元件。
1.2匹配网络如果抛开双频或多频共塔和其他频率的干扰因素,发射机馈线与天线之间只需一个阻抗匹配原则上就可以发射了,这个最基本的网络就是匹配网络,其主要作用是实现馈管特性阻抗Z与天线输入阻抗R+jX之间的匹配,另外还起到降低反射、减少驻波的作用。
匹配网络应具有良好的通带特性。
中波发射匹配网络都是由电感与电容(真空电容)组成,匹配网络有T型、π型、Г型和倒Г型几种组成形式。
图1分别是几种匹配网络组成形式原理图。
图1 匹配网络的几种组成形式1.3阻塞网络上面提到的是无任何干扰频率情况下的匹配网络,也可以说是理想状态下的匹配网络,由于土地资源和其他方面的原因,一个发射台往往同时发射多个频率,存在着双频共塔或多频共塔的情况,频率与频率之间相互干扰严重,特别是共塔频率会存在严重的高频倒送干扰,为了消除共塔频率的相互影响,必须增加一个或多个抑制网络——阻塞网络。
固态数字中波发射机对天馈线系统的技术要求
由于固态化、数字化的发射机具有诸多优点,已成为当今世界广播发射机更新换代的发展方向。
江苏人民广播电台发射台为实现广播发射设备固态化、数字化已经迈出了可喜的一步,几年来,通过更新换代,我台的中波发射机逐步实现了全固态化,数字化。
回顾和总结一下,我们对掌握和应用固态化、数字化广播设备技术是逐步认识的,特别是固态化、数字化中波发射机对天馈线系统的技术要求,以及防雷和天馈线网络设计方面等等的问题。
下面就此方面的要求和实际应用经验提出来供兄弟台探讨和参考。
1对天线的要求及维护
1.1对天线在其工作频率上特殊要求
首先固态化、数字化中波发射机要求天线在某个工作频率及其附近的特性阻抗要适合其特点和要求,而对于某一个天线,固态化、数字化中波发射机不是在任何中波频率上都能正常工作的。
我们发射台1995年为省经济台购进上海广播科研所生产的10kW PDM 全固态发射机,准备使用在我发射台T 型天线上,(当时省经济台电子管机器就是使用在该天线上)。
当时我们把天馈网络和机器安装调好后,开机试播,机器在载波状态下一切正常,反射功率为零。
当加音频信号调制时,问题就产生了。
当音频信号在3kHz 以下,高调幅正常,当音频信号加到5kHz 时,调幅度只能加到70%;加到7kHz 时,调幅度只能加到50%,加到8kHz 时,调幅度只能加到30%,信号再加大,反射功率变大,发射机就自动封锁关机。
因为全固态、数字发射机为了保护末级功率放大器,加了很多自身保护功能,特别设置VSWR(电压驻波比)过高保护电路。
当VSWR 达到某一数值时,发射机自动降功率,再大一些,达到某一数值就封锁关机。
该保护功能对于固态化、数字化发射机来说是 非常必要的。
关于l0kW PDM 固态发射机高音频调幅度上不去,导致封锁关机的问题,我们有关技术人员作了大量的测试、调研和论证,发现问题不是出在机器本身和调配网络,而是出在T 型天线本身,是T 型天线在经济台585kHz 频率附近边带阻抗变化太大造成的。
经测试,T 型天线在585kHz 及其附近边带阻抗为:Z A585kHz =1306.2+j2181.4;Z A575kHz =630.72+j1829;Z A595kHz =2577.4+j4897.05.不仅电
阻部分和电抗部分数值高,而且变化率大。
经论证经济台全固态发射机在585kHz 频率上无法正常运行在T 型天线上。
要么换适合的发射天线,要么改频。
经测试T 型天线在1000kHz 以上频段,边带阻抗变化率小,固态发射机能够使用。
当时
为了尽快使l0kW PDM固态机投入使用,我们只好改频,将其改为1359kHz作为转换中央一套上西塔使用。
而后,经济台购进美国哈里斯公司生产的一部DX-50数字发射机和一部上海科研所生产的l0kW PDM固态发射机,只好重新架设一座126m自立塔。
T型天线作为文艺台1053kHz的固态发射机使用。
通过以上所走的弯路,使我们知道固态化、数字化中波发射机对天线在其工作频率上有一定特殊要求。
所以我们在以后设计某一天馈线网络时,不仅首先要测量载波频率时的天线阻抗,而且还要测量该频率附近的边带阻抗变化趋势。
用来判断该天线在某一频率是否适合固态机使用。
一般边带阻抗与载波频率阻抗变化率在10%以内最好,超过一些可以用,若超过20%以上或更多,就很难保证固态机在高调幅情况下正常工作。
另外,边带阻抗变化大,不仅使边带驻波比变大,而且影响发射机的频率响应指标。
变化越大,频率响应指标越差。
但影响频响指标是很好解决的,可在发射机音频输入端加一简单适合的校频网络来解决。
1.2对天线下端地线、地井的要求
在这里顺便讲一下,因为去年我们到我省部分兄弟台帮助设计、安装、调试固态发射机的天馈网络,发现它们天线下端从地井到天线调配室的地线都是用一根或两根细铜丝作为地线连接,甚至从机房到室外的地井很长一段距离也是用铜丝或细铜绞绳连接。
这对小功率电子管发射机来说,虽然不符合要求,也能开机使用,但对大功率发射机,特别是固态化、数字化中波发射机来说,是绝对不行的。
由于高频趋肤效应,用铜丝作地线,不仅接地电阻大,而且电抗大。
固态化,数字化发射机对防雷十分重要,一般中波天线都是很高的铁塔,又特别容易引雷。
大家知道,雷电产生的异常电压和电流都是非常巨大的,虽然雷电大多数是直流、低频成分多,但亦有高频成分。
所以要求天线下端地井和地线真正的接地电阻和电抗越小越好,而用铜丝作地线造成的接地电阻大、电抗高,不仅不能迅速地释放雷电,而且雷电的巨大释放电流会在地线上产生很高的电压降反馈到机器设备,易使设备损坏。
一般地井要用2~4m2的铜板或厚铜皮,再加上木炭、食盐等水平的深埋到地下2m深以下,一般接到地下水为宜。
铜板或铜皮的面积可根据发射机的发射功率大小而定,一般不宜小于2个m2。
从地井的铜板或铜皮到天线下端的地线一定要用15~20cm宽的铜皮连接,并焊牢。
地井到天线的地线铜皮尽量短一些为好。
机房设备的地线到室外的地井及其连接要求也是如此。
1.3对天线方面的维护问题
我们发射台原先的151m桅杆天线曾因拉线松,造成一次遇到强的龙卷风,
使天线重心偏离而被风刮倒,造成很大损失。
所以对于桅杆天线应按要求进行定期检查垂直度、绝缘度和拉线力度等,对于自立塔亦要定期检查垂直度和绝缘瓷瓶等,发现问题,及时处理。
另外,架设的自立塔若其天线下端的绝缘瓷瓶防雨罩小,要想法加大一些。
因为我们去年为经济台新架设的130自立塔,刚建成后不久试机,附近农民发现下雨时,绝缘瓷瓶防雨罩对下边底座地打火十分严重。
经检查,发现防雨罩小了,大量的雨水经防雨罩连续流到下端的底座上,造成塔与底座雨水短路,高频电压打火拉弧等等,这样很容易造成机器故障,封锁机器或损坏设备。
后来我们将防雨罩加大,这个问题就基本上解决了。
2对馈线的要求及维护
根据固态化、数字化发射机输出阻抗特性和其他方面的特点(一般输出阻抗为50Ω),从发射机输送到天线去的传输馈线最好使用50Ω低阻抗的高频电缆。
因为高频电缆阻抗特性好,同时受外界环境变化影响小,可直接从机器输出端不用任何转接头或跳线,直接输送到天馈网络。
这样不仅减小来自传输线方面的高频干扰,而且架设维修方便。
另外,对高频传输电缆,特别是大功率发射机的高频传输电缆,亦应定期检查和充气,以保证绝缘度和特性阻抗。
去年我们给下边几个兄弟台搞天馈线时,他们用的高频传输电缆输入输出端没有电缆插头和插座,临时连接使用。
我们建议还是最好在电缆输入输出端使用插头、插座,使电缆密封连接。
如果一时没有,也要用高频特性好的材料将电缆两头密封好。
否则,不仅会因环境变化,如空气潮湿,造成绝缘度降低,特性阻抗变化等,而且万一有壁虎或昆虫从两头孔洞进
入,甚至开机将其打死在里面,造成电缆阻抗特性变化,就无法使用,想
查找原因或排除这故障都十分困难。
3防雷和天馈网络的技术要求
对于固态化、数字化广播发射机的天馈线网络设计,一般要达到三个方面的要求和目的:一是防雷;二是匹配;三是有效的抑制外界高频倒送。
3.1防雷措施
防雷是全固态发射机最为突出的问题,特别在雷雨多发地区,防雷尤其重要。
在设计天馈网络时,一般采用三种方法来达到防雷目的:
(1)在天线下端用微亨级电感下地,起到直接之泄放雷电的作用;
(2)使用耐一定高压的电容器对雷电进行隔离,该电容器的耐压一般要求在40kV~50kV以上;
(3)在天馈网络的输出端(即天线下端)接石墨放电隙,其通地铜管上套几十个低通磁环(一般需30~40个低通磁环),石墨放电隙之间间隙应根据天线馈点端电压的大小调在合适的距离上(一般lmm1kV),以达到泄放雷电的目的。
一般这3种防雷措施最好同时使用,如图1所示,通过这三方面的措施,可以有效地防止雷电通过天线窜入机器设备。
3.2匹配网络的设计思想
关于对全固态发射机天馈网络的设计是很有学问的,很值得推敲和研究。
设计时,首先要准确的测出天线在使用频率上的特性阻抗和边带阻抗,然后根据机器的功率大小,周围环境及其外界高频串扰情况进行精心细致的分析和设计。
其宗旨是要以最少的元器件、较少的投资成本,并以稳定、安全可靠为前提,来达到防雷、匹配和有效的抑制外界高频倒送的目的。
为达此目的,就要设计者能精心巧妙的把防雷、匹配和抑制外界高频干扰的整个网络揉为一体,综合考虑,充分发挥每个元器件的作用。
巧妙地利用防雷元器件和抑制外界高频倒送的阻塞网络、陷波网络等元器件作为匹配网络的一部分,这样就大大减少和简化整个网络的元器件,从而降低成本,减少故障率。
在设计时,可利用阻抗圆图对不同的天线,不同的频率阻抗,不同的环境,不同的发射功能有率进行具体分析,采用多种设计方法,同时要求所设计的网络元器件的数值,电流,电压,伏安量的大小均要合理,易于实现,根据要求选出最佳方案。
近几年来,通过我们对我台以及帮助有关几个兄弟台设计,安装调度所有的全固态化、数字化中波发射机天馈系统的实践证明,只要天馈线系统满足以上所叙述的各方面技术要求,就能有效保证全固态化,数字化发射机安全可靠地运行。