试析中波广播天调网络调试方法

(整期优先)网络出版时间:2023-06-09
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试析中波广播天调网络调试方法

田甜

云南省广播电视局沧源中波台 

摘要:中波广播天调网络调试是一个比较复杂的过程,需要调试人员熟练掌握调试方法,明确调试要求,熟悉调试流程,并在过程中小心谨慎,规范有序,才能保证调试效果。本文结合实际,运用文献法等对中波广播天调网络调试方法、调试注意事项等展开探究分析,提出有关观点,以供借鉴参考。

关键词:中波广播天调网络;工作原理;调试方法;注意事项

中波广播天调网络调试具有一定难度,需准确掌握天调网络结构、工作原理及调试要求等,在此基础上采用科学合理的方法进行调试,为发射机的稳定工作提供保障。下面结合实际,对中波广播天调网络调试有关问题做具体分析。

1中波发射机设计与应用现状

全固态中波发射机采用集成精密电路设计,对工作环境要求较高。近些年我国的科学技术在不断发展,全固态中波发射机的技术含量、性能等也不断提升,

全固态中波发射机的抗干扰能力、监测能力等有了显著增强。但尽管如此,全固态中波发射机也还是存在一些问题,如当天线驻波比采样指标有轻微变化时,发射机的运行就会受到影响,有时发射机还会自动关机。同时,环境的高速化、复杂化发展也给全固态中波发射机的运行带来一些影响,如使设备周边电磁环境更加复杂,使天线地网受破坏的几率增加等。在设计、环境等多种因素的影响与制约下,发射机故障发生率不断上升,发射机天调网络开始需要频繁调试。天调网络是发射机系统最末级的网络,天条网络正常,全固态中波发射机的运行也就正常,信号就能稳定传输。因此需要做好天调网络调试工作【1】

2中波调幅广播原理分析

2.1中波调幅广播原理

中频无线电波是指频率范围在300kHz~3MHz的无线电波。中频无线电波能利用天波与地波传播,目前应用的最广泛的传播方式是地波传播。主要原因是相较于天波,地波传输距离远,传输过程中不会产生过大的损耗,且地波传输还有很强的绕射能力与抗干扰能力,能抱枕传输信号的稳定,因此被广泛采用。

我国规定中波调幅广播的频率范围是525~1605kHz【2】

广播电台的主要服务区是离发射台较近的场强稳定的区域,此区的半径由发射机功率、发射天线的特性及周边地质情况决定。研究表明,地形地貌影响中波广播的覆盖范围,在功率、发射机、天线等全部相同的情况下,丘陵、山区的中波广播覆盖范围要远小于平原地区的广播覆盖范围。城市内,密集的建筑,复杂的磁场环境会影响中波广播信号质量,研究表明,建筑越密集、楼层越高,中波广播收听信号受到的影响就更大。

当前中波广播信号发射工作流程为:音频信号、广播发射机、馈线、天线匹配网络、发射天线。广播电台播出节目时,声音先通过话筒转换为音频信号,发射机产生载波信号,载波信号将音频信号进行调制,调制过程中,音频信号幅度变化会带动载波信号幅度变化,调制后,音频信号作为高频载波信号的一部分存在,高频载波信号再经受放大处理后,成为高频电流,高频电流从发射机中传播出去,经过馈线到达发射天线,由发射天线最终接收,最终向外展示的形态是高频无线电波【3】

3天线匹配网络工作原理与结构分析

3.1天线匹配网络工作原理

馈线与天线通过天线匹配与网络连接,馈线是载波传播的必经路径。馈线与天线并不属于同一个系统,它们各自独立,且天线与馈线有着不同的阻抗特性,所以在载波传输过程中会有一部分电磁能量被反射回来,在线路上形成驻波。驻波的电压波与电压峰值之间有一个比,叫做电压驻波比,电压驻波比的数值反应的是馈线与天线的匹配程度,当馈线与天线完全匹配时,两者之比为1,此时天线能将发射机的高频能量全部辐射出去【4】。驻波比较小或过大,均表示天线与馈线不够匹配,信号的传输也会受到影响。研究表明,当发射天线得不到很好的匹配时,天线辐射功率会出现异常,馈线功率容量将出现明显下降,馈线损耗不断增加。天线输入端信号电压与信号电流之间存在天线输入阻抗,输入阻抗的大小由电抗分量与电阻分量决定。研究表明,当天线输入端存在电阻分量时,天线对信号功率的提取就会受到影响,为使天线从馈线处充分提取到信号功率,需采取相应措施尽可能降低或消除电抗分量,使天线的输入阻抗为纯电阻。而当前采取的控制电抗分量的措施就是于馈线与天线之间增设天线匹配网络,通过天线匹配网络使天线与馈线完全匹配,让信号的传输受到保障。在测量阻抗时,通常采用矢量网络分析仪。

减少驻波比,提高传输功率与发射效率是在天线与馈线之间设置天线匹配网络的主要目的。天线匹配网络在天线与馈线之间起到的作用是,使天线处于谐振状态,让天线的阻抗在经过匹配玩过变换后,能与传输馈线很好的匹配。

3.2天线匹配网络组成结构

研究表明,电磁环境、雷电等会对天线产生一定影响,为尽可能减少这一外部影响,确保信号的正常传输与发射,还需在天线匹配网络结构中加入壁垒系统与阻塞网络(整体结构如下图所示)。

图1天线调配网络结构

(1)避雷系统。雷电对中波天线的危害较大,要想降低天线故障发生率,就必须为中波天线配置避雷系统,通过避雷系统将雷电导入大地或进行屏蔽,使雷电能量无法进入馈线与发射机。当前一些单位采取的避雷装置为石墨放电球,将此装置放置在天线入口端,同时再在天调网络入口端并联进电感L1入地,为天调网络提供一个对地释放静电的通路,这样雷电能量就能顺利导入大地而不会进入馈线与发射机,信号的正常传输与发射也受到保障

【5】

(2)阻塞网络。天线具有互逆性,天线在整个发射系统中既起到接收的作用也有法射的作用。大部分发射台都有一部以上的法射天线与频率,所以天线比较容易出现高频回馈现象,而这一现象对正常的播出影响巨大,并且当高频回馈现象过于严重时,发射机设备也会严重受损。为解决天线的高频回馈现象,在系统内增设阻塞网络,阻塞网络对他频信号进行苏在,对本频信号进行保护,从保障广播节目的正常播出。阻塞网络在通过本频信号时阻抗不能过大,但在阻塞他频信号时需有较大阻抗,这样才能将不需要的频率有效阻挡下来,保证本频信号不受干扰。

(3)匹配网络。于天线与馈线之间增设匹配网络的主要目的是提高两者的匹度,使天线与馈线完全匹配。匹配网络的形式有三种,分别是Π形、T形与Γ

形。其中,Γ形形式最为简单,由两个元件构成(电感与电容)。三种形式中,Γ形被应用的最为广泛【6】

4中波广播天调网络调试方法与注意事项

4.1调试准备

在正式开始网络调试工作之前,要先完成一系列准备工作。包括测量馈线特性阻抗与天线特性阻抗、载波频率。工作人员要采用网络分析仪将以上数值准确测试出来,以便确定调试策略。同时测量天调网络周边干扰频率也是必须要开展的一项工作,通过测量分析,确定频率数值,找出重点的抑制对象,为后续的网络调试打好基础。4.2调试过程

天调网络的调试按步骤进行。

第一步调试阻塞网络。调试阻塞网络时,首先要将阻塞网络位置进行确定,位置确定后将前后电路断开,使调配网络与阻塞网络各自独立,不受影响。找准阻塞网络电路测试点,将下图中A、B两点任选一点打开,使时L2C2构成串联电路,之后在电路两端夹上仪器测夹,将频率固定在576 kHz,测试电路在此频率下的串联谐振。将断开的点重新连接,然后于图中A、B两点处夹上仪器测试夹,测量其并联谐振。

图2阻塞网络电路测试点

第二步调试匹配网络。调试匹配网络时,要分具体的网络形式有针对性的进行。如对Γ 形网络,第一步是断开天调网络,第二步是在馈线输入端使用网络分析仪进行测试,第三步记录馈线阻抗。在Γ形网络调试中,有时需要用到史密斯原图也成网络分析仪的阻抗原图,通过史密斯原图对电容与电感进行测试与调节,使其更有利于信号传输。调试过程中,将中心频率确定为为576 kHz(±10 kHz),并根据调试要求将网络分析仪仔细校准。正确的调试顺序是先阻抗实部后虚部。在具体的调试作业中,电容一般固定不变,所以工作人员需根据实际情况确定是减少还是增加电感线圈接入数量,以获得最佳的阻抗调节效果。

第三步调节陷波网络。陷波网络有一定的特殊性,具有阻塞载频信号,滤除干扰信号,保证信号质量等重要作用。调试陷波网络时,第一步是先断开网络,

保持网络的独立性,使网络调试不会影响到整个线路。将网络独立后,第二步处理串联谐振,使其独立,第三步设定吸收频率,第四步测量串联谐振,第五步以测量结果为依据科学调整串联电感,将阻抗降至O,使天线与馈线能完全匹配。

4.3注意事项

(1)在中波广播天调网络调试中,对网络调试手段、方法、仪器设备等了解的不够,导致在这些的选取上出现失误,进而会影响到网络调试结果。调查发现,在实际的网络调试任务中,经常会出现仪器设备的型号与实际情况不符合、调试方式不合理等问题。这些问题都会影响到天调网络调试结果。基于此,在天调网络调试工作中,工作人员要根据要根据网络调试环境、网络调试质量要求等设计科学可行的技术方案,选择先进合适的网络调试方法以保证调试效果。

(2)天调网络调试过程中,加强对相关人员的教育与管理。参与天调网络调试的工作人员,要正确理解工作的各项内容和要求,学习技术操作规程、规定和办法,学习天调网络调试的操作流程和注意事项,不断提高对该工作的认识。单位要重视对人员的教育培训工作,定期组织工作人员学习先进的知识与技术,并对人员进行考核,切实提高工作人员的技能水平与专业能力。单位还要做好对人员的动态管理,尤其是在人员开展网络调试工作时,更要时刻监督其操作,确保人员操作的规范性与有效性,调试结果受到影响。

(3)为提升天调网络调试效果,就要建立仪器设备管理体系,采用科学合理的方法加强对仪器设备的调试管理,将仪器设备对网络调试成果的影响降到最低。首先是在正式调试前,对有关仪器设备做详细检查,确保其不存在质量问题。其次是在调试过程中按照技术规范正确操作设备,防止设备出现问题。另外,每次网络调试结束后,都对仪器设备进行检查与维护保养,以便下次使用。对于在调试中出现故障或问题的仪器设备,做好记录并及时上报处理。

结语

综上所述,中波广播天调网络调试具有一定难度,需准确掌握天调网络结构、工作原理及调试要求等,在此基础上采用科学合理的方法进行调试。调试过程中科学设计网络调试方案,并加强对方法技术、人员、仪器设备等影响因素的管理,以提升整体的调试效果。

参考文献

[1]周银海.中波广播天调网络工作原理与调试[J].数字通信世界,2022(03):182-184.

[2]龙俊清.浅析中波广播发射天调网络的设计与调试[J].西部广播电视,2021,42(06):238-240.

[3]何志强.10kW全固态中波广播发射机的天调网络设计与调试[J].卫星电视与宽带多媒体,2020(10):44-46.

[4]林和全,陈志兵.中波天调网络的施工设计与调试要点分析[J].广播电视信息,2019(12):67-68.

[5]吉晓伟.浅谈中波主备天调网络及遥控切换的设计与实现[J].中国有线电视,2018(07):837-843.

[6]李超.全固态中波发射机天调网络应用研究[J].科技传播,2018,10(03):85-86.