中波双频共塔调配网络改造设计与运用研究

摘要：以本台中波双频共塔调配网络改造项目为例，探究中波双频共塔调配网络改造设计与运用情况，为同类型项目组织开展提供参考，促进中波广播发射系统优化升级。从发射系统运行稳定性、经济性等角度出发，经匹配网络、阻塞网络、陷波网络、抗电磁干扰等设计，将工作频率540kHz、990kHz，发射功率10kW中波发射系统调配网络改造成发射功率10kW的中波双频共塔，改造后天调系统运行正常，播出质量提高，可在一定程度上满足事业发展需求。

关键词：中波；双频共塔；调配网络设计；改造

引言：中波广播发展至今已历经200余年，是信息传递、新闻传播重要途径，在我国的人口覆盖率高达95%以上。以往中波广播多以单塔天线形式进行发射，存在占地面积大、建设成本高、抗风性能差、维修难度大、运行稳定性差等缺陷。双频共塔思路与技术的提出，在一定程度上弥补了单塔天线的不足，成为当前广播电视事业建设与发展主流趋势。双频共塔天调匹配网络主要是指利用同座铁塔播出不同频率信号。从经济角度来看，双频共塔可节约铁塔资源，减少建设成本；从其他角度来看，双频共塔优化天线网络配置，增强系统运行稳定性，提高信号辐射质量与效率。本台为满足“安全播出”“三满播出”“节能增效”等发展要求，对中波发射系统进行双频共塔天调匹配网络改造，以实现两种工作频率信号播出。以下是对该项目设计与运用的浅析。

1项目简介

本台拥有540kHz、990kHz、A频率、B频率、C频率的10kW、1kW中波发射频率，其中前两套中波发射频率已实现双频共塔并投入运行，且运行状况良好，最后三套中波发射频率已实现三频共塔并投入运行，且运行状况良好（本文不进行阐述）。本台根据新时代、新要求的发展目标，依据双频共塔改造相关技术要求，结合中波发射系统建设与应用现状，设计本台的中波发射系统改造成可满足发射功率为10kW中波双频共塔系统，以节约建设成本的同时，促进系统功能优化，提高系统运行稳定性、可靠性、可维护性，达到“节能增效”“安全播出”“高质量发展”要求。

2设计思路

中波双频共塔改造过程中，需要保证共塔的两个频率间隔不得过近，一般情况下比值应控制在1.25以上[1]。此次研究项目两个频率符合双频共塔基本要求，频率间隔适中。但还是得控制两个频率之间的间隔因素所造成天线底部阻抗的差异，中波发射系统功率损耗等因素。因此，在中波双频共塔改造过程中，设置预调单元。通过调配网络科学设计与合理应用，解决上述问题。通常情况下，调配网络形式有L型、C型、T型、Г型、π型、倒Г型等多种类型，综合考虑项目改造成本、操作与维修条件等，确定T型适用于本项目，可在满足项目改造需求的同时，节约成本，简化操作[2]。中波信号传输过程中可能受干扰信号影响，降低信号传输效率与质量。对此，中波双频共塔改造过程中需要应用抗电磁干扰技术（如陷波器技术、带通滤波器技术、并/串联谐振网络技术等）避免或减轻干扰信号对工作信号的影响。雷击是影响系统安全与稳定运行的主要因素之一，基于安全性考虑在中波双频共塔改造时，设置防雷单元，运用适宜防雷技术避免雷雨天气对系统的损害。此外，双频共塔网络设计过程中，需要根据相关规定与要求，合理设计参数，以确保系统的兼容性、稳定性、智能性等。

3实践操作

3.1匹配网络相关参数设计

540kHz中波发射频率与990kHz中波发射频率在天线底部的阻抗存在一定差异，为降低该差异对发射系统运行的影响，需要在确定匹配网络类型后，对相关参数进行科学设计，包括电压驻波比、反射系数、馈线特性阻抗、天线输入阻抗等[3]。

3.2阻塞网络设计

中波双频共塔需要面临两个频率相互干扰问题，可通过阻塞网络设计避免两个频率之间的干扰，提高中波发射机运行稳定性。阻塞网络设计分并联谐振网络设计（图1）与串联谐振网络设计（图2），通常情况中波双频共塔阻塞网络设计多选择并联谐振网络设计，原因在于并联谐振网络调整难度较小，阻塞效果较好，能够满足频率干扰抑需求。

3.3陷波网络设计

干扰中波双频共塔的频率不仅包括中波双频共塔中的两个频率，也包括广播电台其他频率。对此，在中波双频共塔改造过程中，除利用阻塞网络设计解决双频共塔中频率的相互干扰问题，也可利用复合陷波网络设计增强中波发射机抗频率干扰能力，实现对双频共塔中两个频率以及其他频率的干扰处理。此次研究项目中，L1、C1、L2、C2共同组成复合陷波网络，L1、C1同干扰频率串联谐振，以达到干扰信号吸收作用，避免干扰信号影响，然后再同L2、C2并联谐振于工作频率。

3.4其他设计与应用

广播电视天线较高，容易受雷电袭击，引起自然环境风险事故。中波双频共塔改造过程中应加强防雷设计，提高系统抗风险能力。此次研究项目设置防雷单元，具体措施如下：（1）配备石墨放电球，当雷电侵袭中波双频共塔天线时石墨放电球可释放一部分雷电流，从而降低雷电侵袭损害；（2）设计防雷保护电路，降低雷击对网络设备的损坏；（3）调配网络接口处配备微亨级线圈电感，雷电侵袭中波双频共塔天线时，该装置可在短时间内将雷电流释放到大地，实现对中波双频共塔天线的有效保护。

为进一步提高中波双频共塔天线抗电磁干扰能力，引入带通滤波器对调配网络进行优化。带通滤波器主要是根据信号频域特征进行信号区分，并借助滤波器对特定信号进行增强或衰减，以达到信号噪音消除、信号质量改善目的。此次研究项目改造过程中，通过测算确定特定信号频率范围，并在此基础上配备低通与高通滤波器，在二者联合应用下达到预期目标。

虚拟调试以其成本低、效能高、操作便利等优势在系统设计调试领域得到广泛应用。此次研究项目对匹配网络进行仿真设计，并根据仿真结果反复调整匹配网络，以获取最佳网络设计方案。

中波双频共塔改造项目施工过程中，在机房中配备控制继电器，用以满足远距离电路控制、信号转换、信号保护等需求。元器件安装过程中，需要由专项人员进行安全前元器件质量检查，保证耐压试验、耐流试验等结果合格后，方可使用元器件。与此同时，元器件应严格按照设计要求进行定位，保证彼此之间的距离处于安全范围。

4改造效果

按照设计进行项目改造后，对系统功能进行测试，测试结果显示：系统各组件连接良好；10kW中波广播阻抗0.3Ω+j0.3Ω，10kW中波广播阻抗50 Ω+j0.2Ω，驻波比在1.00～1.25之间；系统运行多年，工作状态较为稳定，未见安全播出故障。

结论：双频共塔、多频共塔已经成为新时期中波广播电台事业发展主流趋势，在系统运行效益提升方面具有显著优势。但要想保证双频共塔、多频共塔等技术应用作用充分发挥，实现发射系统高效、稳定运行，做好网络设计至关重要。此次研究项目属于典型中波双频共塔改造项目，根据项目实际情况与具体要求进行匹配网络设计，同时采用防雷技术、抗电磁干扰技术、阻塞网络技术等进行优化与完善，测试结果显示改造后系统可满足广播电视播出需求，运行一年，系统工作稳定，辐射效率与播出质量较高。

参考文献：

[1]李其儒.双塔双频定向中波发射天线天调网络系统方案设计[J].广播与电视技术，2023，50（07）：103-106.

[2]宋卓.中波发射机双频共塔天线调配网络分析与调试[J].电声技术，2022，46（08）：29-31.

[3]赵玉梅.中波发射台主备双天调网络系统设计与改造实践[J].电子世界，2021（19）：190-191.