中波广播双频共塔天调网络的工作原理与设计

引言：虽然中波广播有着深厚的历史渊源，但仍然是传递信息、服务文化生活不可缺少的一个手段，其播发技术也随着科学技术的进步和社会需求的变化，在逐步更新和改变。双频共塔技术作为中波广播发射的一项关键技术，能够极大提升发射效果，降低工程造价。而对于双频共塔天调网络的设计是一个比较复杂的技术问题，需要对阻抗匹配、干扰排除、防雷保护等环节整体性考虑，方能确保发射系统工作的高效性和运行的可靠性。

一、双频共塔天调网络相关理论以及工作原理

（一）双频共塔天调网络相关理论

1.阻塞网络原理

阻塞网络有两种，即并联谐振网与串联谐振网，由于后者设计及调整比前者复杂，现在普遍采用并联谐振网，即有线网络中并联谐振网的作用主要是作为阻塞特定的频率，同时产生一定的阻抗[1]。但因为当并联网处于谐振时，对于不需要流过的频率（如工作频率），会对部分频率起阻塞作用，因而阻塞了这部分不需经过的频率的电流，此时其呈现为无穷大的阻抗。从图1（a）可以看出，该并联谐振回路由电抗-频率曲线可以看出它的谐振点（ω0）处有着极大的阻抗，像断线一般。而阻塞网络对象是音频已调波，即阻塞某一个特定的频率范围[2]。

2.陷波网络原理

当一个平台上除了双塔频段以外还有其他发射频率时，须设置串联谐振系统来吸收其他频率，即陷波网络。如图1（a）所示，L5、C5 形成了串联谐振环来吸收ω0，假设工作频率ω 1< ω0（ω0 为被吸收的频率），可从图1（b）看出串联谐振系统的电抗随频率变化。通过观察图形的形状，发现对于ω1 这个频率，该回路为容抗。如果在其L5、C5 间加入了L6，则图为图1（b）中的等效模型图2（d），这是一个LC 并联回路。只需选适当的元件使其达到ω1 处的并联谐振（具有无穷大的阻抗），这样就能达到对ω0 的吸收而不会影响ω1 的配置。反之，若ω1＞ω0，只需要将其L6 换为C6 即可。

（d）通过频率ω1 的等效电

（c）串联谐振回路电抗-频率特性

图12 陷波网络原理展示图

（二）双频共塔天调网络工作原理

双频共塔匹配网络的主要任同的频率获得固定运转，为此，需要确切选取以及组装相关谐振器件，为保证其输入到发射器，进而直保持着稳定和完整的运作情况。倘若，这两种不同的频率受到频率本身的影响，而这种损失并不可预测。随着网络状况恶射设备异常。执行任务时，应遵循广播电视机构的设计规范，如有违背应据实际需求调整，确保两种频率比例超过1.25。在必要时，应使用串联谐振回路（陷波他频率，以促进双频共塔网络的发展。

二、中波广播双频共塔天调网络设计与实施

（一）中波广播双频共塔天调网络设计

中波天线匹配网络的形式有：T 型、Г型（正Г型、倒Г型）、π型等。云南省广播电视局普洱701 台的中波广播双频共塔天调网络设计运用Г形阻抗匹配网络、T 形阻抗匹配网络，以下进行具体设计分析：

假设2 个发射器的信号频率分别为 f，f2，只要能合理地选择电感L1。

串联上电容C1，使之在f2 处并联谐振，则此时对于 f2 的信号，其电感和电容并联网络的阻抗计算公式如下：

其中，Z1 为电感 L1 即感抗，ZC1 为电容C1 即容抗。根据电感、电容的阻抗特性得出：

Z_L1=jωL₁

式中，ω是信号角频率。

为使电感 L1 若频率为 f2 ，则由电容 c 构成的并联电路则能够产生并联回路，并且只需1 ，也就是：ZL

L₁C₁=（2πf₂）^-2

显然，若选择了 L1 和C1，则式（5）满足条件时，并联网络的阻抗Z1 必是无穷大。但是元件的选择过程中，很难保证式（5）能精确成立，仅需使ZL1 和ZC1 之和趋于零即可，并且要有Z1 的模型达到几十kΩ以上即可。可见当式（5）满足时，必然有：显然不是 f2 的频率。

L₁C₁≠（2πf₂）^-2

当 L1 和C1 组成的电路在频率f1 无法谐振时，其阻抗远小于频率f2 的阻抗，通常在几百欧姆。通过精确选择L1 和C1，信号能顺利通过网络，同时阻止频率f2 的信。同样，通过调整L1 和C1，可实现频率f1 信号的谐振，隔绝该频率，避免两个频率相互干扰。这样，两个发射机可共享同一铁塔，有效利用资源。

（二）中波广播双频共塔天调网络设计实施

共塔双频的设计过程中，两频率之间有一个间隔（fl/f2⩾1.25）。云南省广播电视局普洱 701 台共有2 个发信机，频率分别为540khz、990Hz。2 部发射机采用双频共塔的两台发射机频率比值为：

其中，f1 为990khz 发射机1 发射频率，f2 为 540khz 发射机 2 发射频率，因此2 台发射机发射频率均满足双频共塔的条件。

在发射台 1 设计中，为保证双频共塔网的阻断信号频率f2 能够有效地抑制，令C1=1000pF，根据式（5）计算值如下：

此时，按照公式（1），（2）和（3），电容 C1 及电感L1 构成的并联系统f2 阻抗为：

根据公式（8）计算得到，该并联网络其等效阻抗模的f2 大约为 436.7kΩ。同理，其等效阻抗模的 f1 大约为0.12kΩ。由此可以看出，该并联网络可以较好地实现 f1 与 f2 之间的有效隔离与区分，从而获得很好的选择性屏蔽效果。同时，本台选择C2=200pF、L2=50.5μH，则由C2、L2 这两个元器件所构成的并联网络其阻抗模估计f1 大约为 1142kΩ，阻抗模估计。