全固态中波发射机天线匹配网络的分析制作

全固态中波发射机天线匹配网络的分析制作

汤涛

摘要：固态机的末级采用多个功率放大器进行功率合成，而每一个功率放大器，又由多支功率场效应管所组成当反射功率增大时，如外因造成天线基部短路(雷电等)或邻近频率干扰强大时(发射台有不同频率的发射机等）有可能损坏功率放大器中的场效应管。为此全固态发射机的天调网络必须要针对上述原因及固态机的特点进行设计才能确保发射机的安全优质播出。

关键词：固态机；天调网络；研究分析

我台共有三个发射频率分别是1035kHz、621kHz、873kHz，上述网络是621kHz的天调网络，它要求对1035kHz，873kHz频率进行滤除。

L1、C1并联谐振于103kHz起阻塞作用，L2、C2串联谐振于873kHz起吸收作用，L3和L4、C3为阻抗变换匹配作用。

1网络各点阻抗元件的电压，电流功率数值的计算

求b点的阻抗取L0=100μH，C0=4700PF

L0的阻抗：

ZL0=WL0=2πtL0=2×3.14×62×10-4=390.19

a点与L0并联阻抗

ZaL0=(41+j8.69)(j390.19)/(41+j8.69+j390.19)=38.82+j12.49

Z c0=1/C0=1/2×3.14×621×4.7×10-6=-54.557

b点的阻抗：

Zb=ZaL0+Z c0=38.82+j12.49-j54.55=38.82-j42.03

对C1L1并联谐振于1035kHz，网络取C1=1500PF

所以L1=1/W2Cl=1/2×3.14×1035×103=15.76uH

c点的阻抗：

ZC1=-1WC1=1/2×3.14×621×1.5×10-9=-j170.86

ZL1+WL1=2×3.14×621×1.576×10-2=-j61.56

所求C点阻抗了ZC38.82-j42.03+j96.10=38.82+j54.01

对于L2C2串联谐振于873取C2=100PF

则L2=W2C2=33.24uH

求d点的阻抗：

ZL2=WL2=2×3.14×621×33.24×10-3=j129.29

ZC2=1/WC2=1/2×3.14×621×10-6=j256.29

所求d点阻抗Zb=(ZL1+ZC1)×ZC/ZC1+ZL1+Z0=(j129.68-j256.29)×38.82+j54.0)/(38.82 +j54.01+j129.6-j256.29)=91.94+j45.17

到此求出了天线的归一化阻抗d=91.94-45.17，上述所求各点值是为调试网络时对各点进行测量，使调试网络非常方便。

2网络的制作 如果根据上述所求各元件的数据，向厂家购买器件，需耗资一万多元费用。 我们为了节省资金，利用我台原有的旧铜管绕制线圈。铜管的直径按大于lmm/3A 的原

则选取。整个网络可节省一万多元资金。 线圈的长度用经验公式：L=0.4N

2R 2/(9R+10.1)计出，电感线圈的电感量应留有余量(+10%-+20%)以利调试。 LO 骨架高70cm ，半径R=15cm ，N=35.58匝

L1骨架高40cm ，半径R=l0cm ，N=15.2匝 L2骨架高36cm ，半径R=15cm ，N=11.4匝 L3骨架高30cm ，半径R=5cm ，N=12.58匝 L4骨架高40cm ，半径R=15cm ，N=19.5匝

线圈骨架的制作 图1

用8nnn的聚酯绝缘板如下所示的圆环两个，作为一个骨架的两个堵头，外圆半径R1=15cm，内圆半径R2=7cm，在外圆等分4份，作槽，槽深4cm，宽8cm如图1中的(一）。又在2块长75cm，宽8cm，厚0.8cm的一块聚酯绝缘板上，取中心线如图1中的(二)。

在中心线上等分截取36份，然后用8mm的转头在中心线上等分点处转取8mm的眼，转取后用锯，从中心线上据开来，一分两条，用这样的两块板可分成4份，它们分别对应于骨架堵圆上的4等分槽，分开后的4块板如图1中的(三)所示它们的眼孔分别相错4分之一后排好，在如图的两条平行竖线处锯下然后按1-4的顺序依次用双组分丙烯酸醋快速反应万能胶，胶入两个圆堵之间等胶牢固后一个线圈骨架即为完功如图2。

图2

用长度为L=2πRN (N为圈数，R为半径)的铜管绕在骨架上即为一个完整的线圈。

放电器的制作，用40mm*60mm*20mm的电动机碳刷在刷头上磨成半径为R=20的半圆，如图3。

图3

经过上述元件的制作后，按图1中的(一)进行安装，由于元器件比较多，分两层进行组装，在各层中沿电流进行方向铺设厚O.5mm宽80mm的铜带作地线。网络中相近的电感线圈在方向上互相垂直，电感抽头引线在线圈内部走，不用的电感余量不能短接。元件各接点一定要接牢，以防止因大电流过热而使阻抗发生变化。

3调试

对并联阻抗网路的调试接线如图4所示。

在b点断开，将信号发生器输出频率调到要阻塞的频率(1035kHz)调节输出幅度，使示波器显示明显，调节L1电感抽头使示波器显示最大。再把C点接地此时示波器指示应无变化即为好。

将信号发生器输出频率调到要吸收的频率(873kHz)调节输出幅度，使示波器有明显调节L2的电感抽头位置，使示波器显示最小固定抽头位置。

上述的串并联吸收阻塞网络调好后，用阻抗电桥在b点进行测试连接仪器如图5。

RG-4收发机频率调到发射机工作频率，表头开关置于(RCVR)位置，适当调节“GEN.LEVEL”及“RFGNZ”旋钮，使表头有明显指示。调节电桥R旋钮，使表头读数最小，读出此时电桥R、X值，若不等于b点值应反复调节L0抽头位置，并结合对面板上两个微调旋钮调节，直至阻抗电桥测得的值，同b点值一样为止。

对C点测试连接同上，阻抗值应等于或非常接近C点计算值，否则应当从新调试并联网络原件数值或查找网络，有无连接错误。

对d点原理同C。阻抗值应接近b点的计算值，否则应检查串联电路。

对f点即匹配网络的调整。连接同b点一样，只是对f点的阻抗应等于馈线阻抗(230Ω)，这时应反复调整L3、L4一般调整L3可调节阻抗的虚部，调整L4可调节阻抗的实部。调到f点的阻抗为230Ω或非常接近为止，到此整个滤波网络及匹配网络已调整完。