大功率短波發(fā)射機(jī)腔體的設(shè)計(jì)與計(jì)算

徐志省

摘 要：本文重點(diǎn)介紹TBH522型150kW短波發(fā)射機(jī)腔體的設(shè)計(jì)與計(jì)算。該文從腔體結(jié)構(gòu)、原理、設(shè)計(jì)要求、計(jì)算方法及維護(hù)中的注意事項(xiàng)等方面，進(jìn)行了全面細(xì)致的分析和講解，使從事維護(hù)該機(jī)型的工作人員能有一個(gè)較為全面深入的了解，從而為各基層臺(tái)站正確的維護(hù)工作提供科學(xué)有效的方法，也為國(guó)家的廣播電視事業(yè)貢獻(xiàn)自己一份小小的力量。

關(guān)鍵詞：短波；發(fā)射機(jī)；腔體；設(shè)計(jì)與計(jì)算

1 前言

TBH522型150kW短波發(fā)射機(jī)是TBH521型的升級(jí)改型版，由北京廣播設(shè)備廠研發(fā)生產(chǎn)。該機(jī)型于2000年左右在國(guó)家的某一個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目中安排，建設(shè)在我國(guó)的大江南北，隸屬于國(guó)家新聞出版廣電總局無(wú)線電臺(tái)管理局，直接服務(wù)于國(guó)家的廣播發(fā)射任務(wù)。該機(jī)型有幾大優(yōu)勢(shì)：其一是電控系統(tǒng)采用FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）的邏輯芯片為核心，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有設(shè)計(jì)靈活、修改便捷、工作穩(wěn)定、器件少、功耗低等優(yōu)點(diǎn)；其二是低周系統(tǒng)采用了PSM（脈沖階梯調(diào)制）控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的推挽式音頻放大器比較，具有全固態(tài)、占地少、效率高、易維護(hù)、安全高等優(yōu)點(diǎn)；其三是高周系統(tǒng)采用了仿美國(guó)大陸公司生產(chǎn)的發(fā)射機(jī)的高周部分，也就是采用了腔體，與傳統(tǒng)的乙類屏調(diào)機(jī)相比較，具有電子管少（此處只有一只大功率電子管）、調(diào)諧匹配與濾波集成一體、效率高等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨系娜髢?yōu)勢(shì)，該機(jī)型也成為我國(guó)大功率短波發(fā)射機(jī)的主要機(jī)型之一。因此，此文重點(diǎn)介紹它的高周部分，即腔體系統(tǒng)，對(duì)所有從事該機(jī)型的維護(hù)人員有一個(gè)參考與指導(dǎo)的意義。

2 腔體的結(jié)構(gòu)

所謂腔體就是耦合腔電感的簡(jiǎn)稱。它是高頻放大器的重要組成部分。連接在高末電子管的輸出端。其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。

3 短路板的設(shè)計(jì)

在上圖中的藍(lán)色雙虛線表示的是短路板。因其能在腔體內(nèi)產(chǎn)生前后的移動(dòng)，以改變兩根饋管的有效使用長(zhǎng)度，也就相當(dāng)于改變了高末級(jí)調(diào)諧回路的電感量，因此，它的設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。短路板是在換頻時(shí)的粗調(diào)設(shè)置之用，在路板背面安裝有多個(gè)氣缸，連接可伸縮的彈簧接點(diǎn)。短路板移動(dòng)時(shí)，氣缸充氣而縮回，用汽動(dòng)的力壓制彈簧，使簧片節(jié)點(diǎn)離開(kāi)腔體壁，以便短路板在無(wú)磨損的情況下移動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)電感量的目的。當(dāng)短路板調(diào)到指定的位置時(shí)，氣缸釋氣，去掉汽動(dòng)壓力，利用彈簧之力將節(jié)點(diǎn)與腔體壁可靠接觸。

在短路管的四周安裝有22組簧片接點(diǎn)，用36個(gè)小氣缸和8個(gè)大氣缸作為驅(qū)動(dòng)。因?yàn)槊恳唤M接點(diǎn)需要用2個(gè)氣缸同時(shí)驅(qū)動(dòng)，如果2個(gè)氣缸沒(méi)有嚴(yán)格的平行，就會(huì)造成氣缸動(dòng)作時(shí)相互受力，而致吸合或斷開(kāi)不靈活，最終使簧片接點(diǎn)與腔體壁接觸不嚴(yán)實(shí)而發(fā)生吱火。因此，現(xiàn)在把它改成小接點(diǎn)，即每一組接點(diǎn)一分為四，每一個(gè)小接點(diǎn)均用一個(gè)小氣缸驅(qū)動(dòng)，就不會(huì)造成相互的受力，使氣缸運(yùn)動(dòng)更靈活。

4 腔體電感的計(jì)算

腔體短路板設(shè)計(jì)成可移動(dòng)，是為了保證平行式的兩根射頻饋管，始終都是平行等距離的使用，而且都以空氣為介質(zhì)，所以沿著饋管的單位長(zhǎng)度的分布電容、引線電感、饋線損耗電阻和饋管間的漏電電阻，對(duì)同一饋管來(lái)說(shuō)都是相同的。而對(duì)大功率射頻發(fā)射機(jī)，或腔體饋管來(lái)說(shuō)，損耗電阻和漏電電阻幾乎可以忽略不計(jì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)腔體結(jié)構(gòu)的分析，讓大家了解腔體的主要構(gòu)成及各主要器件之間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)短路板設(shè)計(jì)的講解，使維護(hù)人員能更加準(zhǔn)確地了解短路板的主要設(shè)計(jì)原理，各氣缸和接點(diǎn)簧片的工作要求，以及下一步的改進(jìn)方面。最后通過(guò)對(duì)耦合腔電感量的計(jì)算，深入地分析了在不同頻段下的電抗值、容抗值和阻抗值，以及對(duì)不同的頻率，應(yīng)該選擇多大的電感量，也就是腔體短路板的設(shè)置位置。

腔體短路板的日常維護(hù)工作為發(fā)射機(jī)的正?？煽窟\(yùn)行發(fā)揮著非常重要的作用。腔體四周的各接點(diǎn)簧片應(yīng)為月檢項(xiàng)目。每月檢查其吸合與斷開(kāi)的靈活性，如果不靈活，就必須及時(shí)調(diào)整，以免發(fā)生故障。檢查各簧片是否有偏離，如果有偏離而沒(méi)有及時(shí)復(fù)位，就很容易在播音中簧片與腔體壁之間打火而燒壞簧片與腔體銅板。檢查簧片的接觸面是否有吱火，如果發(fā)現(xiàn)有吱火的情況，必須及時(shí)更換，因?yàn)榛善ɑ鸷蟀l(fā)生氧化銅，是絕緣的，使其與腔體壁之間的接觸電阻增大，發(fā)生更為嚴(yán)重的打火。還要經(jīng)常檢查所有氣缸的吸合與斷開(kāi)是否保持同步，這一點(diǎn)很重要，如果不同步，就很容易造成傳運(yùn)機(jī)構(gòu)切斷銷釘，使故障處理更為復(fù)雜。最后還要定期校準(zhǔn)短路板在各頻點(diǎn)的位置是否偏移，否則容易發(fā)生高頻寄生振蕩，并容易擊穿3路調(diào)諧電容。

總之，腔體系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)高周的核心部分，維護(hù)人員要全面掌握它的原理、維護(hù)方法、校準(zhǔn)方法，才能確保發(fā)射機(jī)的安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]吳永鋒.耦合腔體在大功率短波發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用[J].電子世界，2013，（11）：97-98.

[2]王宏.電子管電視發(fā)射機(jī)腔體維護(hù)調(diào)整方法[J].中國(guó)有線電視，2014，（2）：204-206.

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局831臺(tái)）