摘 要 近些年來(lái),隨著科技的發(fā)展,短波通信因其優(yōu)良的特性被廣泛地應(yīng)用于無(wú)線通信中。短波饋線在收發(fā)裝置中起著重要的作用,其可直接影響到通信的質(zhì)量。鑒于此,在短波饋線調(diào)試中需要一些輔助工具,幫助通信達(dá)到最佳狀態(tài)。本文通過(guò)介紹短波饋線調(diào)試中涉及的主要參數(shù)、饋線常見形式與特性阻抗公式,分析饋線需要調(diào)整的原因,利用駐波比調(diào)試輔助工具并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)短波饋線進(jìn)行調(diào)試,有效降低駐波比,大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度和人力物力。
關(guān)鍵詞 調(diào)試輔助工具;駐波比;反射系數(shù);特性阻抗
中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708(2017)179-0032-02
在短波天線中,駐波比是體現(xiàn)天線傳輸效果的重要參數(shù)。通過(guò)調(diào)整兩條饋線之間的間距,可以直接影響駐波比的變化。本文通過(guò)介紹短波饋線調(diào)試中涉及的主要參數(shù)、饋線常見形式與特性阻抗公式,分析饋線需要調(diào)整的原因。利用駐波比調(diào)試輔助工具,調(diào)整降低天線駐波比,有效的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和減少人力物力支出。
1 短波饋線調(diào)試中的主要參數(shù)及影響
在短波天線中,天線與饋線的阻抗不匹配,造成部分高頻能量反射形成干擾,形成駐波。天線與饋線要實(shí)現(xiàn)阻抗匹配,其主要標(biāo)志是以駐波比等于或接近1來(lái)衡量。我們知道駐波比
如果負(fù)載阻抗與饋線特性阻抗不匹配將導(dǎo)致反射系數(shù)和駐波比升高,發(fā)射機(jī)無(wú)法獲得最大的有效功率播出,增大反射損耗,降低饋線傳輸效率,并且容易發(fā)生饋線打火現(xiàn)象。而且反射波到達(dá)發(fā)射機(jī),容易擊穿絕緣燒毀機(jī)器,嚴(yán)重影響發(fā)射系統(tǒng)穩(wěn)定播出。
2 短波饋線常見形式與特性阻抗
短波用的饋線多采用架空明線平衡式,常見的有2線式、4線片形式、6線片形式和多線籠形式,都可以看成是二線式饋線。只是對(duì)稱的每一邊導(dǎo)線半徑加粗,使饋線的截面積加大。
W是一純電阻,由饋線導(dǎo)線線徑d和導(dǎo)線間的間距D而定。當(dāng)完成饋線制作后,導(dǎo)線線徑是固定值,且很難進(jìn)行調(diào)整改變。那么要改變特性阻抗最好的辦法就是從導(dǎo)線間距D入手,這樣最直接最有效。
3 饋線需要調(diào)整的原因
由于與發(fā)射機(jī)配套使用的平衡變阻線、平衡轉(zhuǎn)換器以及交換開關(guān)等都與饋線的特性阻抗有關(guān)。所以饋線的特性阻抗都是定值,結(jié)構(gòu)也基本定型。但因長(zhǎng)度、環(huán)境、材質(zhì)等諸多復(fù)雜因素影響,特性阻抗往往達(dá)不到設(shè)定值。
在我們維護(hù)施工中特性阻抗變化的原因有:
1)由于天線分布參數(shù)是不均勻的,特性阻抗是全長(zhǎng)范圍內(nèi)取平均值,所以饋線存在特性阻抗突變點(diǎn);
2)跳籠在雙門桿位置轉(zhuǎn)彎角度不合適,跳籠兩端與橫支撐間距發(fā)生變化;
3)饋線兩端跨度太大與溫度變化導(dǎo)致饋線間距未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值;
4)饋線因材料、環(huán)境影響出現(xiàn)爆皮或斷線,在斷線或爆皮處用銅線對(duì)接維護(hù)后導(dǎo)致導(dǎo)線半徑變大。這些情況都會(huì)引起特性阻抗變化進(jìn)而導(dǎo)致饋線反射系數(shù)與駐波比變大的原因。
4 短波饋線調(diào)整方法
我們使用PNA3268D型矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀利用時(shí)域定位法測(cè)出反射系數(shù),通過(guò)調(diào)整兩根饋線間距改變特性阻抗來(lái)降低反射系數(shù),從而達(dá)到降低駐波比的目的。在時(shí)域圖上找到反射系數(shù)峰值點(diǎn)后,對(duì)照饋線實(shí)際距離,找到需要調(diào)整饋線位置。調(diào)整饋線前先記錄兩根饋線之間間距,然后利用玻璃纖維繩勒緊兩根饋線間距或PVC管撐開兩根饋線間距來(lái)進(jìn)行調(diào)整,每次調(diào)整后記錄并分析,把反射系數(shù)調(diào)整到最低。一般將反射系數(shù)調(diào)整到0.03以下,就認(rèn)為該處的饋線基本合適。一個(gè)測(cè)試小組由一人測(cè)試,四人配合輪流攀登梯子調(diào)整,還需攜帶一個(gè)樓梯。
5 駐波比調(diào)試輔助工具的使用方法
本工具包括兩根在中部相互交叉鉸接配合的調(diào)試桿,這兩根調(diào)試桿的頂端均設(shè)置有與饋線配合的U型夾持頭,其中一根調(diào)試桿靠近底部位置鉸接設(shè)置有一比例尺,另一根調(diào)試桿上相對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有供上述比例尺穿過(guò)的通孔。如圖1駐波比調(diào)試輔助工具的結(jié)構(gòu)示意圖。1是調(diào)試桿,2是U型夾持頭,3是比例尺,4是握持柄,5是可拆式擋頭。在需要對(duì)饋線進(jìn)行駐波比調(diào)試時(shí),手持該調(diào)試輔助工具,并使兩調(diào)試桿頂端的U型夾持頭托住相應(yīng)的短波饋線,然后由工作人員操作調(diào)試桿做拉開或收縮操作改變饋線間距,并可通過(guò)比例尺讀取兩根饋線間的實(shí)際距離。
6 駐波比調(diào)試輔助工具的優(yōu)點(diǎn)
由于短波饋線的長(zhǎng)度短則幾百米長(zhǎng)則數(shù)千米,而且都安裝在離地四五米以上的饋線桿上,調(diào)試一路饋線需要攀登梯子上百次,測(cè)試人員作業(yè)量大,調(diào)試精準(zhǔn)度較低。本工具可以達(dá)到免除使用梯子攀登即可測(cè)量饋線之間間距進(jìn)而對(duì)駐波比進(jìn)行調(diào)整,大大減輕了測(cè)試人員的工作量,且調(diào)試使用更為方便,調(diào)試精準(zhǔn)度更高。本工具成本低廉,而且適用于短波饋線常見形式。
6.1 提高檢測(cè)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度
短波廣播任務(wù)重,停機(jī)時(shí)間短暫。如果利用網(wǎng)絡(luò)分析儀調(diào)整駐波比,則需將所有發(fā)射機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)。調(diào)試駐波比由一人測(cè)試,四人配合調(diào)整,操作人員需不停的攀登梯子,調(diào)整后必須下梯子還需移開梯子。而在山區(qū)陡峭位置離地高度甚至達(dá)到10m,對(duì)饋線調(diào)試增加難度,必要時(shí),還需搭建腳手架,按照這種方法調(diào)試,效率低下,僅調(diào)整一路饋線就需耗費(fèi)數(shù)天時(shí)間。而利用駐波比輔助工具,僅需一人直接饋線下操作,調(diào)整工作較為輕松,數(shù)據(jù)一目了然,大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了效率。
6.2 提升測(cè)量精確度和安全性
調(diào)整饋線攀登梯子屬于高處作業(yè),且要求調(diào)整人員有天線維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。調(diào)整人員站梯子上操作,且梯子靠在饋線上,其讀取的數(shù)值很難達(dá)到精準(zhǔn)。在一天時(shí)間內(nèi),調(diào)整人員不停地對(duì)饋線進(jìn)行調(diào)整固定,不僅操作難度大,而且工作量大,容易造成疲勞,在此工作狀況下,極易發(fā)生意外。這時(shí)利用駐波比輔助工具,不需登高操作,只要通過(guò)比例尺便可讀出數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)調(diào)整。節(jié)省調(diào)整人員的體力,不僅提高了安全性,還提升了調(diào)整的精確度。
7 結(jié)論
綜上所述,駐波比調(diào)試輔助工具具有較多的優(yōu)點(diǎn),一方面減少了人力資源的輸出,另一方面還極大地提高了工作效率,在短波饋線調(diào)試中起了很大的作用,應(yīng)被廣泛地應(yīng)用于此。
參考文獻(xiàn)
[1]林航.談?wù)劧滩ㄌ祓伨€駐波比調(diào)試與維護(hù)[J].中國(guó)傳媒大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2016(增刊).
[2]廣播電視發(fā)送與傳輸維護(hù)手冊(cè)(第十一分冊(cè)).國(guó)防工業(yè)出版社.
[3]蘇英智,丁冬宜.中短波電波傳播和天線實(shí)用手冊(cè).廣播電影電視部無(wú)線電臺(tái)管理局.